具体描述
《光信息通信技术实用手册》阐述了光电子的基础理论、光电子器件、光通信系统、光信息系统等的先进技术，对最新成果作了完整的归纳和总结。《光信息通信技术实用手册》共分四篇。第1篇阐述光电子的基础理论，主要有光物理、激光基础、光波工程、量子光学等；第2篇介绍光电子器件，主要有发光元件、接收元件、光纤、波导性光调制器、空间光调制器、光电子集成电路等；第3篇讲述光通信系统，主要有主干光传输系统、用户系统、局域网、光波通信技术、超高速光处理技术、光通信和多媒体社会等;第4篇则叙述光信息系统，主要有光信息记录、显示技术、光计算、光互连、光计量的先进技术等。
精品推荐：[书名：光纤通信系统原理与应用] 作者： 张文涛，李明远 出版社： 电子工业出版社 出版日期： 2023年10月 --- 内容提要 本书《光纤通信系统原理与应用》，聚焦于现代光通信领域的核心理论、关键技术和工程实践。本书旨在为高等院校光信息科学、电子信息工程、通信工程等专业的本科生、研究生提供一本系统、深入的教材或参考资料，同时也面向通信运营商、设备制造商及相关领域的研究人员和工程师，提供一个全面回顾和提升专业技能的平台。 本书结构严谨，内容涵盖了从光纤通信的基本物理原理到最新的超高速、大容量传输系统的全貌。全书共分十二章，体系完整，深入浅出，力求在理论深度和工程实用性之间取得最佳平衡。 第一部分：光纤通信基础理论（第1章至第4章） 第1章：光纤通信概述与历史沿革 本章首先界定了光纤通信在现代信息社会中的战略地位，概述了光通信系统的基本组成框图，包括光源、光纤、光电器件和光接收机。随后，系统梳理了光纤通信技术从第一代到最新一代（如空分复用、空域网络）的发展历程，重点分析了驱动技术进步的关键瓶颈和突破口。本章特别强调了光通信的网络化、宽带化和智能化三大趋势。 第2章：光导波理论与光纤特性 这是全书的理论基石。本章详细阐述了电磁波在介质中的传播规律，特别是麦克斯韦方程组在圆柱对称光纤结构中的应用。内容细致入微地覆盖了模式理论，区分了单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）的特性差异。重点分析了导波的截止条件、有效折射率、有效模场面积（Aeff）的计算。此外，对光纤的传输损耗机理进行了深入剖析，包括瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗，并给出了精确的损耗谱图分析方法。 第3章：光纤中的色散与非线性效应 色散是限制高速光通信系统性能的首要因素之一。本章对材料色散、波导色散和总群速度色散（GVD）进行了详尽的数学推导和物理意义阐释。随后，引入了更为复杂的高阶色散的概念及其对超高速脉冲的影响。在非线性部分，本书重点讲解了非线性克尔效应（Self-Phase Modulation, SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）等关键效应。对于每种效应，都提供了其在系统设计中必须考虑的阈值和抑制策略。 第4章：光纤中的损耗与损耗补偿技术 本章对光纤损耗的物理起源进行更深入的探讨，尤其是针对不同波段（如1310nm、1550nm窗口）的损耗特性。深入分析了掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括能级结构、增益带宽和噪声特性。详细介绍了拉曼放大器（SOA）的原理及其在超长距离和超大容量系统中的应用潜力。最后，对比了EDFA和SOA在实际工程部署中的优缺点。 第二部分：核心器件与关键技术（第5章至第8章） 第5章：半导体光源技术 本章详细介绍了光纤通信中常用的激光器，包括直调制激光器（DML）和外调制激光器（EML）。对DFB（分布反馈）激光器和DBR（分布式反馈）激光器的结构、工作特性和调谐机制进行了深入剖析。对于高速传输，重点分析了调制器的性能参数，如半波电压、消光比和带宽限制。 第6章：光电探测器与接收机设计 本章聚焦于光信号的捕获和电信号的恢复。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。接收机部分深入探讨了跨阻放大器（TIA）和限幅放大器（LA）的设计原则，以及如何优化接收机的信噪比（SNR）和误码率（BER）性能，特别关注了灵敏度极限和噪声来源。 第7章：光纤复用与解复用技术 本章系统阐述了波分复用（WDM）技术，这是实现光纤容量扩展的核心手段。详细介绍了无源器件，如薄膜滤光片（TFF）和布拉格光栅（FBG）在构成密集波分复用（DWDM）系统中的应用。内容涵盖了复用器的插入损耗、隔离度、通道间串扰（ICL）等关键指标的优化设计。 第8章：光开关与光交叉连接技术 随着网络灵活性的需求增加，光开关技术变得至关重要。本章对比了基于MEMS、热光效应和电光效应的光开关器件。深入讲解了光交叉连接（OXC）和波长选择开关（WSS）的架构，分析了它们在动态光网络重构、保护倒换和资源分配中的关键作用。 第三部分：系统架构与网络应用（第9章至第12章） 第9章：高速光通信系统性能分析 本章将前述的器件和效应融入系统层面进行综合分析。重点讲解了如何使用OSNR（光信噪比）和Q值来精确评估系统性能。详细介绍了相干光通信的基本原理，包括本振光、相位和幅度调制检测，这是实现100G、400G及以上速率的关键。 第10章：先进的信号处理与补偿技术 为了克服色散和非线性对超高速系统的限制，本章详细介绍了数字信号处理（DSP）在光通信中的应用。深入讲解了电子色散补偿（EDC）、极化模色散（PMD）补偿的算法基础，特别是基于FFT和FIR滤波器的实现方式。此外，还介绍了相干检测中的盲均衡算法。 第11章：城域网、接入网与数据中心互联（DCI） 本章将理论知识应用于实际网络场景。分析了无源光网络（PON）的架构和关键技术（如GPON, XG-PON），以及其在FTTx部署中的挑战。详细探讨了数据中心互联（DCI）对低延迟、高带宽和低功耗的需求，以及400G/800G短距光模块的选型标准。 第12章：未来光通信技术展望 本章展望了光通信领域的下一代技术方向。重点介绍了空分复用（SDM）技术，包括少模光纤（MMF）和少芯光纤（MCF）的原理与挑战。同时，探讨了全光网络的终极目标，以及量子密钥分发（QKD）在安全通信中的融合潜力。 --- 本书特色 1. 理论的深度与广度： 涵盖了从麦克斯韦方程到最新的DSP补偿技术的完整知识链条，为读者构建扎实的理论基础。 2. 工程化的视角： 每一章节的理论讲解后，都配有实际工程参数的讨论和案例分析，强调器件的实际性能指标和系统设计约束。 3. 紧跟前沿： 详细覆盖了相干光通信、DSP补偿、DWDM和SDM等当前研究和产业部署的热点方向。 4. 丰富图表与例题： 书中包含数百张精细的系统架构图、原理示意图和实验数据图表，并在关键章节附有详细的数学推导和算例，便于读者自学与理解。 --- 目标读者： 本科高年级、研究生、通信工程师、光器件研发人员。
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