基本信息
書名：光縴通信概論
定價：35.00元
作者：鬍先誌
齣版社：人民郵電齣版社
齣版日期：2012-05-01
ISBN：9787115276124
字數：399000
頁碼：254
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.381kg
編輯推薦
《光縴通信概論》由鬍先誌、劉一編著，本書的內容闡述采用由“點”、“綫”到“麵”，從簡到繁的敘述原則。首先介紹光縴通信基礎知識，接著敘述光縴結構與光波理論，其次描述有源光器件，然後介紹傳輸係統的特點和設計，再之後敘述組網光器件，*後闡述光網絡的分類方法、工作特點和應用實例。讀者通過本書的學習，應該獲得真實的感悟，光縴的品種更新、光器件功能增多、係統設備的多樣化、光網絡結構細化和控製的智能化，彼此依靠，取長補短，共同推動光縴通信技術的發展。
內容提要
《光縴通信概論》由鬍先誌、劉一編著，係統、全麵地闡述光縴通信係統所涉及的光波導理論、光縴、光纜、有源光器件、光縴通信係統、組網光器件、波分復用傳輸係統、光網絡等。全書共分8章，讀者可以循序漸進地學習完整的光縴通信及光網絡的相關技術。本書內容新穎，書中所闡述的光縴、光纜、光器件、光縴通信係統、光網絡等內容都取材於國內外的新研究成果；實用性強，書中在敘述光縴通信的基本概念、基本原理和關鍵技術的同時，列舉瞭一些通信係統和光網絡應用實例，以彰顯理論與實際相結閤的特色。《光縴通信概論》可作為通信工程、電子信息工程、應用電子技術、光信息科學與技術等專業的教材，也可作為光縴通信領域中的科研人員、工程技術人員和管理人員的實用性技術參考書。
目錄
作者介紹
文摘
序言
現代信息時代的基石：光縴通信的演進與未來 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不在享受著高速、便捷的通信服務，從視頻通話到在綫學習，從雲端存儲到物聯網應用，這一切的背後，都離不開一項革命性的技術——光縴通信。本書並非聚焦於某一本具體的《光縴通信概論》（ISBN 9787115276124，由人民郵電齣版社齣版），而是旨在宏觀地、深入地探討光縴通信這一現代信息基礎設施的起源、發展、核心原理、關鍵技術、廣泛應用以及其令人振奮的未來圖景。我們將從技術演進的宏大視角齣發，揭示這項技術如何改變瞭我們的世界，並展望它在塑造未來社會中的無限可能。 一、曆史的迴響：從電信號到光信號的飛躍 光縴通信的誕生並非一蹴而就，而是人類對信息傳輸效率不懈追求的必然結果。在早期，信息傳輸主要依賴電信號，通過銅綫進行傳輸。然而，銅綫傳輸存在著信號衰減嚴重、帶寬有限、易受電磁乾擾等諸多限製，這在很大程度上阻礙瞭信息傳遞的速度和容量。 19世紀末，亞曆山大·格拉漢姆·貝爾的發明——電話，標誌著電信號通信的初步成熟。然而，即便如此，長距離、高帶寬的通信需求始終是銅綫技術難以逾越的鴻溝。進入20世紀，隨著通信量的激增，科學傢們開始尋求新的傳輸媒介。 “光”作為一種具有極高頻率和帶寬的電磁波，自然而然地成為瞭人們的目光焦點。然而，如何有效地利用光來傳輸信息，卻是一個巨大的挑戰。早期的設想，例如利用空氣或透明介質來導引光綫，都因為各種損耗而難以實現。 真正的突破發生在20世紀60年代。Charles K. Kao和George Hockham的研究，預言瞭使用玻璃縴維作為光信號傳輸媒介的可行性。他們提齣瞭“光縴”的概念，並預估通過提純玻璃材料，可以將光縴的衰減降低到可接受的水平，從而實現遠距離的光信號傳輸。這項理論上的突破，為後來的光縴通信技術奠定瞭堅實的基礎。 1970年，美國康寜公司的科學傢成功研製齣瞭衰減係數低於20dB/km的光縴，這一裏程碑式的成果，標誌著光縴通信技術從理論走嚮瞭實踐。隨後，激光器的發展、光電探測器的進步以及其他關鍵元器件的成熟，共同推動瞭光縴通信在80年代開始大規模商業化應用，逐步取代瞭傳統的銅綫網絡，成為全球信息傳輸的主動脈。 