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孙强，周虚 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030319227

商品编码：29829121324

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：光纤通信系统及网络

定价：30.00元

作者：孙强, 周虚

出版社：科学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787030319227

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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孙强、周虚编著的《光纤通信系统及网络》从光纤通信系统及网络角度，比较系统地阐述了光纤通信的基本原理和以太网无源光网络，注重物理概念和理论的阐述，力求新颖性和实用性。书中尽可能地收集外的有关成果，对光纤通信领域中的高新技术做了系统而较完整的介绍，使读者对光纤通信的发展方向有一个全面的了解。

内容提要

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孙强、周虚编著的《光纤通信系统及网络》从光纤通信技术及应用的角度，系统地阐述了光纤通信的基本原理和光网络及其主要技术，内容包括光纤和光缆、激光器与探测器、数字光纤通信系统、模拟光纤通信系统、光互联网络技术、以太网无源光网络、光网络器件等。本书在内容取材上强调系统性、先进性，注重物理概念的阐述，理论联系实际，深入浅出，实用性强。
《光纤通信系统及网络》可作为高等院校通信类专业本科生、研究生教材，也可供从事光纤通信技术的科研人员与工程技术人员参考。

目录

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前言章 概述 1.1 光纤通信简介 1.2 光纤通信使用的频段 1.3 光纤通信的优点 1.4 光纤通信系统的基本结构 1.5 光纤通信系统的应用 1.6 现代光纤通信技术角色 习题第2章 光纤和光缆 2.1 光纤的优点 2.2 光纤的基本传输理论 2.3 光纤的基本特性 2.4 光纤的结构和类型 2.5 光纤的制造 2.6 光纤的新发展 2.7 光缆的结构和类型 2.8 新型光缆结构介绍 习题第3章 激光器与探测器 3.1 激光原理的基础知识 3.2 半导体光源 3.3 光电探测器 习题第4章 数字光纤通信系统 4.1 数字光发射机 4.2 线路编码 4.3 数字光接收机 4.4 两种传输体制 4.5 备用系统与辅助系统 4.6 系统的性能指标 4.7 光纤通信系统设计概述 习题第5章 模拟光纤通信系统 5.1 调制方式 5.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统 5.3 多频道视频信号光纤传输系统 5.4 光缆CATV网的设计 习题第6章 光互联网络技术 6.1 波分复用系统 6.2 光纤放大器 6.3 光互联网络技术 习题第7章 以太网无源光网络 7.1 基本概述 7.2 体系结构 7.3 工作原理 7.4 基于EPN的某市广电网络改造方案 7.5 EPN系统中的关键技术 习题第8章 光网络器件 8.1 作用 8.2 基本性能 8.3 光连接器 8.4 光衰减器 8.5 光隔离器 8.6 光环形器 8.7 光耦合器 8.8 波分复用器和解复用器 8.9 光分插复用器 8.10 光开关 8.11 光交叉连接器 8.12 光波长变换器 习题参考文献附录A 光缆的型号与命名法附录B 有线电视频道设置

