光纤通信(第5版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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GerdKeiser格尔德凯泽著 著

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店铺： 盐城新华图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121277467

商品编码：27376663542

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-03-01

内容介绍
本书系统地介绍了光纤通信的各方面知识。全书共14章，内容涵盖光纤传输原理和传输特性，半导体光源和光检测器的工作原理与工作特性，数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统，光放大器的工作原理和性能，WDM系统原理与器件，光网络与光交换，光纤通信系统的性能测量及管理。与前一版相比， 新增了GJ光调制格式、100 Gbps和400 Gbps链路、光纤的非线性效应、光子晶体光纤、高速通信中的前向纠错、光载射频（ROF）及光缆铺设等新内容。

目录
目 录D1章 光纤通信概述1.1 光通信的发展动力 1.1.1 光网络的发展历程 1.1.2 光纤的优点1.2 光频谱带 1.2.1 电磁能量 1.2.2 工作窗口和光频带1.3 分贝单位1.4 网络信息速率 1.4.1 电信信号复用 1.4.2 SONET/SDH复用体系1.5 光信道复用 1.5.1 WDM概述 1.5.2 偏振复用 1.5.3 模分复用 1.5.4 多芯光纤1.6 光纤通信系统的关键组件1.7 光通信网络的演进1.8 光纤通信标准1.9 仿真与建模工具 1.9.1 仿真工具的特征 1.9.2 图形编程语言 1.9.3 学生使用的程序举例1.10 总结习题习题解答（选）参考文献D2章 光纤：结构、 导波原理和制造2.1 光的性质 2.1.1 线偏振 2.1.2 椭圆偏振和圆偏振 2.1.3 光的量子特性2.2 基本的光学定律和定义 2.2.1 折射率 2.2.2 反射和折射 2.2.3 光的偏振分量 2.2.4 偏振敏感材料2.3 光纤模式和结构 2.3.1 光纤分类 2.3.2 光纤结构的变化 2.3.3 光射线和模式 2.3.4 阶跃折射率光纤结构 2.3.5 射线光学描述 2.3.6 介质平板波导中的波动描述2.4 圆波导的模式理论 2.4.1 模式概述 2.4.2 关键的模式概念的归纳 2.4.3 麦克斯韦方程组* 2.4.4 波导方程式* 2.4.5 阶跃折射率光纤中的波动方程* 2.4.6 模式方程* 2.4.7 阶跃折射率光纤中的模式* 2.4.8 线偏振模* 2.4.9 阶跃折射率光纤中的光功率流*2.5 单模光纤 2.5.1 结构 2.5.2 模场直径 2.5.3 单模光纤中的传播模 2.5.4 有效折射率2.6 梯度折射率光纤的结构 2.6.1 纤芯折射率结构 2.6.2 梯度折射率光纤的数值孔径 2.6.3 梯度折射率光纤的截止条件2.7 光纤材料 2.7.1 玻璃光纤 2.7.2 有源玻璃光纤 2.7.3 塑料光纤2.8 光子晶体光纤(PCF) 2.8.1 折射率导引PCF 2.8.2 光子带隙PCF2.9 光纤制造 2.9.1 外部汽相氧化法 2.9.2 汽相轴向沉积法 2.9.3 改进的化学汽相沉积法 2.9.4 等离子体激活化学汽相沉积法 2.9.5 光子晶体光纤制造2.10 光缆 2.10.1 光缆结构 2.10.2 室内光缆 2.10.3 室外光缆2.11 光缆铺设方法 2.11.1 直埋式铺设 2.11.2 光缆牵入管道 2.11.3 光缆气吹铺设 2.11.4 架空铺设 2.11.5 海底铺设 2.11.6 行业铺设标准2.12 总结习题习题解答（选）参考文献D3章 衰减和色散3.1 衰减 3.1.1 衰减单位 3．