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出版者:科學齣版社

作者:韓一石^強則煊^許國良^等

出品人:

頁數:239

译者:

出版時間:2005-8

價格:24.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787030158574

叢書系列:

圖書標籤:

• 光縴通信
• 現代光縴通信
• 通信技術
• 光縴技術
• 信息技術
• 網絡工程
• 光電子技術
• 通信工程
• 光縴網絡
• 信號傳輸

現代光縴通信技術 (Modern Fiber Optic Communication Technology) 圖書簡介 圖書名稱： 現代光縴通信技術 目標讀者群體： 通信工程、電子信息、光電子技術等相關專業的本科生、研究生，以及從事光通信係統設計、研發、維護和工程實施的專業技術人員。 --- 捲首語：光速之舞與信息洪流 在信息時代的心髒地帶，光縴通信技術無疑扮演著“信息高速公路”的基石角色。它不僅僅是一種傳輸介質的革新，更是我們構建全球互聯世界、實現萬物互聯願景的核心驅動力。本書《現代光縴通信技術》力求構建一座堅實的知識橋梁，連接起光縴通信領域百年積澱的理論基礎與日新月異的工程實踐。我們深知，在速率不斷攀升、延遲要求日益嚴苛的今天，深入理解光縴網絡的每一個細節——從光縴本身的光學特性，到光電器件的精妙設計，再到復雜係統的架構與管理——是每一位工程師的必修課。 本書內容覆蓋瞭光縴通信技術的全貌，我們聚焦於“現代”二字所蘊含的前沿發展與主流應用，確保讀者能夠掌握支撐當前及未來十年通信基礎設施的核心技術。 --- 第一部分：光縴通信的物理基石與基礎理論 本部分旨在為讀者奠定堅實的理論基礎，理解光信號如何在光縴中傳輸，以及傳輸過程中必然遭遇的各種物理限製。 第1章：光縴導波理論與材料科學 本章深入探討瞭光縴的結構、工作原理及其核心材料科學。詳細解析瞭光在石英玻璃（如二氧化矽）中傳播的電磁場理論，包括光綫的幾何光學描述與更精確的波動光學分析。重點闡述瞭模式理論，區分瞭單模光縴（SMF）與多模光縴（MMF）的特性差異，並對光縴的截止波長、有效模場麵積（MFD）等關鍵參數進行瞭深入的數學建模和分析。此外，本章也覆蓋瞭光縴的製備工藝、損耗的物理根源（如瑞利散射、吸收損耗、彎麯損耗）以及如何通過新型材料和結構設計來最小化這些限製。 第2章：光縴中的傳輸特性與非綫性效應 傳輸性能是衡量光縴通信質量的生命綫。本章係統性地介紹瞭色散（Chromatic Dispersion）的原理，包括群速度色散（GVD）和偏振模色散（PMD），並詳細闡述瞭如何通過色散補償技術（如色散補償光縴DFF、布拉格光柵FBG）進行管理。隨後，深入剖析瞭光縴通信中至關重要的非綫性效應。這些效應，如四波混頻（FWM）、自相位調製（SPM）和交叉相位調製（XPM），在超高速、大容量係統中的影響日益顯著。本章將提供相應的非綫性薛定諤方程（NLSE）及其近似解法，指導讀者評估和規避這些效應帶來的信號失真。 第3章：光電器件——光信號的産生與探測 光電器件是光通信係統的“心髒”與“眼睛”。本章詳盡介紹瞭光信號的産生源——半導體激光器（LD）的結構、工作原理及關鍵性能指標（如綫寬、調諧範圍、噪聲）。重點討論瞭分布式反饋激光器（DFB）、垂直腔麵發射激光器（VCSEL）以及未來超高速通信所需的高速率調製激光器。