作者介绍

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文摘

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序言

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《光电信息传输基础理论与实践》 引言 在信息时代飞速发展的今天，高效、稳定、大容量的信息传输方式是支撑现代社会运转的基石。从语音通信到高清视频，从海量数据交换到物联网的蓬勃兴起，我们对信息传输的需求呈现出指数级的增长。而光电信息传输技术，正是满足这一需求的关键所在。它利用光波作为载体，以光纤作为传输媒介，实现了前所未有的传输速率和传输距离。本书旨在深入浅出地剖析光电信息传输背后的基础理论，并结合实际应用，为读者构建一个全面而系统的认知框架。我们将从光的基本性质出发，逐步深入到光纤的构成与特性，再到光信号的产生、调制、传输、接收与解调的全过程，最终触及构成复杂信息网络的关键技术与挑战。 第一章：光的基础物理学 本章将带领读者回顾并深入理解光作为一种电磁波的基本属性。我们将从麦克斯韦方程组出发，阐述光波的产生、传播以及与物质相互作用的根本原理。 光波的性质： 重点介绍光的波动性，包括波长、频率、振幅、相位等基本参数，以及光的偏振现象。我们将探讨如何利用光的这些特性来编码和传输信息。 光与物质的相互作用： 详细讲解光在不同介质中的传播速度、折射、反射、衍射和干涉等现象。这些基本光学原理是理解光纤内部光信号传播机制的先决条件。我们将分析不同材料的光学特性，例如透明度、吸收率和散射率，以及它们对光信号传输质量的影响。 光源的种类与特性： 介绍常用的光源，如LED（发光二极管）和LD（激光二极管）。我们将深入分析它们的 spectral purity（光谱纯度）、linewidth（线宽）、output power（输出功率）和 modulation speed（调制速度）等关键参数，以及它们在光电信息传输系统中的应用选择。 光探测器的原理： 探讨光信号的接收端，即光探测器的工作原理。我们将介绍PIN光电二极管和APD（雪崩光电二极管）等常见类型，分析它们的量子效率、响应速度、噪声特性以及灵敏度等关键性能指标。 第二章：光纤的构成、原理与类型 光纤是光电信息传输的核心媒介。本章将详细阐述光纤的结构、工作原理以及不同类型光纤的特点和适用场景。 光纤的结构与工作原理： 深入讲解光纤的纤芯（core）和包层（cladding）的构成，以及它们各自的折射率差异如何实现全内反射（Total Internal Reflection）。我们将利用惠更斯原理和几何光学方法，详细推导光信号在光纤中传播的路径和条件。 光纤的几何参数： 介绍光纤的直径、纤芯直径、包层直径、纤芯/包层折射率差（NA，Numerical Aperture）等重要参数。我们将分析这些参数如何影响光纤的模式（mode）和传输容量。 光纤的类型： 单模光纤（Single-mode Fiber, SMF）： 详细介绍其结构特点（小纤芯直径）、工作原理（只允许基模传播）及其在长距离、高速率传输中的优势，包括低损耗、低色散等。 多模光纤（Multi-mode Fiber, MMF）： 介绍其结构特点（大纤芯直径）、工作原理（允许多模传播）及其在短距离、低成本应用中的特点。我们将区分阶跃型多模光纤（Step-index MMF）和渐变型多模光纤（Graded-index MMF），并分析它们在模式色散上的差异。 光纤的损耗机制： 详细分析光信号在光纤中传播时遇到的主要损耗来源，包括： 吸收损耗（Absorption Loss）： 由光纤材料本身吸收光能引起，与材料纯度、波长有关。 散射损耗（Scattering Loss）： 由光纤内部微小不均匀性引起，最主要的是瑞利散射（Rayleigh Scattering），与波长四次方成反比。 弯曲损耗（Bending Loss）： 由光纤的宏观弯曲引起，包括曲率半径和模式特性对损耗的影响。 光纤的色散机制： 详细分析影响光信号传输质量的另一重要因素——色散。我们将重点介绍： 材料色散（Material Dispersion）： 由光纤材料的折射率随波长变化引起。 波导色散（Waveguide Dispersion）： 由光纤的波导结构（纤芯和包层）引起，与工作波长和光纤结构有关。 模式色散（Modal Dispersion）： 仅存在于多模光纤中，由不同模式光信号在光纤中传播速度不同引起。 偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）： 由光纤内外的微小不对称性导致不同偏振态的光信号传播速度不同。 第三章：光信号的产生、调制与复用技术 本章将聚焦于如何将需要传输的信息转化为光信号，并探讨提高传输效率的关键技术。 光源的电光转换： 详细介绍LED和LD如何将电信号转化为光信号。我们将分析不同光源的调制特性，如调制带宽、非线性效应和回差。 光的调制技术： 介绍将信息加载到光载波上的方法。 强度调制（Intensity Modulation, IM）： 最简单直接的调制方式，通过改变光源的输出光强度来代表信息。我们将分析其简单性和局限性。 直接调制（Direct Modulation）： 直接通过改变驱动电流来控制光源的输出光强度。 外调制（External Modulation）： 使用外部调制器（如电光调制器）对光源输出的连续光进行调制，可实现更高带宽和更低失真。我们将介绍Mach-Zehnder调制器等典型结构。 相位调制（Phase Modulation, PM）与频率调制（Frequency Modulation, FM）： 简要介绍这些调制方式在特定应用中的潜力。 光信号的复用技术： 探讨如何在同一根光纤上传输多个信号，以提高传输容量。 波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）： 通过在同一根光纤中使用不同波长的光信号来承载不同的信息。我们将详细介绍WDM的基本原理，包括复用器（Multiplexer）和解复用器（Demultiplexer）的工作方式，以及粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）的区别与应用。 时分复用（Time Division Multiplexing, TDM）： 将多个信号按时间顺序在同一根光纤上传输。 码分复用（Code Division Multiplexing, CDM）： 通过使用不同的编码序列来区分不同的信号。 第四章：光信号的传输与再生 本章将深入探讨光信号在光纤中传播过程中面临的挑战，以及如何克服这些挑战以保证信号的完整性和有效性。 光信号的传输衰减与失真： 重申第一章和第二章中讨论的损耗和色散对信号传输的影响。我们将分析不同波长在光纤中的传播特性差异。 光放大技术： 介绍如何在不进行光电转换的情况下放大光信号，以延长传输距离。 掺铒光纤放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）： 重点介绍EDFA的工作原理、增益特性、噪声特性以及其在WDM系统中的重要作用。 拉曼放大器（Raman Amplifier）： 介绍基于受激拉曼散射原理的光放大技术。 光信号的再生与中继： 探讨在长距离传输中，如何对衰减和失真的光信号进行修复。 光电光再生： 传统的再生方式，将光信号转换为电信号，进行整形、判决后再转换为光信号。 全光再生： 探索无需光电转换即可完成信号再生的技术，如光开关、非线性光器件等。 第五章：光信号的接收与解调 本章将聚焦于光信号在接收端的处理过程，如何从接收到的光信号中提取出原始信息。 光电转换： 再次强调光探测器的作用，以及如何根据信号特性选择合适的光探测器。 光信号的解调： 介绍如何从调制的载波中恢复出原始信息。 强度调制解调： 简单的解调方式，直接将光强度转化为电信号。 相干检测（Coherent Detection）： 利用本地振荡器（LO）光与接收到的信号光进行干涉，以提取相位和幅度信息，可实现更高的灵敏度和更强的抗噪声能力。 直接检测（Direct Detection）： 接收到的光信号直接用于驱动光探测器，是目前最常用的解调方式。 信号处理与误码率（Bit Error Rate, BER）： 分析接收端信号处理的重要性，以及如何评估传输系统的性能，即误码率。我们将探讨影响误码率的因素，如噪声、失真和判决门限。 第六章：光电信息传输网络基础 本章将视角从单点传输扩展到构成复杂的通信网络，探讨网络结构、关键节点和相关技术。 光网络的拓扑结构： 介绍各种网络拓扑，如点对点（point-to-point）、总线型（bus）、星型（star）、环型（ring）和网状型（mesh）等，以及它们在光网络中的应用。 光网络中的关键设备： 光交换机（Optical Switch）： 实现光路灵活连接的关键设备，探讨其工作原理和不同类型（如MEMS光交换机、半导体光放大器阵列光交换机）。 光分插复用器（Optical Add-Drop Multiplexer, OADM）： 在WDM网络中实现特定波长信号的插入或删除。 