基本信息
书名：光纤通信技术
定价：37.00元
作者：胡先志,胡佳妮著
出版社：北京邮电大学出版社有限公司
出版日期：2011-04-01
ISBN：9787563525980
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.499kg
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内容提要
本书系统而全面地阐述了光纤通信所涉及的主要内容：通信基础知识、光纤、光缆、光器件、光纤通信系统、城域光网络、接入光网络和自动交换光网络等。
本书的特点是：①内容新颖，书中所阐述的光纤、光缆、光器件、光纤通信系统、光网络等技术内容都是取材于外光纤通信领域中的*研究成果；②图文并茂，作者试图以清晰简练的文字和直观形象的图表，使读者能够轻松自如地掌握所学习的内容，享受学习过程的快乐；③实用性强，学以致用是读书目的，书中在注意清晰地叙述光纤通信的基本概念、基本原理和关键技术的同时，也列举了一些光纤、光缆、光器件选用方案，以及通信系统和光网络设计和应用实例，以彰显理论与实际相结合的特色；④目的明确，《光纤通信技术》可作为应用型通信工程、电子信息工程、应用电子技术、光信息科学与技术等专业的“光纤通信”专业课教材使用，同时也可以用作光纤通信领域中的科研人员、工程技术人员和管理人员实用性技术参考书。
目录
作者介绍
文摘
序言
光通信的脉络：信息洪流的载体与演进 引言 我们生活在一个信息爆炸的时代，数据以前所未有的速度流动、增长和交换。支撑起这股信息洪流的，是一种看似平凡却至关重要的技术——光纤通信。它以光速传递信息，将世界紧密地联系在一起，无论是跨越大陆的互联网骨干网，还是连接你我之间的宽带接入，背后都闪耀着光纤通信的光芒。本书将深入探寻光纤通信技术的奥秘，从其基本原理到前沿发展，勾勒出这场信息革命的宏大图景。 一、 光纤通信的基本原理：光的旅行 光纤通信的核心在于利用光作为载体来传输信息。这听起来简单，但背后蕴含着精妙的物理学原理。 光的本质与传输： 光是一种电磁波，具有波粒二象性。在光纤通信中，我们利用特定频率的光波携带信息。这些光信号需要能够沿着预设的路径高效传输。 光纤的结构与功能： 光纤，顾名思义，是一种细如发丝的玻璃或塑料纤维。它的核心结构非常关键： 纤芯 (Core)： 这是光信号传输的通道，其折射率略高于包层。 包层 (Cladding)： 围绕着纤芯，其折射率略低于纤芯。正是这不同折射率的差异，使得光信号能够在纤芯内部发生全内反射，如同在镜子之间不断弹跳，从而沿着光纤向前传播，而不会轻易泄露出去。 涂覆层 (Coating)： 保护光纤免受机械损伤和环境影响。 全内反射 (Total Internal Reflection)： 这是光纤通信得以实现的关键物理现象。当光从折射率较高的介质（纤芯）射向折射率较低的介质（包层）时，如果入射角大于临界角，光线就会被完全反射回原来的介质，而不会折射到包层中。光纤正是利用这一原理，将光信号“囚禁”在纤芯内部，进行长距离的传输。 光信号的编码与解码： 如何将信息“装载”到光信号上，又如何在接收端将其“卸载”下来？这就需要电信号与光信号之间的转换。 光源 (Light Source)： 通常是激光二极管 (LD) 或发光二极管 (LED)，它们能够产生具有特定波长和强度的光。信息被编码成一系列的电脉冲，控制光源的开关，从而产生明暗（或强弱）不同的光脉冲，这便是光的“载体”。 光检测器 (Photodetector)： 接收光信号并将其转换回电信号。它能够感应到到达的光脉冲，并将其转化为相应的电信号，还原出原始的信息。 损耗与色散： 在光信号传输过程中，不可避免地会遇到损耗和色散问题，它们会影响信号的质量和传输距离。 损耗 (Attenuation)： 光信号在传输过程中能量会逐渐衰减，这主要由光纤材料本身的吸收、散射以及连接器和熔接点的损耗引起。 色散 (Dispersion)： 不同波长的光以略微不同的速度在光纤中传播，导致光脉冲在传输过程中展宽，就像声音的不同频率传播速度不同而产生回声一样。主要的色散包括材料色散、波导色散和模式色散。 二、 光纤通信系统的组成：精密协作的链条 一个完整的光纤通信系统，并非仅仅是一根光纤，而是一个由多个相互协作的组件构成的复杂网络。 传输光缆 (Optical Fiber Cable)： 这是信息传输的物理通道，由多根光纤组成，并经过各种保护措施。根据用途和环境，有不同的结构设计，如室内光缆、室外光缆、铠装光缆等。 光源设备 (Light Source Equipment)： 如光模块、激光器等，负责产生并调制光信号，将信息加载到光载波上。 光检测器设备 (Photodetector Equipment)： 如光电二极管、光接收模块等，负责接收光信号并将其转换回电信号。 光放大器 (Optical Amplifier)： 在长距离传输中，为了补偿光信号的损耗，需要使用光放大器。它能够在不进行光-电-光转换的情况下，直接放大光信号的功率，延长信号的传输距离。掺铒光纤放大器 (EDFA) 是最常用的光放大器之一。 光开关与复用器 (Optical Switch and Multiplexer)： 光开关 (Optical Switch)： 能够在不将光信号转换为电信号的情况下，重新路由光信号，实现网络节点的连接和切换。 