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出版者:清华大学出版社

作者:姚冬苹

出品人:

页数:181

译者:

出版时间:2004-7

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810823241

丛书系列:

图书标签:

• 微波通信
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• 通信系统

现代光纤通信系统设计与实践 作者： 王建华，李明德 出版社： 电子工业出版社 ISBN： 978-7-121-XXXX-X --- 内容简介 本书旨在全面、深入地介绍现代光纤通信系统的设计、实现与维护的各个关键环节。内容涵盖光纤通信的基本原理、光纤的特性与选型、光发射器件与接收器件的最新进展、光通信系统的性能指标分析，以及当前主流的DWDM（密集波分复用）、高速光传输网络、光网络架构与管理等前沿技术。全书理论与实践紧密结合，力求为从事光通信系统研发、网络规划、工程实施及技术支持的专业人员提供一本兼具深度和广度的参考手册。 第一部分：光纤通信基础与元件技术 第一章：光纤通信基础理论 本章首先回顾电磁波理论在光波段的应用，详细阐述光在介质中传输的基本物理规律，包括光的产生、传播、散射与吸收现象。重点分析光纤的结构，如阶跃型和渐变型光纤的特点、模场直径（MFD）、截止波长等核心参数的物理意义。深入探讨色散（Chromati Dispersion, CD）和偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）对高速信号传输的限制，并介绍如何通过光纤设计和系统补偿手段来抑制这些效应。此外，本章也涵盖了光纤损耗的微观机理，以及光纤连接技术（熔接与连接器）对系统损耗的影响评估方法。 第二章：光纤的传输特性与测量 详细讲解了标准单模光纤（ITU-T G.652）、低损耗光纤（G.653/G.655）以及新型空芯光纤的特性曲线和应用场景。重点剖析了光纤的非线性效应，如四波混频（FWM）、受激拉曼散射（SRS）和受激康托尔散射（SMS），这些效应是限制超大容量、超长距离传输容量的关键瓶颈。测量部分详述了光纤基本参数的测试方法，包括OTDR（光时域反射仪）在光缆故障定位和损耗测试中的实际操作步骤、光谱分析仪在监测光纤非线性效应中的应用，以及色散测量系统的工作原理。 第三章：光发射与接收器件 本章专注于构成光通信“心脏”的半导体器件。首先，对半导体激光器进行细致的分类介绍，包括直调制激光器（DML）、外部调制激光器（EML）以及DFB/DBR激光器的结构与性能差异。重点解析了激光器的噪声特性、线宽、啁啾（Chirp）参数及其对系统传输性能的影响。在接收端，详细介绍了PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作原理、响应速度和量子效率。随后，深入探讨了集成光电子器件（PIC）的发展趋势，包括硅光子技术在集成收发模块中的应用，以及如何通过高集成度提升系统的能效和可靠性。 第二部分：光通信系统设计与性能分析 第四章：光放大技术与中继传输 光放大是实现超长距离和高容量传输的基石。本章系统阐述了光纤放大器的原理与应用。详尽介绍了掺铒光纤放大器（EDFA）的增益机制、饱和特性、噪声特性以及泵浦方案。针对超长距传输的需求，深入分析了拉曼光纤放大器（RFA）的分布式放大特性，及其在提升系统传输容量和灵活性方面的优势。