基本信息
書名：光縴通信原理與應用
定價：27.00元
作者：方誌豪,硃鞦萍,方銳著
齣版社：電子工業齣版社
齣版日期：2008-07-01
ISBN：9787121070020
字數：
頁碼：264
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.422kg
編輯推薦
本書具有如下特點：
◎突齣實用性，既注重基本原理與基本方法的闡述，又注重實用知識和實用技術的介紹。
◎突齣係統性，以光縴通信的四個主乾內容為主綫全麵係統地介紹光縴通信係統。
◎突齣先進性，詳細介紹己實現和近期可以實現的新技術及其應用。
◎內容深入淺齣，概念準確，圖文並茂，可讀性強，配有免費電子教學課件。
內容提要
本書共8章，比較係統地闡述瞭光縴通信的原理、特性、組成及應用。主要內容包括：光縴的基本結構、傳光原理、特性參數和連接方式；光發送設備和光接收設備的基本組成及實現方式；WDM光縴數字通信係統的實現、光縴數字通信係統的SDH製式；光縴接入網、光縴局域網、光縴城域網、光縴廣域網、光傳送網和全光網。每章結尾提供瞭豐富的習題，便於讀者自學並掌握各章的要點。本書還配有免費電子教學課件。
本書概念準確，內容新穎，圖文並茂，深入淺齣，突齣實用性、係統性和先進性，可作為普通高等院校通信工程、電子信息、光電技術等專業學生的教材，也可供其他相關專業的大學生和工程技術人員學習與參考。
目錄
作者介紹
方誌豪，男，武漢大學電子信息學院教授。主要研究方嚮包括現代通信理論與技術，網絡互聯、器件及電路的噪聲等方麵的研究。主持完成國傢自然科學基金項目，企事業委托項目等10餘項。在外重要刊物上發錶論文70餘篇，齣版專著1本、教材3本。曾獲得過國傢教委科技進步二等奬
文摘
序言
《光縴通信原理與應用》圖書簡介 一、 概述 《光縴通信原理與應用》是一部係統性、理論性與實踐性相結閤的專著，旨在為讀者構建一個全麵、深入的光縴通信知識體係。本書內容涵蓋瞭光縴通信係統的基礎理論、關鍵技術、核心器件以及廣泛的應用領域，力求以清晰的邏輯、嚴謹的論證和豐富的實例，引導讀者從宏觀到微觀，理解光縴通信技術發展的脈絡，掌握其核心精髓。本書適閤高等院校電子信息、通信工程、光電子技術等相關專業的高年級本科生、研究生，以及從事光通信領域科研、設計、工程和技術管理工作的專業人士閱讀。 二、 內容詳述 本書共分為十五個章節，每個章節都圍繞光縴通信的核心議題展開，層層遞進，相互印證。 第一章 緒論 本章首先迴顧瞭通信技術發展的簡史，闡述瞭信息時代對通信技術提齣的更高要求，引齣瞭光縴通信作為下一代信息傳輸 backbone 的重要性和不可替代性。接著，詳細介紹瞭光縴通信的産生背景、發展曆程以及其相對於傳統電通信技術的顯著優勢，如高帶寬、低損耗、抗電磁乾擾、保密性強等。最後，勾勒齣本書的整體框架和主要內容，為讀者接下來的學習奠定基礎。 第二章 光縴的傳輸特性 本章深入剖析瞭光縴作為信息傳輸介質的物理特性。重點介紹瞭光在光縴中的傳播機理，包括全反射原理、光縴的結構（縴芯、包層、塗覆層）及其作用。詳細闡述瞭光縴的兩種基本模式：單模光縴和多模光縴，分析瞭它們在導光性能、模間色散等方麵的差異，以及各自的適用場景。此外，本章還深入探討瞭光縴中的損耗機理，包括吸收損耗、散射損耗（瑞利散射、米氏散射）和彎麯損耗，並介紹瞭降低損耗的技術手段。色散是限製光縴通信速率和傳輸距離的關鍵因素，本章對模式色散、材料色散和波導色散進行瞭詳細的解析，並提齣瞭補償色散的方法。 第三章 光源器件 作為光信號的“起點”，光源器件的性能直接影響著整個光縴通信係統的質量。本章首先介紹瞭半導體光源的基本原理，包括PN結的發光機理。重點講解瞭兩種主流的光源器件：發光二極管（LED）和半導體激光器（LD）。對於LED，詳細介紹瞭其結構、工作原理、光譜特性、調製特性以及在光縴通信中的應用。對於LD，則深入探討瞭其結構（如結型、量子阱、量子點激光器）、工作原理（受激輻射）、工作特性（閾值電流、光輸齣功率、光譜綫寬、調製響應）以及與LED在性能上的對比。此外，本章還提及瞭其他類型的激光器，如分布式反饋（DFB）激光器和調諧激光器，它們在高性能光通信係統中的重要作用。 第四章 光探測器件 光信號經過長距離傳輸後，需要被可靠地探測和轉換成電信號。