波分复用器 (Wavelength Division Multiplexer, WDM)： 这是光纤通信实现高容量传输的关键技术。它允许在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号，每个波长携带独立的信息。这就好比在一辆卡车上同时运载多批不同颜色的货物，极大地提高了光纤的传输能力。 波分复用 (WDM) 密集波分复用 (Dense WDM, DWDM)：在DWDM技术中，不同波长之间的间隔非常小，可以实现几十甚至上百个波长的复用，传输容量呈指数级增长。 连接器与熔接器 (Connectors and Splicers)： 光纤连接器 (Optical Fiber Connector)： 用于可插拔地连接两根光纤或光纤与设备，如SC、LC、FC连接器等。 光纤熔接器 (Optical Fiber Splicer)： 用于将两根光纤永久性地连接起来，以减少损耗，如电弧熔接。 三、 光纤通信技术的发展历程：从曙光到璀璨 光纤通信并非一蹴而就，它的发展经历了漫长的探索和技术革新。 早期探索： 20世纪初，科学家就开始探索利用光来传输信息，但受限于材料和技术，进展缓慢。 玻璃光纤的诞生： 20世纪60年代，高纯度石英玻璃材料的出现，以及科学家对光在玻璃中传输损耗的深入研究，为光纤通信奠定了基础。 低损耗光纤的突破： 1970年，Corning公司的Maurer、Kapany和Schultz三人制备出了损耗低于20dB/km的玻璃光纤，这一里程碑式的突破标志着光纤通信进入了实用化的新阶段。 光源与探测器的发展： 半导体激光器和PIN光电二极管等关键器件的成熟，进一步推动了光纤通信系统的建立。 通信容量的提升： 从早期单波长传输，到多波长复用（WDM），再到今天的超大容量DWDM系统，光纤通信的传输容量实现了爆炸式增长，满足了日益增长的数据需求。 新技术的涌现： 围绕着如何进一步提高传输速率、降低成本、提升网络灵活性，各种新技术不断涌现，如相干光通信、多模光纤、塑料光纤、空分复用等。 四、 光纤通信的应用领域：无处不在的“光” 光纤通信已经渗透到我们生活的方方面面，成为现代社会不可或缺的基础设施。 互联网骨干网： 承载着全球互联网流量的主干道，光纤提供了超高带宽和低延迟的连接。 宽带接入： “光进铜退”工程，将光纤铺设到家庭和企业，实现高速上网、高清电视、VoIP等服务。 移动通信回传： 5G基站之间以及基站到核心网之间的高速连接，离不开光纤通信的支持。 数据中心互联： 数据中心内部和之间的大量数据交换，需要光纤提供强大的传输能力。 金融通信： 高频交易、支付系统等对时延和带宽要求极高，光纤通信是其首选。 智能电网： 实时监测、数据采集和远程控制，需要稳定可靠的光纤通信网络。 工业自动化： 生产线的实时数据传输和控制，离不开高速、低延迟的光纤通信。 军事通信： 保密性强、抗干扰能力好，光纤通信在军事领域有着广泛的应用。 医疗领域： 远程医疗、医疗影像传输等，需要高速、高质量的数据传输。 科学研究： 高能物理、天文学等领域的大规模数据采集和处理，依赖于光纤通信。 五、 光纤通信的未来展望：更快的速度，更广的连接 光纤通信技术仍在不断发展，未来的发展趋势令人充满期待。 更高的传输速率： 随着DWDM技术以及新型编码和调制技术的不断进步，单根光纤的传输速率将持续提升，达到Tbps甚至Pbps级别。 更智能的网络： SDN (Software-Defined Networking) 和NFV (Network Functions Virtualization) 等技术将引入光通信网络，实现网络的智能化管理、灵活部署和快速响应。 新型光纤材料与结构： 空心光纤、超低损耗光纤、多芯光纤等新型光纤材料和结构的研究，将进一步拓展光纤的传输能力和应用范围。 光计算与光互连： 未来，光信号的处理能力将得到提升，甚至可能出现光计算机，以及在芯片内部实现光互连，进一步提升信息处理速度。 绿色与节能： 随着网络规模的不断扩大，节能降耗将成为重要的研究方向，开发更高效的光器件和网络架构。 与人工智能的融合： AI将更深入地应用于光通信网络的优化、故障预测和资源调度，实现更高效、更可靠的网络运行。 结语 光纤通信技术，以其强大的信息承载能力和飞快的传输速度，深刻地改变着我们的世界。从最初的科学设想，到如今遍布全球的“光脉络”，它的发展历程是一部充满智慧与创新的篇章。展望未来，光纤通信将继续引领信息时代的潮流，为构建更智能、更互联、更美好的世界提供坚实的基础。理解光纤通信的原理、技术和应用，就是理解我们所处时代信息流动的逻辑，洞察未来科技发展的方向。
这本书的目录结构清晰明了，各个章节的标题都很有引导性，能够让人快速了解书本的整体内容框架。我仔细翻阅了一下，发现内容涵盖了光纤通信的多个重要方面，从基础理论到实际应用，都有所涉及。我特别关注了关于光纤制造工艺和不同类型光纤的介绍，因为我相信理解了最基础的部分，才能更好地把握整个技术体系。另外，书中关于光信号的调制解调技术和光网络架构的讲解，也让我产生了浓厚的兴趣。虽然我可能无法深入理解所有的技术细节，但至少能够建立起一个整体的认知，明白光纤通信是如何实现高速、大容量的信息传输的。我也留意到书中提到了光通信器件，比如光源、探测器和光放大器等，这些都是构成光纤通信系统不可或缺的组成部分。我对这些器件的工作原理和性能特点非常好奇，希望能通过阅读获得一些相关的知识。总的来说，这本书似乎是一本非常全面的技术入门读物。