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出版者:电子工业出版社

作者:

出品人:

页数:208 页

译者:

出版时间:2008年

价格:20.5

装帧:平装

isbn号码:9787121069901

丛书系列:

图书标签:

• 短波通信
• 无线通信
• 通信系统
• 射频技术
• 电磁波传播
• 调制解调
• 天线技术
• 信号处理
• 无线电工程
• 电子工程

现代光纤通信网络：原理、设计与实践 图书简介 本书深入探讨了现代光纤通信系统的核心原理、关键技术、网络架构设计以及实际部署与维护中的工程实践。作为一本面向通信工程专业人员、科研人员以及高级技术爱好者的专业参考书，本书旨在构建一个全面、深入且与时俱进的知识体系，覆盖从基础物理层到复杂网络层的所有关键环节。 第一部分：光纤通信基础理论与元件 本部分首先奠定坚实的理论基础。我们将从电磁波理论在光波段的传播特性入手，详细阐述光在介质中的传播规律，重点分析光纤的结构、材料特性（如二氧化硅的非线性效应和瑞利散射）以及不同类型光纤（单模光纤、多模光纤、特种光纤）的传输损耗与色散特性。 1. 光纤的传输特性： 深入解析了光纤中的传输损耗机制，包括吸收、散射和弯曲损耗。随后，系统地讲解了色散理论，包括材料色散、波导色散以及模式色散，并探讨了色散补偿技术（如色散补偿光纤DCM和电子补偿）。此外，非线性效应是现代高速光通信的瓶颈，本书详细分析了受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）和四波混频（FWM）等关键非线性现象及其对系统性能的影响和抑制方法。 2. 光源与探测器： 详细介绍了当前光通信中使用的关键有源器件。在光源方面，重点阐述了半导体激光器（如DFB激光器、DBR激光器）的工作原理、调制特性、谱线宽度和噪声特性。对于高速系统，本书深入分析了直接调制和外部调制的原理与应用。在探测器方面，本书涵盖了PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的性能指标、响应速度和噪声分析，并对前置放大器的设计进行了探讨。 3. 光无源器件与集成： 讲解了光耦合器、光分路器（PLC和FBT技术）、光衰减器、光隔离器等基础无源器件的结构与应用。特别关注了波长多路复用/解复用（Mux/Demux）技术，包括粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）中的关键技术，如薄膜滤波器（TFF）和布拉格光栅（FBG）。 第二部分：高速率与相干光通信技术 随着速率向100G、400G乃至更高迈进，相干通信技术已成为骨干网的主流。本部分聚焦于这些前沿技术。 1. 相干光通信原理： 详细阐述了相干检测（本振光、混频过程）的物理基础，对比了传统强度调制与相干检测的优势。本书着重分析了数字信号处理（DSP）在相干接收机中的核心作用，包括相位恢复、频率同步和载波恢复算法。 2. 高级调制格式： 深入剖析了高阶调制格式，如QPSK、16QAM、64QAM的星座图、信息论容量和抗噪声能力。同时，本书解释了如何利用偏振复用（PDM）技术有效提高频谱效率，并结合DSP实现了对偏振串扰和偏振模色散（PMD）的实时补偿。 3. 性能评估与链路预算： 系统讲解了光通信系统性能评估的关键指标，包括误码率（BER）、眼图分析、OSNR（光信噪比）的定义与测量。基于这些指标，本书提供了详细的链路预算计算方法，指导工程师如何在复杂的网络环境中设计满足特定性能要求的通信链路。 第三部分：光网络架构与交叉连接技术 本部分将视角从单条光纤链路扩展到完整的网络拓扑和管理层面。 1. 波分复用网络架构： 详细介绍了光传输网的层级结构，包括干线网、区域网和接入网的光纤骨干。重点分析了集中式、分布式以及环形等经典光网络拓扑结构的设计原则和冗余保护机制（如2M保护和光层保护）。 2. 光交叉连接（OXC）与OADM： 阐述了光电光（OEO）和纯光域的交叉连接技术。详尽介绍了光分插复用器（OADM）的工作原理，区分了固定式和可重构式（ROADM）的架构差异。ROADM部分将深入探讨其关键组件，如基于MEMS、LCoS或无源光器件的波长选择和路由技术，以及全光网络中的动态路由策略。 3. 接入网技术： 简要回顾了无源光网络（PON）的发展历程，重点分析了GPON和XGS-PON的技术规格、MAC层协议（如TDMA）以及OLT/ONU的设计要求，探讨了光纤到户（FTTx）的部署挑战与优化方案。 第四部分：系统优化、维护与未来趋势 本部分关注光通信系统的实际部署、维护挑战以及面向未来的技术演进。 1. 链路优化与动态管理： 讲解了如何利用光放大器（如EDFA和拉曼放大器）的性能参数（增益平坦化、噪声系数）来优化长距离传输。探讨了光层网络管理系统（NMS）的功能需求，包括实时性能监测、故障定位和网络资源的动态调度。 2. 维护与故障诊断： 提供了实际的光纤链路维护指南。重点介绍了光时域反射仪（OTDR）的使用技巧，如何通过OTDR曲线准确判断光缆的衰耗、接头损耗和故障点。此外，还包括光功率计、光谱分析仪等关键测试仪表的标准操作流程。 3. 前沿技术展望： 最后，本书对未来光通信的发展趋势进行了展望，包括空分复用（SDM）技术（如少模光纤和多芯光纤）、基于硅光子学的集成技术（Photonic Integrated Circuits, PICs）以及量子通信在安全网络中的潜在应用。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章均包含大量的工程案例分析和计算示例，确保读者能够将理论知识应用于实际工程问题。 技术深度适中： 覆盖了从经典通信到当前最前沿的相干技术，体系完整，适合作为工程技术人员的案头工具书。 侧重现代网络： 重点突出了DWDM、ROADM和高速相干系统在当前承载网中的核心地位。

