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出版者:Wiley-Interscience

作者:Kamran Etemad

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-02-25

价格:USD 84.95

装帧:CD-ROM

isbn号码:9780471692423

丛书系列:

图书标签:

• CDMA2000
• 移动通信
• 无线通信
• 通信工程
• 3G
• 无线技术
• 通信协议
• 移动网络
• 信号处理
• 通信系统

《光纤通信系统设计与优化》 书籍简介 第一章：光纤通信概述与基础理论 本章旨在为读者构建一个全面、深入的光纤通信系统基础知识框架。我们将从光纤通信的诞生背景、发展历程及其在现代信息社会中的核心地位入手，系统阐述光纤作为信息载体的物理基础。核心内容包括：光导波理论的深入剖析，着重于全内反射原理、光纤的几何参数对传输性能的影响；不同类型光纤的结构特性对比，重点讨论单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）的损耗、色散特性及其适用场景；光在光纤中传输的根本限制——传输损耗的机理分析，包括瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗，并介绍当前先进光纤材料的优化技术，如低损耗包层和新型掺杂技术。此外，本章还会详细介绍通信系统中的关键参数定义，如光纤的有效模场面积（EMA）、截止波长，以及光纤链路的功率预算计算方法，为后续的系统设计打下坚实的理论基础。 第二章：光纤中的信号传输与色散管理 信号在光纤中的传输质量直接受限于光纤自身的色散特性。本章将聚焦于光纤色散的深入研究及其管理技术。首先，对几种主要的色散类型进行详尽的阐述，包括：材料色散、波导色散及其叠加形成的群速度色散（GVD）；以及高阶模色散和偏振模色散（PMD）。我们将利用数学模型精确推导色散对脉冲展宽的影响，并引入色散补偿因子（DCF）的概念，详细解析如何通过光纤色散补偿模块（DCM）实现系统带宽的提升。针对高速率、长距离传输面临的挑战，本章将重点探讨零色散位移光纤（DSF）和非零色散位移光纤（NZ-DSF）的设计哲学及其在不同网络架构中的应用优势。同时，针对PMD这一随机性损耗因素，本章也将介绍如何通过先进的偏振控制器和自适应均衡算法进行实时补偿。 第三章：光发射机与接收机的关键技术 光发射机和接收机是实现光电信号相互转换的核心单元。本章将深入剖析驱动激光器的关键技术。发射侧，详细讨论半导体激光器（如DFB、DBR激光器）的物理结构、工作原理、光电转换效率、线宽、调谐范围和调制度。针对直接调制和外腔激光器，我们将对比其在成本、速度和噪声方面的优劣。接收侧，重点分析光电探测器的性能指标，如PIN二极管和雪崩光电二极管（APD）的响应速度、量子效率和噪声源。信号处理方面，本章将详尽介绍跨阻放大器（TIA）、限幅放大器（LA）的设计原理，以及现代高速光通信系统中不可或缺的相干接收技术和数字信号处理（DSP）技术在补偿畸变、提高接收灵敏度方面的作用。 第四章：光放大技术与WDM系统原理 长距离、大容量通信的实现离不开光放大技术和波分复用（WDM）技术。本章首先系统介绍光放大器的发展历程与核心技术。重点剖析掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括能级结构、增益特性、噪声系数（NF）的计算与优化，并讨论如何通过不同掺杂区域和泵浦方案实现平坦增益。同时，也将涵盖拉曼放大器（RA）的分布式增益特性及其在超长距离传输中的潜力。在WDM系统部分，本章将阐述波分复用、复用器（MUX）和解复用器（DEMUX）的器件原理（如基于薄膜滤波器和光栅的技术），分析信道间隔、通道串扰和光谱平坦化技术，并介绍密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）系统的具体部署规范和限制因素。 第五章：光网络架构与系统性能评估 本章将视角从器件和链路提升至整个网络层面，探讨光纤通信系统的架构设计与性能评估方法。首先，对现有网络拓扑结构进行分类与比较，包括直连网络、环网、光交叉连接（OXC）以及下一代全光网（AON/ASON）的结构特点。系统性能评估是本章的重中之重，我们将详细介绍如何量化系统性能，包括光信噪比（OSNR）的精确测量方法、误码率（BER）的建模与测试，以及传输容量、网络时延的计算。特别地，针对网络中的非线性效应（如四波混频、自相位调制等），本章将提供先进的非线性抑制方法，如相干检测补偿和优化信道功率分配策略，确保系统在复杂网络环境下的长期稳定运行。 第六章：新型光纤与下一代通信技术展望 为了应对未来TB/s乃至PB/s的数据需求，本章展望了正在研发和部署的新型光纤技术和通信范式。我们将深入探讨空心光纤（HOF）的低损耗潜力及其在超低延迟传输中的应用前景。同时，对少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF）和多芯光纤（MCF）的空间复用技术进行详细分析，解释如何通过模场分离和空分复用（SDM）技术，从根本上突破现有光纤容量的限制。最后，本章将回顾和分析硅光子集成技术（Photonic Integrated Circuits, PICs）在降低光通信模块成本、缩小体积和提高集成度方面的革命性意义，为读者勾勒出未来光通信系统的发展蓝图。 适用对象： 本书适合高等院校通信工程、电子信息工程专业的高年级本科生、研究生，以及在光通信设备制造、网络运营商和科研机构从事光纤传输系统设计、优化和维护的工程师。本书假定读者已具备扎实的电磁场理论和基础通信原理知识。