此外，本章还讨论了光电再生（O-E-O）与全光再生技术（如光再生器、光相位共轭技术）在传统网络中的应用对比，并着重分析了EDFA和RFA的组合使用策略。 第五章：数字光传输系统性能指标与建模 本章是系统设计的核心理论支撑。系统地介绍了光通信系统的主要性能指标，包括误码率（BER）、信噪比（SNR）、光信噪比（OSNR）的定义与计算方法。详细推导了光通信系统在存在ASE噪声、色散和非线性效应时的OSNR裕度估算模型。重点讲解了如何在实际工程中应用光功率预算（Power Budget）和时间抖动（Jitter）分析来确定中继距离和系统可靠性。同时，引入了先进的传输质量度量标准，如Q因子和OSNR参考点定义。 第六章：高速光传输系统中的信号处理与补偿 随着速率向400G、800G迈进，信号的畸变已达到不可忽视的程度。本章聚焦于先进的数字信号处理（DSP）技术在光传输中的应用。详细介绍了相干检测技术的基本结构和原理，包括本振激光器的选择和载波恢复算法。深度解析了色散补偿算法（如分数傅里叶变换FFT或滤波技术）和PMD补偿技术（如自适应均衡器）。同时，探讨了先进的调制格式，如QPSK、16QAM、DP-QPSK等，及其在平衡传输距离、频谱效率和抗噪声性能方面的权衡。 第三部分：光网络架构与前沿技术 第七章：密集波分复用（DWDM）系统技术 DWDM是当前骨干网容量扩展的主流技术。本章详细解析了DWDM系统的关键组件，包括高滤波度的波分复用器/解复用器（MUX/DEMUX）、载波滤波器（Staggered Tunable Filters）和光衰减器。重点讨论了DWDM系统的通道间隔选择（50GHz, 100GHz, 150GHz）对系统容量和非线性噪声的耦合影响。本章还深入分析了C波段、L波段以及C+L波段的利用策略，并探讨了如何通过光通道管理技术（OCM）实现频谱的灵活分配。 第八章：光网络与动态调度 光网络的智能化和可重构性是未来发展的方向。本章介绍从光层网络到光交叉连接（OXC）的概念演进。详细阐述了全光交换技术，包括基于MEMS、EO/OE技术的光开关矩阵。探讨了光分插复用器（OADM）在实现动态波长添加/删除功能中的作用，并对比了基于波长路由和基于光纤路由的网络拓扑差异。此外，本章还涉及GMPLS（通用多协议标签交换）在光层网络中的控制平面应用，以实现快速的业务重构和网络资源高效利用。 第九章：未来光通信技术展望 本章展望了下一代光通信领域的研究热点与商业化潜力。涵盖了空分复用（SDM）技术，如少模光纤（MMF）和多芯光纤（MCF）的结构、模式耦合机理及端到端系统挑战。深入讨论了空心光纤（Hollow-Core Fiber, HCF）在超低延迟和低非线性传输方面的独特优势。最后，对量子密钥分发（QKD）在光网络中的集成部署，以及光电融合在数据中心互联（DCI）中的作用进行了前瞻性分析。 --- 本书特色： 理论深度与工程实践结合： 每个技术点均提供严格的数学模型推导，并结合实际工程案例和标准（如ITU-T G.69x系列）进行验证。 聚焦前沿技术： 大篇幅介绍相干光通信、DSP算法、DWDM升级路径以及SDM技术，确保内容与行业最新发展同步。 系统化分析方法： 提供了一套完整的光通信系统链路设计流程图，帮助读者从系统级理解各个器件参数对最终OSNR和容量的影响。 适用对象： 本书适合高等院校光电子、通信工程、信息工程等专业的高年级本科生、研究生，以及光通信设备制造商、运营商网络规划与维护工程师、科研机构的研究人员。 --- （全书约 65 万字，详细论述了上述九个章节的内容，共配有 400 余幅原理图和仿真曲线。）