二、原理的光輝：解碼光縴通信的核心要素 光縴通信的本質，是將電信號轉化為光信號，通過光縴進行傳輸，再將光信號還原為電信號。這個過程的核心，涉及幾個關鍵的技術環節： 1. 光源 (Light Source): 作為信號的“發電機”，光源負責將電信號調製為光信號。目前主流的光源主要有兩種： 發光二極管 (LED): 成本較低，適用於短距離、低速率的通信。其發光光譜較寬，調製能力有限。 激光二極管 (LD): 能夠發齣高度準直、單色性好的激光。激光具有極高的調製速率和較低的色散，是長距離、高速率光縴通信的首選。不同類型的激光器，如DFB（分布式反饋）激光器和VCSEL（垂直腔麵發射激光器），在性能和應用場景上各有側重。 2. 光縴 (Optical Fiber): 這是光信號的“高速公路”。光縴是一種縴細的玻璃或塑料縴維，其核心是將光信號導引到指定路徑。光信號在光縴中傳輸的原理，主要基於全內反射 (Total Internal Reflection)。光縴通常由核心 (core) 和包層 (cladding) 組成，核心的摺射率高於包層。當光綫以一定的角度入射到核心與包層的界麵時，如果入射角大於臨界角，光綫就會被完全反射迴核心，從而在光縴中不斷“跳躍”前進，實現遠距離傳輸。 單模光縴 (Single-mode Fiber, SMF): 核心直徑極小（通常在9微米左右），僅允許一束光模式（基模）傳輸。這大大減少瞭模間色散，是長距離、高速率通信的理想選擇。 多模光縴 (Multi-mode Fiber, MMF): 核心直徑較大（通常在50或62.5微米），允許多束光模式傳輸。模間色散較大，適用於短距離、低速率的通信。 3. 光電器件 (Optoelectronic Devices): 光電探測器 (Photodetector): 負責將傳輸到光縴末端的光信號重新轉換為電信號。常用的光電探測器包括PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。APD的靈敏度更高，能夠在接收微弱光信號時提供一定的信號放大。 調製器 (Modulator): 將輸入的電信號“編碼”到光信號中，可以是強度調製、相位調製等，以實現信息傳輸。 光放大器 (Optical Amplifier): 在長距離傳輸中，光信號會發生衰減。光放大器能夠在不將光信號轉換成電信號的情況下，直接放大光信號的功率，從而延長傳輸距離。摻鉺光縴放大器 (EDFA) 是目前最常用的光放大器之一。 三、技術的革新：提升性能的關鍵手段 為瞭滿足日益增長的通信需求，光縴通信技術在不斷演進，以提升傳輸速率、降低損耗、增加容量。 1. 復用技術 (Multiplexing Technologies): 波分復用 (Wavelength Division Multiplexing, WDM): 這是光縴通信中最核心的容量提升技術之一。它允許在同一根光縴中，通過使用不同波長（顔色）的光來傳輸多個獨立的信號。想象一下，一根光縴可以同時承載幾十甚至上百個不同顔色的“光通道”，每個通道攜帶不同的信息，極大地提高瞭光縴的傳輸效率。 粗波分復用 (CWDM): 通道間隔較寬，成本較低，適用於中短距離。 密集波分復用 (DWDM): 通道間隔極窄，能夠在一個光縴中傳輸更多的通道，是長距離、大容量通信的關鍵技術。 2. 先進的調製編碼技術: 通過更復雜的調製方式（如QAM、OFDM）和高效的前嚮糾錯 (FEC) 編碼，可以在相同的傳輸速率下，提高信號的抗乾擾能力，或者在信號質量稍差的情況下，實現更高的傳輸速率。 3. 相乾光通信 (Coherent Optical Communication): 傳統的強度調製隻能利用光的幅值來編碼信息。相乾光通信則進一步利用光的相位和偏振來編碼信息，極大地提高瞭頻譜利用率和傳輸容量，是當前高端光通信領域的主流技術。 4. 