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出版者:人民郵電

作者:蘇華鴻等

出品人:

頁數:370

译者:

出版時間:2005-1

價格:44.00元

裝幀:

isbn號碼:9787115128669

叢書系列:

圖書標籤:

• 蜂窩移動通信
• 射頻工程
• 無綫通信
• 移動通信
• 通信工程
• 信號處理
• 天綫技術
• 無綫網絡
• 射頻電路
• 通信係統

《光縴通信係統原理與應用》內容簡介 第一章 光縴通信基礎 本章深入探討光縴通信的基本概念、曆史沿革及其在現代信息社會中的核心地位。首先，詳細闡述光信號在光縴中傳輸的物理基礎，包括光的波粒二象性、電磁波理論在光波段的應用。重點分析光縴的結構，從階躍型光縴到漸變型光縴的演變過程，以及它們各自的傳輸特性差異。隨後，對光縴的損耗機製進行全麵的剖析，包括吸收損耗、瑞利散射、彎麯損耗等，並介紹如何通過優化光縴材料和結構來最小化這些損耗。本章還係統介紹瞭光縴中的色散現象，包括模間色散、材料色散和波導色散，闡明瞭它們對光脈衝展寬的影響，並引入瞭零色散波長、色散平坦化等關鍵概念。此外，非綫性效應，如受激拉曼散射（SRS）和受激布裏淵散射（SBS），作為限製光縴高功率傳輸的關鍵因素，也得到詳盡的討論。最後，本章概述瞭光縴通信係統的基本組成框圖，為後續章節的深入研究奠定理論基礎。 第二章 光縴光源與探測器 光作為信息載體，其産生與接收是光縴通信係統的核心技術環節。本章聚焦於構成光通信係統的兩大關鍵器件：光源和探測器。在光源部分，首先詳細介紹半導體激光器（LD）和光電二極管（LED）的工作原理，對比它們在調製帶寬、光功率、譜綫寬度等方麵的優劣。重點分析瞭用於高速通信的DFB（分布式反饋）激光器和DBR（分布式布拉格反射）激光器的結構與特性，特彆是它們在相乾通信係統中的應用。隨後，深入探討瞭光調製技術，包括直接調製和外調製，並對高速光通信中常用的猝發模式（Burst Mode）和電信號處理進行瞭介紹。在光探測器部分，本章係統介紹瞭PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）的結構、工作機製、響應速度和量子效率。特彆針對超高速通信需求，詳細分析瞭相乾接收技術中的光混頻原理及其在提高接收靈敏度方麵的作用。此外，本章還探討瞭波長選擇性器件，如光濾波器和光隔離器的性能指標及其在係統中的作用。 第三章 光縴放大器技術 為瞭剋服光縴傳輸中的損耗，光信號的周期性再生和放大是現代長距離、大容量光通信係統的關鍵。本章專門論述光縴放大器的原理與發展。核心內容聚焦於鉺摻雜光縴放大器（EDFA），從摻雜離子的能級結構、受激發射過程入手，詳細推導瞭放大係數的錶達式，並分析瞭噪聲的來源和影響，特彆是ASE（放大自發輻射）噪聲。隨後，係統地介紹瞭EDFA的各種結構優化，如雙包層泵浦結構、不同泵浦波長選擇對噪聲和增益的影響。本章還探討瞭其他類型光縴放大器，包括拉曼光縴放大器（RFA）和半導體光放大器（SOA）。RFA基於受激拉曼散射原理，其優勢在於可實現全波段放大，本章對其工作機製和泵浦功率要求進行瞭量化分析。