1．2 吸收损耗 3.1.3 散射损耗 3．1．4 弯曲损耗 3.1.5 纤芯和包层的损耗3.2 光纤中的信号畸变 3.2.1 色散概述 3.2.2 模式时延 3．2．3 色散起因 3.2.4 群时延 3.2.5 材料色散 3.2.6 波导色散 3.2.7 单模光纤中的色散 3.2.8 偏振模色散3.3 单模光纤性能 3.3.1 折射率分布 3.3.2 截止波长 3.3.3 色散计算 3.3.4 模场直径 3.3.5 弯曲损耗3.4 GJ标准 3.4.1 G.651.1建议 3.4.2 G.652建议 3.4.3 G.653建议 3.4.4 G.654建议 3.4.5 G.655建议 3.4.6 G.656建议 3.4.7 G.657建议3.5 特种光纤3.6 多芯光纤3.7 总结习题习题解答（选）参考文献D4章 光源4.1 半导体物理学基础 4.1.1 能带 4.1.2 本征材料和非本征材料 4.1.3 pn结 4.1.4 直接带隙和间接带隙 4.1.5 半导体器件的制造4.2 发光二J管（LED） 4.2.1 LED的结构 4.2.2 光源材料 4.2.3 量子效率和LED的功率 4.2.4 LED的调制4.3 半导体激光器 4.3.1 半导体激光器的模式和阈值条件 4.3.2 半导体激光器的速率方程 4.3.3 外量子效率 4.3.4 谐振频率 4.3.5 半导体激光器结构和辐射场型分布 4.3.6 单模激光器 4.3.7 半导体激光器的调制 4.3.8 激光器线宽 4.3.9 外调制 4.3.10 温度特性4.4 光源的线性特性4.5 发射机封装4.6 总结习题习题解答（选）参考文献D5章 光功率发射和耦合5.1 光源至光纤的功率发射 5.1.1 光源的输出分布 5.1.2 功率耦合计算 5.1.3 发射功率与波长的关系 5.1.4 稳态数值孔径5.2 改善耦合的透镜结构 5.2.1 非成像微球 5.2.2 半导体激光器与光纤的耦合5.3 光纤与光纤的连接 5.3.1 机械对准误差 5.3.2 光纤相关损耗 5.3.3 光纤端面制备5.4 LED与单模光纤的耦合5.5 光纤接头 5.5.1 连接方法 5.5.2 单模光纤的连接5.6 光纤连接器 5.6.1 连接器的类型 5.6.2 单模光纤连接器 5.6.3 连接器回波衰减5.7 总结习题习题解答（选）参考文献D6章 光检测器6.1 光电二J管的物理原理 6.1.1 pin光电二J管 6.1.2 雪崩光电二J管6.2 光检测器噪声 6.2.1 噪声源 6.2.2 信噪比 6.2.3 噪声等效功率6.3 检测器响应时间 6.3.1 耗尽层光电流 6.3.2 响应时间 6.3.3 双异质结光电二J管6.4 雪崩倍增噪声6.5 InGaAs APD结构6.6 温度对雪崩增益的影响6.7 光检测器比较6.8 总结习题习题解答（选）参考文献D7章 光接收机7.1 接收机工作的基本原理 7.1.1 数字信号传输 7.1.2 误码源 7.1.3 前置放大器7.2 数字接收机性能 7.2.1 误码率 7.2.2 接收机灵敏度 7.2.3 量子J限7.3 眼图 7.3.1 眼图的特征 7.3.2 BER和Q因子测量7.4 突发模式接收机7.5 模拟接收机7.6 总结习题习题解答（选）参考文献D8章 数字链路8.1 点到点链路 8.1.1 传输信号格式 8.1.2 系统考虑 8.1.3 链路功率预算 8.1.4 展宽时间预算 8.1.5 短波长带 8.1.6 单模光纤链路的损耗限制距离8.2 功率代价 8.2.1 色度色散代价 8.2.2 偏振模色散代价 8.2.3 消光比代价 8.2.4 模式噪声 8.2.5 模分配噪声 8.2.6 啁啾 8.2.7 反射噪声8.3 差错控制 8.3.1 误码检测概念 8.3.2 线性检错码 8.3.3 多项式码 8.3.4 前向纠错8.4 相干检测 8.4.1 基本概念 8.4.2 零差检测 8.4.3 外差检测 显示全部信息