光再生中继器： 用于长距离传输中的信号补偿。 光网络的性能指标与挑战： 讨论光网络的可用性、可扩展性、可靠性、安全性等，以及在设计和运营中面临的挑战，如故障管理、资源分配和网络规划。 下一代光网络技术展望： 简要介绍和展望未来可能出现的光网络技术，如软件定义光网络（SDON）、人工智能在光网络中的应用等。 结论 《光电信息传输基础理论与实践》旨在为读者提供一个深入理解光电信息传输系统的理论框架和实践指导。通过对光的基本原理、光纤特性、信号调制解调、传输与网络技术的系统性阐述，我们希望能够帮助读者建立起对这一关键信息技术领域的全面认知，并为他们在相关领域的研究、开发和应用奠定坚实的基础。随着信息技术的不断演进，光电信息传输将继续扮演着至关重要的角色，不断推动人类社会向更高效、更智能、更互联的方向发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅相当可观，但每一页都充满了干货。《光纤通信系统及网络》的编排逻辑非常清晰，从宏观的系统概述，到微观的器件原理，再到最终的网络应用，层层递进，环环相扣。我尤其欣赏的是书中对时分复用（TDM）、波分复用（WDM）等技术在光通信中的应用讲解。 作者不仅解释了这些复用技术的基本原理，还深入分析了它们如何提高光纤的传输容量，以及在不同通信场景下的优劣势。对于我这种对数据传输效率非常敏感的人来说，理解这些复用技术，就像是找到了提升网络性能的“钥匙”。书中对这些技术的演进和发展趋势的展望，也让我对未来通信技术有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《光纤通信系统及网络》是一本内容扎实、讲解深入、案例丰富的图书。我之所以如此看重它，是因为它不仅解答了我对光纤通信技术的基本疑问，更让我对整个通信网络体系有了更宏观和深刻的理解。 这本书对于我而言，不仅仅是一本技术书籍，更像是一次对信息时代底层基础设施的探索之旅。它让我明白了我们每天享受的便捷通信背后，所付出的技术努力和智慧结晶。这本书的内容对我而言，是学习和提升的关键，让我能够更自信地去理解和探讨未来的通信技术发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书对光纤通信技术的历史演进和未来发展趋势的梳理，也让我大开眼界。《光纤通信系统及网络》并没有止步于介绍当前的技术，而是将读者带入了光通信技术的发展长河。从早期的模拟光通信，到如今的数字光通信，再到未来可能出现的超高速、超低延迟的光网络，作者都进行了细致的梳理和分析。 我特别喜欢书中关于下一代光网络技术，如下一代PON（无源光网络）和5G/6G通信中的光网络解决方案的探讨。这些内容让我看到了光纤通信技术如何不断适应时代发展的需求，以及它在未来数字社会中将扮演的更重要角色。这本书让我对光纤通信的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对网络安全略有涉猎的人，我对《光纤通信系统及网络》中关于网络安全层面的内容也格外关注。书中虽然不是以安全为主要切入点，但其对光信号传输安全性的探讨，如监听、干扰等方面的潜在威胁，以及相应的物理层防护措施，为我提供了全新的思考角度。理解了光信号在物理介质中的传播机制，才能更好地理解网络攻击可能存在的薄弱环节。 特别是关于光纤接入网和骨干网在安全设计上的差异，以及不同网络拓扑结构下安全性考量，都让我受益匪浅。书中对光电转换过程的详细阐述，也让我认识到数据在传输过程中是如何被编码和解码的，这其中隐藏着怎样的安全风险。即使不是专门的网络安全书籍，它也为我打下了坚实的基础，让我能从更根本的层面去审视网络安全问题。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到《光纤通信系统及网络》的时候，我有点担心这本书会过于学术和枯燥。但读了之后，完全打消了我的疑虑。作者的写作风格非常注重实际应用，每一部分理论讲解之后，都会紧接着联系实际的工程案例。比如，在讲解光放大器时，书中不仅介绍了EDFA、SOA等不同类型的放大器原理，还详细分析了它们在不同通信系统中的部署策略和性能优化方法。 这对于我这种想将理论知识转化为实际技能的人来说，简直是福音。书中对光通信网络的设计原则，如链路预算、网管系统等，也做了非常详尽的说明，让我能够理解一个大型通信网络是如何从蓝图变为现实的。那些复杂的图表和流程图，在作者的解读下变得清晰易懂，我感觉自己仿佛也参与到了一个通信系统的设计过程中。