SOA則以其集成性和可調諧性，在光交叉連接（OXC）和動態網絡中展現齣重要價值，本章對其交叉增益調製（XGM）和交叉相位調製（XPM）等非綫性效應進行瞭深入研究。 第四章 數字光通信係統 本章將理論知識應用於構建完整的數字光通信係統。首先，從係統級的角度，詳細闡述瞭光通信係統的性能評估指標，如誤碼率（BER）、信噪比（OSNR）和係統容量。隨後，重點分析瞭限製高速數字光傳輸性能的關鍵因素，特彆是色散補償技術。本章詳細介紹瞭色散補償光縴（DCF）的設計原理、插入損耗及其對係統噪聲的影響。對於超高速率係統，色散管理從被動補償轉嚮瞭電補償技術，本章引入瞭數字信號處理（DSP）在色散均衡中的應用，包括頻域均衡和時域均衡方法。在接收端，本章深入研究瞭判決電路的設計，包括限幅放大器和後置信號處理技術。此外，本章還引入瞭時分復用（TDM）和波分復用（WDM）技術的基礎。特彆是WDM係統的信道間隔、光串擾和濾波設計，為下一章的密集波分復用（DWDM）打下基礎。 第五章 波分復用與多址接入技術 波分復用（WDM）是實現光縴超大容量傳輸的核心技術。本章緻力於WDM係統的設計與實現。首先，闡述瞭WDM的基本概念，包括稀疏波分復用（SWDM）和密集波分復用（DWDM）的區彆。係統分析瞭DWDM係統的關鍵器件，如陣列波導光柵（AWG）的耦閤損耗、通道串擾和熱穩定性。詳細討論瞭色散管理在DWDM係統中的復雜性，包括不同信道色散差異和非綫性串擾（如四波混頻）。本章的另一重點是網絡層麵的接入技術，探討瞭光接入網（OAN）中的關鍵技術，如GPON（吉比特無源光網絡）的突發模式傳輸、MAC協議和業務承載機製。對於更高級的網絡架構，本章介紹瞭基於WDM的網絡拓撲結構和動態波長分配策略，為構建全光網絡提供技術視角。 第六章 相乾光通信與先進調製技術 隨著傳統強度調製的極限被突破，相乾光通信憑藉其高頻譜效率和卓越的接收靈敏度成為下一代光通信的主流方嚮。本章全麵覆蓋瞭相乾光通信的理論與實踐。核心內容在於偏振復用（PDM）和多電平調製（如QPSK、16QAM）的原理。詳細推導瞭I/Q調製信號的生成與解調過程，並著重分析瞭相乾接收機中的本地振蕩器（LO）激光器的關鍵指標，如綫寬和相位噪聲。相乾係統的核心挑戰在於補償傳輸信道引入的各種損傷，本章詳細闡述瞭基於數字信號處理（DSP）的補償技術，包括：載波相位恢復（如Viterbi-Viterbi算法）、偏振態解耦（CPE）以及色散補償。此外，本章還討論瞭相乾通信在空分復用（SDM）和空分復用（SDM）係統中的集成應用前景。 第七章 光網絡與未來趨勢 本章著眼於光通信技術的網絡化應用和未來發展方嚮。首先，係統地介紹瞭光網絡的基本架構，從二層網絡（光層）到三層網絡（電層）的協同工作。重點分析瞭光交叉連接（OXC）的架構及其在動態網絡重構中的作用，包括基於MEMS、SOA陣列和AWG的交叉連接技術。隨後，深入探討瞭網絡保護與恢復機製，如1+1保護和基於動態路徑重路由的快速恢復協議。展望未來，本章探討瞭前沿研究熱點：空分復用（SDM）技術，包括多芯光縴（MCF）和少模光縴（Few-Mode Fiber）的信道容量擴展潛力；以及可見光通信（VLC）和自由空間光通信（FSO）在特定場景下的應用前景。本章旨在為讀者勾勒齣光通信技術從鏈路層到網絡層演進的完整藍圖。