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我必须承认，这本书的阅读门槛不低，但它带给我的知识复利效应是巨大的。我并非通信科班出身，初读时确实被大量的缩写词汇和复杂的调制解调理论给“劝退”过。然而，作者似乎预料到了这种情况，在附录部分提供了一个非常详尽的术语表和符号定义清单。这个清单简直是救命稻草，我采取的策略是，遇到不理解的术语，立刻查阅附录，然后带着新的理解退回到正文中，如此反复循环了几次后，那种“豁然开朗”的感觉特别美妙。这本书最大的价值在于其体系的完整性，它不像某些专业书籍只关注某一个模块，而是提供了一个从空中接口到核心网接口的完整视图。阅读完毕后，我感觉自己对“蜂窝网络”这个概念的理解从一个模糊的手机图标，变成了一个拥有严密物理和数学基础的复杂系统。它教会我的不仅仅是技术细节，更是一种严谨的工程思维模式，这种思维的迁移能力，远比记住几个协议版本号来得珍贵。

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这本书的装帧设计实在是太吸引人了，封面那种略带磨砂质感的深蓝色调，配上烫金的书名“CDMA 2000”，透着一股子专业和沉稳的气息。我其实对通信技术本身没有太深入的研究，原本还担心内容会过于晦涩难懂，但翻开扉页后，发现作者在排版上花了大量心思。字体选择清晰易读，段落之间的留白处理得恰到好处，让人在阅读那些复杂的协议和技术指标时，视觉上不会感到疲劳。尤其值得称赞的是，书中穿插了不少高质量的图表和流程示意图，它们并非简单地罗列数据，而是以一种非常直观的方式，将复杂的系统架构层层剥开，即便是初学者也能大致把握住核心概念的脉络。我尤其喜欢其中关于切换（Handoff）过程的动态模拟图解，虽然只是静态的印刷品，但那种逻辑上的连贯性，让我仿佛能“看到”手机在基站间平滑过渡的场景。这本厚厚的书，拿在手里分量十足，但翻起来却有一种爱不释手的感觉，足见出版方在图书制作工艺上的用心程度，绝对是一本值得收藏的硬核技术参考书，光是摆在书架上，就能提升整个书房的格调。

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这本书的论述逻辑简直是教科书级别的严谨，我一个搞软件开发的，本来是想找点关于移动互联网接入的背景知识，结果却一头扎进了CDMA 2000的底层架构分析中。作者的处理方式非常高明，他没有一上来就堆砌佶屈聱牙的术语，而是从最基础的信道结构和扩频原理入手，像剥洋葱一样，一层层深入到物理层、数据链路层乃至网络层。读到关于功率控制的部分时，我深感震撼，那种对信号质量和系统容量的精妙平衡，简直就是一场数学和工程学的完美结合。书中对IS-95到1xEV-DO的演进路线描述得极其详尽，对于理解为什么3G时代会出现不同的技术路线以及它们各自的优缺点，提供了无可辩驳的理论支撑。每一次阅读，都像是在跟随一位技艺精湛的工匠，细致地打磨一件精密仪器。我甚至忍不住查阅了一些引文，发现引用的文献大多是业界顶级的会议论文和标准草案，这说明作者的研究深度是经得起推敲的，绝非泛泛而谈的科普读物，而是真正面向专业人士的案头必备手册。

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坦白说，我购买这本书的初衷，其实是想了解早期移动通信时代的市场竞争格局和商业决策背后的技术考量。我关注的重点更多在于“人”和“策略”，而非纯粹的技术细节。这本书在这方面给我带来了巨大的惊喜，它并非冷冰冰的技术手册，而是巧妙地将技术发展融入了产业历史的大背景下。例如，在讨论到CDMA 2000在北美和亚洲市场的推广策略时，作者非常到位地分析了当时频谱分配、运营商网络建设成本以及用户终端普及速度之间的复杂关系。我特别欣赏其中对“软容量”和“硬容量”概念的对比分析，这直接揭示了CDMA技术在特定网络环境下相对于当时竞争对手TDMA或GSM在容量上的潜在优势。这种将工程指标转化为商业影响力的叙事手法，让原本枯燥的技术章节变得富有张力。虽然书中包含了大量公式和协议栈描述，但作者总能在关键节点提供一个清晰的“所以呢？”——即这项技术对于整个通信生态意味着什么，这对于我们这些需要从技术维度思考商业战略的人来说，价值无可估量。

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这本书的阅读体验，更像是一次深入骨髓的技术考古。我过去接触过一些关于移动通信的资料，大多是聚焦于当前的主流技术，对于CDMA 2000这种曾经的“三代半”技术，资料往往零散且不够系统化。而这本书，如同一个沉睡的档案库被重新激活了一般，将那个时代的标准、参数、故障排除指南和优化技巧完完整整地呈现在眼前。我最欣赏的是它对具体实现细节的关注，比如对导频信道、同步信道、寻呼信道的详细解码过程描述，以及在不同环境（如城市峡谷、郊区开阔地）下，系统的功率分配和码道分配策略的调整方法。这些内容在当前主流的5G或6G教材中几乎不会被提及，但正是这些“老”的智慧，奠定了现代移动通信系统的基础。阅读过程中，我常常会停下来思考，如果当年在网络规划时充分参考了书中这些关于干扰抑制和接入控制的精妙设计，今天的网络拥堵问题或许能从另一个角度得到缓解。它不仅仅是记录历史，更像是提供了一套宝贵的、被实践检验过的设计范式。

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