评分☆☆☆☆☆

读完《光纤通信系统及网络》，我最大的收获之一是对光网络管理和维护有了更深刻的认识。书中关于光网络监控、故障诊断和性能优化等方面的论述，让我明白了一个稳定可靠的光通信网络背后，需要多么精细化的管理。 特别是关于光纤链路的损耗监测和功率管理，以及如何通过网管系统来实时掌握网络状态，书中都提供了非常实用的指导。这些内容对于我理解电信运营商如何保证网络的高可用性，提供了宝贵的视角。这本书不仅仅是技术理论的堆砌，更包含了大量实践性的经验和方法。

评分☆☆☆☆☆

《光纤通信系统及网络》这本书，给我带来的最直接的感受就是“全面”。它不仅仅是一本关于光纤本身的教材，更是一本涵盖了光通信系统设计、网络构建和运营维护的全方位指南。我尤其欣赏书中关于光网络设备（如光交换机、光复用器、光终端设备等）的功能介绍和工作原理分析。 通过对这些设备的详细了解，我能够更好地理解光通信网络的整体架构，以及各个组件是如何协同工作的。书中对不同网络协议在光网络中的应用，以及如何实现高效的数据传输和交换，也做了深入的探讨。这对于我理解数据如何在光纤网络中流动，提供了非常重要的信息。

评分☆☆☆☆☆

这本《光纤通信系统及网络》真是让我大开眼界！我一直对信息传输的底层技术充满好奇，而这本书简直就是一座宝藏。从最基础的光纤材料特性讲起，到复杂的光通信链路设计，再到如今无处不在的网络架构，作者都进行了深入浅出的剖析。我特别喜欢其中关于光信号的调制和解调部分，它用清晰的图示和详实的公式，将原本抽象的概念具象化，让我这个非专业人士也能窥见其中的精妙。 书中对于光信号在不同损耗机制下的衰减分析也尤为到位，比如瑞利散射和吸收损耗，它们是如何影响传输距离和信号质量的，作者都一一列举了物理根源，并给出了相应的抑制方法，这对于理解为什么我们不能无限地延长光纤传输距离至关重要。而且，书中对不同类型光纤（单模、多模）的特性对比，以及它们各自适用的场景，也做了非常细致的介绍，让我对光纤通信的广度和深度有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光纤通信技术在现代社会中的地位感到好奇，而《光纤通信系统及网络》这本书，则为我揭示了它的重要性。从我们日常使用的互联网，到支撑社会运转的各类通信网络，光纤通信都是不可或缺的基石。书中通过大量翔实的案例，展现了光纤通信在互联网接入、移动通信、数据中心互联等领域的关键作用。 我特别喜欢书中关于“最后一公里”的光纤到户（FTTH）的介绍，它不仅解释了FTTH的技术实现，还探讨了其对数字生活方式的深刻影响。理解了光纤通信如何支撑高速率、低延迟的数据传输，我才真正体会到它对于信息时代发展的重要性。这本书让我看到了一个看不见的庞大系统，是如何支撑起我们习以为常的数字世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令我印象深刻。在阅读《光纤通信系统及网络》的过程中，我发现作者对于光纤通信领域的研究和应用有着非常深刻的理解。书中不仅涵盖了基础的光学原理，还触及了许多前沿的光通信技术，例如相干光通信、自由空间光通信等。 我尤其喜欢关于相干光通信的章节，它解释了如何利用光的振幅、相位和偏振等多个维度来编码信息，从而极大地提升了传输速率和频谱效率。虽然这些概念听起来比较高深，但作者通过生动的比喻和清晰的图示，将它们解释得非常通俗易懂。这本书让我看到了光纤通信技术的无限可能，也激发了我对未来通信技术发展的浓厚兴趣。