本章詳細介紹瞭光探測器件的基本原理，包括光電效應。重點講解瞭兩種常用的光探測器：光電二極管（PD）和雪崩光電二極管（APD）。對於PD，分析瞭其結構、工作原理、響應時間、量子效率、暗電流等關鍵參數，以及PIN光電二極管的優勢。對於APD，深入闡述瞭其內部增益機製、倍增過程、增益與電壓的關係、噪聲係數等，並與其他探測器進行瞭性能比較。本章還簡要介紹瞭其他類型的光探測器，如光電倍增管（PMT）及其在特定應用中的作用。 五章 光調製與解調技術 光信號的調製是將信息加載到光載波上的過程，而解調則是信息恢復的過程。本章從信息傳輸的角度齣發，詳細闡述瞭各種光調製技術。首先介紹瞭直接調製和外部調製的概念，以及它們各自的優缺點。接著，詳細講解瞭幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）以及數字調製方式，如振幅鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）和正交振幅調製（QAM）。特彆地，本章深入分析瞭相乾光通信中重要的調製格式，如單邊帶（SSB）、雙邊帶（DSB）以及其在提高頻譜利用率和傳輸距離方麵的優勢。在解調方麵，本章介紹瞭直接解調和相乾解調技術，並深入分析瞭相乾檢測的原理、優勢以及關鍵技術，如本振激光器的選擇和同步。 第六章 光放大器 光放大器是剋服光信號在傳輸過程中損耗、實現超長距離傳輸的關鍵器件。本章詳細介紹瞭各種類型的光放大器。重點講解瞭摻鉺光縴放大器（EDFA），包括其工作原理（受激輻射）、增益特性、噪聲特性、泵浦光波長以及其在C波段和L波段的應用。此外，本章還介紹瞭半導體光放大器（SOA），分析瞭其工作原理、增益特性、飽和效應以及與EDFA的比較。其他類型的光放大器，如拉曼放大器，也進行瞭簡要介紹。本章還討論瞭光放大器的噪聲分析，如信號自額外帶噪聲（ASE）和信號-信號非綫性噪聲，以及如何優化放大器的性能。 第七章 光電混閤集成 為瞭提高係統的集成度、降低功耗和成本，光電混閤集成技術應運而生。本章介紹瞭光電器件的集成化發展趨勢，包括矽光子學技術、III-V族材料與矽的集成。詳細闡述瞭將光源、調製器、探測器等光電子器件集成在同一芯片上的挑戰與機遇。本章討論瞭不同材料的特性以及如何實現高效的異質集成和同質集成。此外，還介紹瞭混閤集成在製造工藝、封裝技術方麵的進展，以及其在高速光通信、數據中心互連等領域的應用前景。 第八章 光縴通信係統設計 本章將前幾章介紹的器件和技術有機地結閤起來，講解光縴通信係統的整體設計原則和流程。從係統指標（如誤碼率、信噪比、傳輸速率、傳輸距離）齣發，詳細分析瞭係統鏈路的損耗預算、功率預算以及色散預算。本章介紹瞭不同類型的光縴通信係統，如點對點係統、多用戶接入係統（如PON）和長途傳輸係統。同時，還討論瞭係統設計中的關鍵考慮因素，如網絡拓撲、設備選型、冗餘設計以及可維護性。 第九章 光縴通信係統中的非綫性效應 隨著傳輸速率的不斷提高和傳輸距離的不斷增加，光縴中的非綫性效應成為限製係統性能的重要因素。本章深入探討瞭各種非綫性效應，包括自相位調製（SPM）、交叉相位調製（XPM）、四波混頻（FWM）和受激拉曼散射（SRS）、受激布裏淵散射（SBS）。詳細分析瞭這些效應産生的原因、對信號的影響以及在不同光縴類型和傳輸條件下的錶現。本章還介紹瞭抑製和補償這些非綫性效應的技術，如通過優化光縴參數、使用啁啾脈衝、以及采用數字信號處理（DSP）等方法。 第十章 光接入網（PON）技術 光接入網是連接用戶終端與核心網的關鍵環節，其發展對寬帶接入至關重要。本章詳細介紹瞭無源光網絡（PON）技術，包括其網絡結構（OLT、ONU/ONT、ODN）、工作原理和關鍵技術。重點講解瞭不同代的PON技術，如EPON、GPON、10G-EPON、XG-PON、XGS-PON等，分析瞭它們在速率、帶寬、分光比、協議等方麵的演進。本章還討論瞭PON係統的關鍵挑戰，如動態帶寬分配（DBA）、保護機製和安全性。 第十一章 光網絡與波分復用（WDM）技術 為瞭滿足日益增長的帶寬需求，波分復用（WDM）技術應運而生，能夠在一根光縴中傳輸多個不同波長的光信號。本章詳細介紹瞭WDM技術的基本原理，包括粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM）。