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閱讀體驗上，這本書的**注釋和參考文獻部分做得尤為齣色**，這是我判斷一本技術書籍價值的重要標準之一。很多時候，當我讀到某個關鍵的理論點時，作者並沒有止步於此，而是會給齣一個非常清晰的腳注或者引用來源，指嚮更經典的研究論文或是更專業的標準文檔。這種嚴謹的態度，讓這本書充當瞭一個優秀的“導航員”的角色，它不僅告訴你A點在哪裏，還指明瞭通往A點附近所有重要地標的路徑。我發現，很多我在彆處搜集資料時遺漏的關鍵性文獻，都在這本書的尾部被係統地整理瞭齣來。這對於我後續進行更深入的學術研究或者復雜的項目選型時，將起到不可估量的作用。它不僅僅是一本教材，更像是一份**高度濃縮的行業知識圖譜**，方便讀者在需要時快速定位到最權威的信息源。

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這本書的結構安排體現瞭作者對現代通信係統演進脈絡的深刻理解。它沒有采用簡單的按技術代際堆砌的綫性敘事方式，而是巧妙地將**“係統需求”與“工程實現”**兩條主綫並行展開。比如，在討論能效和頻譜利用率時，作者會先從運營商的角度闡述為什麼必須降低功耗（係統需求），然後緊接著詳細解釋瞭在射頻前端如何通過改進功率放大器（PA）的綫性化技術來實現這一目標（工程實現）。這種“問題-解決”的敘事邏輯，讓閱讀過程充滿瞭目的性，每一次技術點的學習都與最終的應用場景緊密掛鈎。這種**高度的實用性和理論指導性並存**的特點，使得這本書在跨領域溝通時也顯得遊刃有餘，讓硬件工程師能理解軟件層麵的限製，也讓算法工程師能體諒射頻鏈路的物理瓶頸。

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如果要用一個詞來概括這本書給我的整體印象，那一定是**“前瞻性”**。它不僅詳盡地覆蓋瞭當前主流的4G/5G標準背後的核心射頻挑戰，更將目光投嚮瞭未來。書中關於毫米波（mmWave）的傳播特性分析，以及對於大規模MIMO係統中波束賦形（Beamforming）在物理層麵的實現難點探討，都顯示齣作者對技術未來趨勢的敏銳捕捉。特彆是在討論新材料和新工藝對射頻器件性能提升的潛力時，作者的分析非常具有啓發性，他沒有將這些內容寫成虛無縹緲的未來展望，而是落腳於當前研究的熱點和潛在的瓶頸。對於在技術前沿工作的研發人員來說，這本書就像一麵鏡子，既能清晰地映照齣當前的技術現狀，又能摺射齣下一個技術浪潮即將來臨的方嚮，是**保持技術敏銳度不可多得的參考書**。

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這本書的深度和廣度著實讓人驚嘆，它絕非市麵上那些隻停留在錶麵概念的“速成指南”。我特彆留意瞭其中關於天綫設計的那幾個章節，那裏的內容簡直是一場對細節的極緻追求。作者似乎對每一個設計參數背後的物理意義都有著深刻的洞察力，比如在討論MIMO係統的性能優化時，他不僅僅羅列瞭公式，更是深入剖析瞭多徑環境對信號相乾性的影響，並巧妙地將理論模型與實際工程中的噪聲容限聯係起來。我試著對照著書中的幾個圖例自己進行瞭簡單的仿真推演，發現書中的結論和我的初步結果高度吻閤，這極大地增強瞭我對書中內容的信心。它要求讀者有一定的數學基礎，但這種要求是建設性的，它引導你超越簡單的應用，去思考“為什麼是這樣”而非“就這樣用”。對於那些希望從理論深度上紮根的工程師來說，這本書無疑提供瞭一個非常堅實且**富有挑戰性的知識架構**，每一次重讀都能挖掘齣新的層次。

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這部書的封麵設計實在是太吸引人瞭，封麵上那抽象的蜂窩圖案和微微閃爍的藍色光芒，讓人一眼就能感受到濃厚的科技氣息。我之前對這個領域的瞭解僅限於一些科普讀物，總覺得那些公式和理論離我很遙遠，但這本書的排版和圖文結閤方式，簡直是為我這種初學者量身定做的。它的開篇並沒有直接深入到復雜的數學推導，而是用非常生動的語言勾勒齣瞭整個移動通信係統的宏偉藍圖，從最基礎的信號如何在空中傳播，到我們手機上的每一個App如何實時響應，作者都用一種娓娓道來的方式進行瞭解釋。我特彆欣賞它在第一章中對電磁波特性的基礎介紹，那種深入淺齣的講解，仿佛身邊就有一位資深工程師在耐心地為你剖析每一個物理現象的內在邏輯。這本書的整體感覺是**知識的引導性極強**，它沒有把我一下子推到懸崖邊上，而是鋪設瞭一條平坦而有趣的階梯，讓我一步步地靠近核心技術，而不是被一堆專業術語直接淹沒。光是翻閱目錄，我就能預感到這將是一段充滿發現和樂趣的閱讀旅程，而不是枯燥的理論灌輸。

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