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出版者:For Dummies

作者:Stephen P. Olejniczak

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-4-10

价格:USD 26.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780471770855

丛书系列:

图书标签:

• 电信
• 通信
• 科技
• 网络
• 无线
• 移动通信
• 电话
• 互联网
• 入门
• 普及

好的，这是一本关于光纤通信的深度技术专著的简介： 《光纤通信系统设计与优化：理论、实践与前沿技术》 第一版 导言 在信息时代飞速发展的今天，数据传输速率的持续攀升已成为全球通信基础设施的核心驱动力。光纤通信作为目前最成熟、容量最大、损耗最低的远距离、高带宽信息传输载体，其重要性不言而喻。本书旨在为光通信领域的工程师、研究人员和高级技术学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考书，系统阐述从基础光纤特性到复杂多载波相干系统的设计、分析与优化全过程。 本书摒弃了过于基础的物理学回顾，直接聚焦于现代高速光通信系统面临的工程挑战与前沿技术解决方案。我们不再将光纤视为简单的传输介质，而是将其视为一个需要精细建模和严格控制的复杂非线性系统。 第一部分：光纤传输介质的精细化建模与表征（约 350 字） 本部分深入探讨了构成光纤通信系统的物理基础——特种光纤的特性及其对信号传输的影响。我们首先详细分析了单模光纤（SMF）和零色散位移光纤（NZDSF）的传输损耗机制，重点剖析了瑞利散射、吸收损耗及弯曲损耗的量化模型。 随后，本书的核心内容转向色散管理。我们不仅复习了群速度色散（GVD）的数学表达，更侧重于高阶色散（HOD）——如群速度色散差（GDD）和三阶色散（TOD）——在超高速（400G及以上）系统中的累积效应及其对信号眼图的畸变分析。重点章节介绍了色散补偿技术，包括传统啁啾光纤补偿器（DCF）的非理想特性，以及更先进的、基于硅光子集成电路的片上色散补偿技术（On-Chip Dispersion Compensation）。 非线性效应是高速光传输的终极瓶颈。本书对自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）等主要非线性现象进行了严格的数学推导和仿真验证。尤其关注了多模干扰（MMI）和光纤克尔效应在密集波分复用（DWDM）系统中的串扰模型。读者将学会如何利用有效长度（$L_{eff}$）概念，结合传输方程（NLSE）的数值解法，精确预测传输链路的性能边界。 第二部分：相干光通信系统的核心技术与实现（约 500 字） 相干检测技术是现代长途和海底光传输系统的基石。本部分详细解析了相干接收机的工作原理，包括本振光（LO）的噪声特性、相位噪声对调制格式性能的影响，以及数字信号处理（DSP）在恢复完整信道信息中的关键作用。 我们系统介绍了当前主流的调制格式：从传统的正交相移键控（QPSK）到高阶的16-QAM和64-QAM。对于每一种格式，本书都提供了精确的硬判决和软判决的性能界限分析，并结合实际系统中的调制器（如IQ调制器）的线性度限制和损伤模型，推导出实际的系统性能（OSNR裕度）。 DSP部分是本书的重点和难点。我们详细讲解了用于补偿色散、极化模色散（PMD）和非线性损伤的迭代均衡算法。这包括： 1. 频域均衡（FFE/DFE）： 在低速率系统中的应用与局限。 2. 基于快速傅里叶变换（FFT）的色散均衡： 针对光纤GVD的精确补偿。 3. 极大似然序列估计（MLSE）与软判决前向纠错（FEC）： 尤其是如何将复杂的非线性均衡器（如基于Volterra级数或机器学习的非线性均衡器）集成到实时DSP流水线中。 此外，本书还深入讨论了偏振复用（DP）技术的实现，包括如何通过偏振分束器（PBS）和数字域的偏振解耦算法，实现对偏振旋转和串扰的有效抑制，从而将频谱效率提高一倍。 第三部分：网络架构、动态管理与前沿探索（约 450 字） 现代光网络已从点对点传输演进到全光网络（AON）和基于分组的传送网（OTN）。本部分关注系统集成和网络层面的优化。 我们探讨了DWDM系统的通道间隔选择、光放大器设计（EDFA与Raman放大器），以及关键的通道保护和恢复机制。重点分析了动态波长分配（DWA）和波长选择开关（WSS）器件的性能指标（如插入损耗、极化相关损耗和串扰）对网络灵活性的影响。 在超大容量领域，本书前瞻性地介绍了空分复用（SDM）技术，包括多芯光纤（MCF）和少模光纤（MMF）的信道分离技术。读者将了解到如何利用模式复用（Mode Division Multiplexing, MDM）来突破单芯光纤的容量极限，以及当前SDM系统在模式耦合控制方面面临的工程挑战。 最后，本书对光电融合（O-E-O）与全光处理进行了对比评估。我们详细分析了硅光子（Silicon Photonics）技术在集成高速调制器、探测器和可调谐滤波阵列方面的最新进展，探讨了其如何推动相干模块的小型化、低功耗化，并向着未来Tbps级别集成光子芯片迈进。 目标读者与学习收获 本书内容严谨、公式详尽，并辅以大量的仿真结果和工程案例分析。它不仅仅是一本理论教材，更是光通信系统工程师在项目设计、故障诊断和性能提升方面的实战手册。阅读完毕后，读者将能够： 精确建模和预测复杂光纤链路中色散和非线性损伤的综合影响。 熟练掌握高阶相干调制格式的设计、DSP均衡策略的选择与实现。 评估和优化下一代DWDM/SDM网络的架构部署。 理解和应用前沿的片上集成光子技术，面向未来光通信系统进行技术选型。 本书是您在高速光通信领域追求卓越性能的必备工具书。

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