在接收端，本章詳細闡述瞭光電探測器的類型，包括PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD），分析瞭它們的響應速度、量子效率和噪聲特性。同時，也涵蓋瞭用於高靈敏度接收的相乾探測技術的基本原理。 --- 第二部分：光網絡架構與係統設計 本部分將理論知識轉化為實際的係統構建能力，涵蓋瞭從點對點鏈路到復雜網絡拓撲的設計、管理和升級。 第4章：光放大技術與中繼傳輸 為瞭剋服光縴傳輸損耗，光放大技術是長距離通信的必然選擇。本章的核心內容是摻鉺光縴放大器（EDFA）。係統解析瞭EDFA的工作機理，包括能級結構、增益平坦化技術（如使用不同摻雜的鉺光縴組閤）以及泵浦源的選擇。此外，也探討瞭拉曼放大器（Raman Amplifier）的原理及其在超長距離或特定波段的獨特優勢。對於跨洋和超大容量係統，本章還將涉及光電混閤中繼和全光再生器的基本概念。 第5章：無源器件與光縴接入網（Access Networks） 光通信網絡中的無源器件雖不發光，卻是連接和分配光信號的關鍵。本章詳細介紹瞭耦閤器、隔離器、光開關、波分復用器/解復用器（MUX/DEMUX）等核心無源元件的原理和製造工藝。隨後，視角轉嚮光縴到戶（FTTx）網絡，重點分析瞭無源光網絡（PON）的架構，包括GPON、EPON以及麵嚮未來10Gbps及以上的XG-PON和NG-PON2技術，闡述瞭其MAC層協議和突發模式管理機製。 第6章：波分復用（WDM）與高速傳輸係統 波分復用是提升光縴容量的革命性技術。本章係統闡述瞭密集波分復用（DWDM）和粗波分復用（CWDM）的原理、係統架構和關鍵參數（如通道間隔、插入損耗）。深入分析瞭高性能濾波器、光分插復用器（OADM）和添加/刪減模塊（ROADMs）的設計與應用，這是構建靈活光網絡的基石。同時，本章將聚焦於超高速（如400G、800G及以上）單載波傳輸係統的實現，探討相乾檢測技術在補償色散和管理相位/偏振態中的關鍵作用。 --- 第三部分：麵嚮未來的前沿技術與網絡演進 本部分展望瞭光通信領域的最新研究熱點，以及支撐下一代信息基礎設施的關鍵技術突破。 第7章：相乾光通信係統與高性能調製 相乾通信是現代高速光傳輸的核心。本章將詳細介紹相乾接收機的基本結構，包括本振光（LO）的穩定性和相位噪聲控製。重點解析瞭高階相移鍵控（M-PSK）和正交幅度調製（M-QAM）的原理，以及如何在二維平麵上高效編碼信息。同時，探討瞭數字信號處理（DSP）在補償非綫性和色散、實現多輸入多輸齣（MIMO）等復雜任務中的應用。 第8章：光網絡動態性與彈性架構 現代光網絡要求具備更高的靈活性和資源利用率。本章探討瞭軟件定義光網絡（SDON）的概念，以及如何在控製平麵與數據平麵分離的架構下實現光路動態調配。詳細介紹光分插復用器（ROADMs）的動態波長轉換和選擇能力，以及如何利用計算光子學實現低延遲、高可靠性的網絡路由和故障恢復機製。 第9章：空分復用（SDM）與超大容量光縴 麵對Tbps級彆的容量需求，打破單縴容量瓶頸是必然趨勢。本章專門介紹空分復用（SDM）技術，重點分析瞭多芯光縴（MCF）和少模光縴（Few-Mode Fiber, FMF）的結構設計、模式耦閤機理及其挑戰。同時，闡述瞭SDM係統中的關鍵技術，如模式耦閤的抑製、模式的解復用以及基於DSP的模式乾擾消除算法。 --- 結語 《現代光縴通信技術》不僅僅是一本教科書，更是一份麵嚮工程實踐的指南。我們力求以嚴謹的科學態度，結閤詳實的數據和最新的行業案例，引導讀者掌握光縴通信從基礎理論到尖端應用的完整知識體係，為迎接未來信息時代的巨大挑戰做好充分準備。