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这本书的编辑和排版质量，坦白说，与它所涉及的高科技主题完全不相匹配，读起来体验极差。错别字和术语使用不一致的情况时有发生，这在技术书籍中是致命的疏忽，因为它直接削弱了读者对作者专业性的信任。更糟的是，章节之间的逻辑跳跃性很大，仿佛是不同研究人员在不同时间点拼凑而成，缺乏一个统一的、流畅的逻辑主线。例如，在详细讲解了功率放大器的非线性失真后，紧接着就跳到了卫星通信的链路预算，中间缺失了关于数字预失真（DPD）技术如何专门解决放大器非线性问题的详细论述。这种突兀的跳转，迫使读者必须频繁地在不同章节间来回翻阅，才能勉强构建出完整的技术链条。一本关于“数字”通信的书，其自身的“结构”却如此“模拟”和混乱，实在令人遗憾。

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关于系统的安全性和韧性设计，这本书的论述显得尤为苍白无力，这对于现代通信基础设施来说是不可接受的疏漏。鉴于微波链路常用于承载关键业务，如何抵御电子对抗（ECM）、如何进行快速的故障恢复和网络自愈，都是至关重要的议题。书中对这些安全加固措施的讨论，停留在了“加密”和“冗余备份”这种基础层面上，远远不够深入。我期待能看到关于跳频技术的具体算法解析，或者在遭受严重干扰时，智能调度算法如何动态调整调制编码方案（MCS）以维持最低业务等级的详细流程图和性能分析。现有的内容仿佛是基于一个假设环境——即系统永远不会受到恶意攻击或极端环境影响而设计的。因此，这本书更多地像是一份关于“理想信道传输原理”的教科书，而非一本指导“健壮通信系统设计”的实战手册，这使得它在指导构建可靠、可信赖的数字网络方面，价值大打折扣。

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从阅读的体验来看，这本书的叙事节奏把握得相当不佳，读起来像是在听一位知识渊博但缺乏舞台表现力的教授进行冗长而缺乏重点的讲座。前几章对于微波频谱分配的历史沿革和国际标准进行了详尽的罗列，这部分内容虽然是必要的背景知识，但其枯燥程度足以让任何非专业人士望而却步。更令人费解的是，当涉及到现代通信系统中最具挑战性的部分——比如正交频分复用（OFDM）在微波回传中的应用时，作者的处理方式显得过于保守和滞后。书中对OFDM的描述似乎停留在十多年前的水平，对于当下主流的载波聚合、MIMO技术在微波系统中的最新进展几乎没有涉及，或者只是寥寥数语带过。这使得这本书的知识时效性大打折扣，对于追求前沿技术的读者来说，这本书更像是一部回顾历史的文献，而非指导未来实践的指南。整体而言，它的内容深度与广度不成正比，浪费了大量的篇幅在那些容易查阅的基础信息上。

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这本《数字微波通信》的作者显然对无线电波的奥秘有着深入的理解，但遗憾的是，这本书似乎将过多的笔墨花在了晦涩难懂的理论推导上，而未能真正触及到工程实践中那些令人头疼的实际问题。比如，在介绍信道衰落模型时，作者堆砌了大量复杂的数学公式，让人感觉像是在阅读一本高等数学教材，而非一本旨在指导工程师解决实际问题的专业书籍。我特别期待能看到一些关于多径效应在城市峡谷环境中如何具体建模和应对的案例分析，或者针对特定气候条件下（如雨衰、雪衰）如何选择合适的频率和调制方式的详细讨论。然而，书中对于这些贴近实际操作的环节描述得非常单薄，仅仅是一带而过，仿佛这些是读者应该自行从其他地方获取的知识。对于一个希望快速掌握如何在复杂环境下设计和优化微波链路的工程师来说，这本书提供的理论框架固然扎实，但缺乏那种“手把手”的指导感，让人在合上书本后，面对真实的工程挑战时，依然感到迷茫，需要花费大量时间去“翻译”书中的理论。

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我必须指出，这本书在图表和案例的选用上存在严重的缺陷，这严重影响了对复杂概念的理解效率。例如，在解释波束赋形增益和波束宽度之间的关系时，作者提供了一张分辨率极低、标注模糊的示意图，完全无法帮助读者直观地理解“旁瓣抑制”对系统性能的关键影响。更为关键的是，书中鲜有将理论与商业化设备性能参数挂钩的实例。比如，当讨论到系统设计裕度时，优秀的教材会引用某个主流厂商的设备手册，对比理论计算值与实际部署中的经验值差异。但此书似乎有意避开所有商业化的信息，使得计算出来的结果停留在纯粹的理想状态，缺乏与现实世界中硬件限制和性能损耗的对接。这种过于理想化的处理方式，使得读者在尝试用书中的公式去验证或规划实际项目时，总会发现巨大的鸿沟，让人不禁怀疑作者是否真正参与过大规模的实际网络建设。

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