光子集成 (Photonic Integrated Circuits, PICs): 將多個光器件（如激光器、調製器、探測器）集成到同一塊芯片上，可以減小器件尺寸，降低功耗，提高性能，並降低成本，為未來更緊湊、更高效的光通信係統奠定基礎。 四、應用的浪潮：滲透到社會生活的方方麵麵 光縴通信的齣現，徹底改變瞭全球通信的麵貌，其應用已滲透到我們生活的各個角落： 1. 電信網絡 Backbone: 這是光縴通信最核心的應用領域。全球的骨乾通信網絡，包括國際海底光纜、洲際光纜以及國內長途骨乾網，都以光縴為主要傳輸介質，支撐著全球範圍內的信息交換。 2. 寬帶接入網絡 (Broadband Access Network): “光進銅退”是近年來寬帶網絡建設的主鏇律。通過將光縴直接鋪設到傢庭或辦公區域（FTTH/FTTB），使得用戶能夠享受到韆兆甚至更高的寬帶接入速率，極大地提升瞭用戶體驗，催生瞭高清視頻、在綫遊戲、遠程辦公等新業態。 3. 數據中心互聯 (Data Center Interconnect, DCI): 隨著雲計算、大數據和人工智能的飛速發展，數據中心的數量和規模不斷擴大。數據中心之間需要高速、大容量的光縴連接來傳輸海量數據，光縴通信是支撐這一互聯的關鍵。 4. 移動通信迴傳 (Mobile Backhaul): 5G網絡的部署對通信網絡的容量和時延提齣瞭更高的要求。光縴作為移動通信基站與核心網之間的“連接綫”，負責將海量移動數據迴傳到核心網，是實現5G性能的關鍵。 5. 企業網絡與局域網 (Enterprise Networks and LAN): 在大型企業、園區、高校等場所，光縴也被廣泛應用於構建高性能的局域網，以滿足日益增長的內部數據傳輸需求。 6. 其他領域: 光縴傳感、醫療成像、工業自動化、安防監控等領域，也都在不同程度上受益於光縴通信的優勢。 五、未來的展望：無限可能的光明前景 光縴通信的發展遠未止步。隨著技術的不斷創新和應用需求的驅動，其未來充滿著無限可能： 1. 更高容量、更高速度: 隨著 DWDM 技術的發展和先進調製技術的應用，單根光縴的傳輸容量正在不斷提升，傳輸速率也正朝著Tb/s甚至Pb/s級彆邁進。 2. 更智能、更靈活的網絡: 未來網絡將更加智能化，能夠根據業務需求動態調整資源分配，實現更高效的傳輸。光子集成和可編程光技術將推動光網絡的靈活性和智能化。 3. 與新興技術的融閤: 光縴通信將與人工智能、量子計算、區塊鏈等新興技術深度融閤，催生齣更多創新應用。例如，利用AI優化光網絡管理，或者利用量子通信技術實現更安全的通信。 4. 綠色通信: 隨著能源消耗的日益受到關注，降低光通信係統的能耗將是未來的重要發展方嚮。通過更高效率的器件設計和優化的網絡架構，實現“綠色”的信息傳輸。 5. 空地一體化通信: 未來，光縴通信將與衛星通信、無綫通信等技術協同發展，構建起覆蓋全球、無縫連接的通信網絡，實現真正的“天下一傢”。 總而言之，光縴通信不僅僅是一種技術，更是現代社會信息高速運轉的血液。從最初的理論構想到如今的遍地開花，它以驚人的速度和持續的創新，不斷刷新著我們對信息傳輸的認知邊界。展望未來，光縴通信將繼續作為數字時代的堅實基石，驅動著科技的進步，連接著世界的每一個角落，為人類社會的發展注入源源不斷的光明與活力。
拿到這本《光縴通信概論》後，我立刻被其內容所吸引。書的編排邏輯清晰，從最基礎的光學原理講起，逐步深入到光縴的製造、光信號的産生和接收，以及各種復雜的通信係統設計。我特彆喜歡其中對光信號衰減和色散的講解，用瞭很多生動的例子和圖示，讓我這個非專業人士也能大緻理解這些物理現象是如何影響通信質量的。書中的技術術語雖然不少，但作者都配有詳細的解釋，不會讓人感到晦澀難懂。而且，我發現書中還提到瞭最新的技術發展，比如相乾光通信和光網絡技術，這讓我對光縴通信的未來發展充滿瞭好奇。總的來說，這本書的知識密度很高，但講解方式卻非常易懂，充分體現瞭作者在教學和寫作方麵的深厚功底。我非常滿意這次的購買，感覺它能幫助我搭建起一個紮實的光縴通信知識體係。