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我發現這本書在講解方式上采取瞭一種非常現代化的敘事策略，它不像很多傳統教材那樣刻闆，反而更像是一位經驗豐富的行業前輩在手把手地指導你構建一個完整的通信網絡。比如，它在介紹相乾檢測技術時，並沒有直接跳到復雜的混疊波前計算，而是先用一個非常形象的比喻——“就像用一個高精度的放大鏡去看一個模糊的圖像”，將相位和振幅信息如何被恢復的過程生動地描繪齣來，這種教學手法極大地降低瞭理解的門檻。更讓我驚喜的是，書中對未來趨勢的探討部分，涉及到瞭空分復用（SDM）和量子通信的初步概念，這錶明作者的視野並沒有局限於當下已成熟的技術，而是積極地將讀者引嚮瞭下一個十年的技術前沿，這種前瞻性視角在同類書籍中是比較少見的。我特彆喜歡作者在某些章節末尾設置的“思考題”，這些題目往往不是簡單的知識點迴顧，而是需要結閤上下文進行綜閤分析的小型設計問題，非常考驗讀者的綜閤能力，讓學習過程充滿瞭挑戰和樂趣。

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閱讀這本書的過程，與其說是在學習一項技術，不如說是在參與一場深思熟慮的技術辯論。作者的筆觸中流露齣一種對技術選擇的審慎態度，比如在討論如何優化光縴色散管理時，他沒有武斷地推薦某一種方法，而是詳細對比瞭基於補償光縴、啁啾光縴光柵（FBG）以及全光補償等多種方案的成本效益、部署難度和維護復雜性，這種多角度的權衡分析，讓我學會瞭從一個工程師或架構師的視角去評估技術方案的“落地性”，而不僅僅是停留在理論驗證的層麵。此外，書中對光通信係統中的安全性和可靠性，也有著相當篇幅的論述，這在很多純粹追求速率的教材中常常被忽略。這種對係統健壯性的重視，體現瞭作者深厚的工程經驗和對實際運行環境的深刻理解。總的來說，這本書為我提供瞭一個係統、全麵且具有前瞻性的學習框架，遠超齣瞭我最初對一本“技術書籍”的預期。

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這本書的排版設計非常考究，清晰的頁邊距和適中的行間距，使得長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。在技術細節的呈現上，圖文配閤達到瞭極佳的平衡。那些復雜的係統架構圖和波導結構示意圖，綫條簡潔有力，關鍵部分都有清晰的標注和顔色區分，讓人一目瞭然。相比於其他一些資料把公式堆砌在角落裏，這本書的做法是將核心的數學推導步驟放在正文中，而將那些輔助性的、不影響主綫理解的復雜證明作為附錄或腳注處理，這種結構安排極大地提升瞭閱讀的流暢性。對我而言，最實用的一點是，書中對各種縮寫詞匯的定義都做瞭詳盡的解釋，尤其是在介紹各種新的光電器件（如矽光子芯片、量子點激光器等）時，不僅給齣瞭器件的工作原理，還附帶瞭其在實際係統中應用的優缺點分析，這種全方位的介紹避免瞭我們在閱讀過程中需要頻繁切換窗口去搜索引擎查找背景知識的麻煩，極大地提高瞭學習效率。

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這本書的封麵設計得非常吸引人，簡約又不失科技感，那種深邃的藍色調很容易讓人聯想到光縴在黑暗中傳輸信號的場景。拿到手裏感覺分量十足，厚厚的幾百頁，翻開扉頁，首先映入眼簾的是清晰排版的目錄，讓我對全書的知識體係有瞭一個宏觀的把握。我本身從事的是傳統電信領域的工作，對信息傳輸速率的瓶頸深有體會，因此對“現代光縴通信技術”這個主題充滿瞭好奇和期待。我尤其關注其中關於新型傳輸介質和調製格式的章節，希望能夠從中找到突破現有技術限製的思路。書中的引言部分用瞭一種非常親切且富有哲理的方式，探討瞭信息時代對高速、大容量通信的永恒追求，而不是一上來就堆砌復雜的公式，這一點處理得非常巧妙，一下子就拉近瞭與讀者的距離，讓人感覺這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一次深入的行業對話。整體來看，這本書的裝幀和前期的內容組織，都顯示齣編者在內容呈現和讀者體驗上花費瞭大量心思，這對於一本專業技術書籍來說，是非常難得的。我迫不及待地想深入學習其中的奧秘，看看它能為我打開怎樣一扇新的技術之門。

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這本書的內容深度和廣度都讓人印象深刻，它並非泛泛而談，而是非常紮實地從基礎理論齣發，層層遞進地剖析瞭光縴通信係統的各個核心環節。我花瞭整整一個周末的時間來研讀關於光縴本身特性的部分，作者對非綫性效應的闡述簡直可以用“庖丁解牛”來形容，各種復雜的數學模型被拆解得邏輯清晰，即便是初次接觸這些前沿概念的讀者，也能通過書中的圖錶和實例推導齣關鍵結論。特彆值得稱贊的是，書中穿插瞭大量的實際工程案例分析，這使得理論知識不再是空中樓閣，而是有瞭堅實的落地基礎。比如，在介紹SDH/SONET係統嚮OTN演進的部分，作者詳細對比瞭兩者在網絡結構、生存性以及帶寬利用率上的差異，這種對比分析極其有助於我們理解技術迭代背後的驅動力。我個人認為，這本書的價值在於，它不僅告訴我們“是什麼”，更深入地解釋瞭“為什麼是這樣”，這對於培養讀者的批判性思維和創新能力至關重要，避免瞭死記硬背公式的枯燥學習方式。

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