跨越光年的脉动：现代通信的基石与未来展望 在我们这个日益互联的时代，信息如同血液般流淌，支撑着经济的脉动，驱动着科技的革新，维系着人与人之间情感的纽带。而在这场信息的奔流中，一股无声而强大的力量正以前所未有的速度与广度，重塑着我们对距离与沟通的认知——那便是以光为信使的通信技术。本书将带领读者深入探寻这一革命性技术的起源、发展、核心原理及其在现代社会中的广泛应用，并一同展望其更遥远的未来。 第一篇：追溯光信号的源头 信息传播的脚步从未停歇。从古老的烽火狼烟，到电报的滴答声响，再到电话的语音传递，人类对瞬时沟通的渴望驱动着技术不断向前。然而，传统的电信号传输在面对日益增长的数据洪流时，逐渐显露出其物理极限——信号衰减、带宽瓶颈、抗干扰能力不足等等。正是在这样的背景下，一种全新的、更高效的通信载体应运而生：光。 本书将从物理学的基本原理出发，回顾光的基本性质，包括光的波粒二象性、电磁波谱的构成，以及光与物质相互作用的基本规律。我们将追溯光学发展的历程，从早期对光的探索，到激光的发明，以及光纤材料科学的突破，理解这些关键节点如何一步步为光纤通信的诞生铺平道路。特别地，我们将重点介绍半导体激光器和发光二极管（LED）的发展，它们是如何成为高效、稳定、小型化的光信号光源，成为光通信不可或缺的“心脏”。 第二篇：光纤——信息传输的“高速公路” 要让光信号穿越遥远的距离，就需要一种能够引导并限制光传播的媒介。光纤，正是这一革命性材料的杰出代表。本书将详尽阐述光纤的结构与工作原理。从最基本的单模光纤到多模光纤，我们将剖析其纤芯、包层、涂覆层的设计精髓，理解全内反射这一物理现象是如何巧妙地将光信号束缚在光纤内部，使其在长距离传输中损失最小。 我们将深入探讨光纤的制造工艺，从石英玻璃的提纯到拉丝过程的精密控制，理解为何光纤的纯度、均匀性与表面质量如此至关重要。同时，我们还将分析不同类型光纤的特性，例如色散、模间干扰、衰减等限制因素，以及如何通过优化光纤设计和材料来克服这些挑战，提高传输质量和效率。读者将了解到，一根细如发丝的光纤，实则凝聚了材料科学、精密制造和物理光学领域的顶尖智慧。 第三篇：光信号的“舞蹈”——调制、传输与解调 将信息编码到光信号之中，并使其能够高效、准确地传输，是光纤通信的核心环节。本书将详细介绍光信号的调制与解调技术。我们将从最基础的开关键控（OOK）调制说起，理解如何通过开关光源的亮灭来表示“0”和“1”。随后，我们将逐步深入到更高级的调制方式，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM），以及更复杂的正交幅度调制（QAM）和相干光通信技术。这些技术是如何通过改变光的幅度、频率、相位，甚至组合多种参数，来大幅提升单位时间内传输的信息量，实现“更快、更强”的通信能力。 在信号传输过程中，即使是再优质的光纤，也会存在一定的损耗和失真。本书将重点阐述光信号的放大技术。我们将介绍光纤放大器（EDFA）和掺铒光纤放大器的工作原理，理解它们是如何在不将光信号转换成电信号的情况下，直接将光信号放大，从而克服传输损耗，实现超长距离的通信。同时，我们还将讨论光电转换器、光电探测器等关键器件的功能与性能要求，它们是实现光信号与电信号相互转换的桥梁。 第四篇：编织世界的网络——光纤通信系统的构建 光纤通信并非孤立的技术，而是构成复杂通信网络的关键组成部分。本书将带领读者走进光纤通信系统的宏观图景。我们将介绍光纤通信系统的基本构成，包括光源、调制器、光纤传输线路、光纤放大器、光电探测器、解调器以及终端设备等。读者将了解到，从数据中心到海底电缆，从接入网到核心网，光纤通信网络是如何纵横交错，将全球紧密相连。 我们将重点讨论不同类型的光纤通信网络架构，例如点对点传输系统、波分复用（WDM）系统、密集波分复用（DWDM）系统等。理解波分复用技术是如何通过在同一根光纤中传输多个不同波长的光信号，极大地提升了光纤的传输容量，这堪比在一条高速公路上同时通行多辆不同颜色汽车，极大地提高了运输效率。 此外，我们还将触及光网络的安全与管理问题，包括信号的加密、网络的路由优化、故障的检测与恢复等，这些都是保证通信系统稳定可靠运行的关键。 第五篇：光明的未来——新机遇与新挑战 光纤通信技术的发展并非止步不前，它正以前所未有的速度向着更高速度、更高容量、更低成本的方向迈进。本书将展望光纤通信的未来发展趋势。我们将讨论下一代光通信技术，如相干光通信的进一步发展，空分复用（SDM）技术的潜力，以及对超高带宽、超低延迟的追求。 本书还将探讨光纤通信在人工智能、大数据、物联网、5G/6G通信等新兴技术领域中的关键作用。例如，海量数据的处理与传输离不开超高带宽的光纤网络，边缘计算的实现也需要低延迟的光纤连接。同时，我们也会审视光纤通信技术面临的挑战，如传输速率的极限、功耗的控制、新材料的研发等，并分析科研人员和工程师们正在如何攻克这些难题。 结语：光，连接世界的永恒脉搏 光纤通信，这项看似抽象的技术，早已深刻地融入了我们的日常生活。每一次流畅的网络视频，每一次即时的在线交流，每一次云端数据的访问，背后都有着光信号在光纤中飞驰的身影。本书希望通过系统性的介绍，让读者不仅理解光纤通信的“是什么”，更能明白“为什么”以及“将走向何方”。它不仅仅是一门科学技术，更是一门关于连接、关于效率、关于未来的学问。希望本书能激发读者对这一重要领域的兴趣，并为理解和推动我们日益互联的数字世界提供坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