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这本书的封面设计简直像是一扇通往神秘世界的传送门，深邃的蓝色背景上点缀着仿佛宇宙星辰般的微光，中间的字体选择了一种古朴而又充满科技感的衬线体，让人一眼就能感受到它蕴含的深厚底蕴和前沿技术。初捧此书，我便被其散发出的那种沉甸甸的专业气息所吸引，仿佛手中握着的不是纸张，而是一块凝聚了无数工程师心血的晶体。内页的排版更是考究，字体清晰易读，图表和公式的布局疏密有致，即便是初次接触这个领域的读者，也能感受到编排者极大的用心。我尤其欣赏其中对历史脉络的梳理，从早期的电报到现代的数字通信，作者没有简单地罗列事实，而是将技术发展与时代背景紧密结合，形成了一部引人入胜的“通信史诗”。这种叙事手法极大地激发了我深入阅读的兴趣，让我期待着能在这个知识的海洋中尽情遨游。

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这本书的逻辑结构如同一个精心编排的交响乐，层次分明，层层递进，绝不拖泥带水。第一部分奠定了扎实的理论基础，详尽地阐述了信号的产生、传播和接收的基本原理，每一个公式的推导都清晰得如同教科书般的严谨，但又比教科书多了几分生动的注解和实际应用的视角。读到关于电磁波在不同介质中传播特性的章节时，我仿佛跟随作者的笔触，亲眼目睹了那些无形的波浪如何穿越大气层，如何在复杂的环境中保持其信息的完整性。作者似乎深谙读者的“痛点”，总能在关键的技术难点处设置一些精巧的比喻，将抽象的概念具象化，极大地降低了理解的门槛。这种行文风格，既能满足专业人士对深度的要求，也为渴望进入此领域的“门外汉”铺设了一条平坦的求知之路，真正做到了雅俗共赏，难能可贵。

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深入阅读这本书，我最大的感受是它对于“系统”二字的深刻理解与全面覆盖。它不仅仅是在讨论单一的技术模块，而是着眼于整个通信链路的完整协同。从前端的天线设计对辐射模式的优化，到中端的调制解调技术对频谱效率的极致榨取，再到后端的数据处理和纠错机制对可靠性的保障，作者构建了一个立体的技术图景。书中对不同通信体制的比较分析尤为精彩，那种旁征博引、对比鲜明的论述方式，使得读者能迅速抓住各种方案的优势与局限。更令人称道的是，作者似乎时刻不忘“实战”的重要性，许多章节都穿插了实际工程中的案例和经验教训，这些“血与汗”凝结成的文字，比任何纯理论的描述都更具说服力和指导意义，让理论知识瞬间落地生根，充满了生命力。

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这本书的笔触时而冷静如冰川般客观分析，时而又热烈如火山般探讨前沿的未来趋势。它没有止步于现有的成熟技术，而是大胆地将目光投向了下一代通信网络的构想。关于频谱资源高效利用的探讨，引入了许多新颖的算法和未来可能采用的编码方案，这部分内容读起来更像是一场思想的头脑风暴，充满了对技术边界的挑战欲。作者的语言风格在这里变得略微激昂，充满了对技术革新的热情，让人感受到一种面向未来的蓬勃朝气。这种前瞻性的视角，对于身处瞬息万变的技术行业中的从业者来说，无疑是一剂强心针，它提醒着我们，学习永无止境，创新才是永恒的主题。

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总体而言，这本书的阅读体验是酣畅淋漓且收获颇丰的，它更像是一位经验丰富、学识渊博的前辈，耐心细致地为你打开了一扇通往一个复杂而迷人世界的大门。它没有故作高深地使用晦涩的行话来标榜自己的学术地位，而是用一种近乎恳切的口吻，引导读者一步步揭开通信技术的神秘面纱。翻完最后一页，合上书本的那一刻，我脑海中构建的不再是零散的概念，而是一个完整、闭环且充满活力的通信系统模型。这本书的价值，不仅仅在于它所承载的知识密度，更在于它所传递的那种对科学精神的敬畏和对技术探索的执着，值得所有对信息传输奥秘心存好奇的人们仔细品读和珍藏。

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