深入分析瞭WDM係統的關鍵器件，如波長選擇開關（WSS）、光閤路器/分路器（Mux/Demux）和可調諧激光器。本章還討論瞭DWDM係統的設計要點，如信道間隔、功率均衡、色散管理以及網絡管理。此外，還簡要介紹瞭光網絡中的其他重要技術，如光分插復用（OADM）和光交叉連接（OXC）。 第十二章 數據中心互連（DCI） 隨著雲計算和大數據的發展，數據中心的數量和規模急劇增長，數據中心之間的互連需求也越來越高。本章專注於光縴通信在數據中心互連（DCI）中的應用。詳細分析瞭DCI的特點和需求，如高帶寬、低時延、高可靠性以及靈活的業務調度。本章介紹瞭用於DCI的光模塊，如QSFP28、CFP等，以及相應的傳輸技術，如短距離、中距離和長距離DCI解決方案。此外，還討論瞭DCI的演進趨勢，如相乾光技術的應用和分組光網絡。 第十三章 現代光通信係統中的數字信號處理（DSP） 數字信號處理（DSP）技術在現代光通信係統中扮演著越來越重要的角色，用於剋服信號失真、提高傳輸性能。本章詳細介紹瞭DSP在光通信中的應用，包括對信號的均衡（如綫性均衡、非綫性均衡）、定時恢復、載波相位恢復以及碼間串擾（ISI）的補償。重點講解瞭DSP在相乾光通信中的應用，如對本振激光器噪聲、色散、偏振模式色散（PMD）的補償。本章還討論瞭DSP在調製格式優化、信道編碼和前嚮糾錯（FEC）中的應用，以及其對提高頻譜效率和傳輸距離的貢獻。 第十四章 未來光通信技術展望 本章將目光投嚮光縴通信技術的未來發展方嚮。展望瞭下一代光網絡的技術趨勢，如更高階的調製格式（如16QAM、64QAM）、更先進的FEC技術、以及更靈活的軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）。此外，還討論瞭新型光傳輸介質（如多芯光縴、空芯光縴）的研究進展，以及其在突破傳輸容量瓶頸方麵的潛力。本章還簡要提及瞭量子通信、太赫茲通信等新興技術與光縴通信的潛在結閤。 第十五章 附錄 附錄部分提供瞭一些重要的參考資料，如常用光通信名詞術語解釋、關鍵器件的典型參數錶、以及一些相關的標準和規範信息，旨在為讀者提供更便捷的查閱和深入研究的便利。 三、 本書特色 理論紮實，體係完整： 本書從光縴的基本原理齣發，循序漸進地引入光縴通信的各個關鍵技術和器件，構建瞭一個完整的理論體係。 圖文並茂，易於理解： 書中配有大量的示意圖、照片和典型麯綫圖，將抽象的理論概念形象化，便於讀者理解和記憶。 突齣應用，緊跟前沿： 除瞭深入講解理論，本書還大量引用瞭實際應用案例，特彆是現代光通信係統中的最新技術和發展趨勢，如DSP、DCI等，展現瞭技術的先進性。 麵嚮工程，注重實踐： 本書的設計緊密結閤工程實際，為讀者在光縴通信係統的設計、分析和優化方麵提供瞭重要的參考依據。 內容詳實，覆蓋麵廣： 涵蓋瞭光縴通信的幾乎所有重要方麵，既有基礎理論，也有前沿技術，是一本不可多得的參考書。 四、 結語 《光縴通信原理與應用》旨在成為讀者探索光縴通信世界的得力助手。本書所涵蓋的知識將幫助讀者深刻理解當前光縴通信技術的現狀，掌握其核心原理，並對未來的發展趨勢有清晰的認識。通過對本書的學習，讀者將能夠自信地應對光縴通信領域所麵臨的挑戰，並為信息社會的持續發展貢獻力量。
作為一名對現代科技發展史略有研究的愛好者，我一直在尋找能夠全麵反映光縴通信這一關鍵技術演進的書籍。《光縴通信原理與應用》這本書，盡管名字聽起來比較學術，但它在內容組織上卻展現齣一種獨特的視角。我發現它不僅著重於技術原理的講解，更融入瞭大量關於這項技術如何從實驗室走嚮實際應用的曆程。例如，書中在介紹多模光縴和單模光縴時，不僅闡述瞭它們在結構上的差異，更深入地分析瞭這種差異如何決定瞭它們在不同傳輸距離和帶寬需求下的適用性。我尤其欣賞書中對光模塊、光開關等關鍵器件的介紹，它沒有停留在簡單的功能描述，而是追溯瞭這些器件的設計思路和技術突破，這對於理解整個光通信係統的演進非常有幫助。讀這本書，我仿佛看到瞭一個充滿挑戰和創新的技術發展鏈條，從最初的光信號傳輸的瓶頸，到後來各種突破性技術如脈衝編碼調製、波分復用等相繼齣現，最終構建起我們今天無處不在的光縴網絡。它讓我更加清晰地認識到，光縴通信不僅僅是一門技術，更是一段人類智慧不斷追求極緻的輝煌篇章。