《光纤通信(第5版)》中关于“光纤接入网技术”的论述，让我对我们日常生活中无处不在的光纤网络有了更深的理解。书中对于PON、EPON、GPON等技术，进行了清晰的梳理和对比，详细解释了它们在用户接入层面的工作原理、关键技术以及发展演进。我之前一直好奇，为什么家里的宽带速度能越来越快，这本书让我明白了其中的技术支撑。它不仅讲解了这些接入网的典型架构，还深入分析了它们在部署过程中遇到的挑战，比如如何保证QoS、如何进行网络管理和安全防护等。书中还提及了下一代光接入网的探索，例如10G-PON及更高带宽技术的应用前景，以及它们将如何满足未来日益增长的带宽需求。这让我对光纤通信技术的持续创新和发展有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

《光纤通信(第5版)》这本书，说实话，我最初拿到它的时候，并没有抱太高的期望。市面上光纤通信的书籍不少，质量参差不齐，很多要么过于理论化，要么过于浅显，难以真正抓住核心。然而，当我翻开它，特别是看到关于“光器件的制造工艺”这一章节时，我被打动了。它并没有简单地列出各种工艺流程，而是深入剖析了每一步的关键技术难点，比如不同掺杂浓度对光纤性能的影响，以及如何通过精确控制温度和时间来优化光纤的折射率分布。书中对于激光器的多模抑制技术、光探测器的量子效率优化等内容，也讲解得非常到位，甚至提到了某些前沿的材料科学在光器件设计中的应用，这一点让我尤其惊喜。我之前在实验室遇到一个关于光纤耦合损耗的问题，翻阅了很多资料都没有找到满意的解释，但在《光纤通信(第5版)》中，它通过详细的仿真模型和实际案例，清晰地阐述了耦合损耗的产生机理以及各种优化策略，让我茅塞顿开。这本书的图表和插图也十分精美，很多关键的原理图都清晰明了，对于理解复杂的概念非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

读完《光纤通信(第5版)》关于“光信号的传输特性”那部分，我感觉像是进行了一次深入的光学之旅。书中对于瑞利散射、汤姆逊散射等各种损耗机制的讲解，不再是简单的公式堆砌，而是结合了物理学的基本原理，详细解释了它们是如何影响光信号的传播距离和质量的。特别是在讲解多径效应时，它不仅给出了数学模型，还通过生动的比喻，比如“光信号在水中的跳跃”来帮助读者理解，这对于我这种非理论物理科班出身的读者来说，简直是福音。我之前一直在思考，为什么在一些长距离传输系统中，信号的衰减会如此严重，这本书给出了非常全面的答案。它还详细介绍了各种光纤类型，如单模光纤、多模光纤、以及它们各自的优势和局限性，并对比了不同光纤在不同应用场景下的性能表现。书中对于光纤色散的分析也十分透彻，包括了材料色散、波导色散以及模式色散，并且给出了如何通过技术手段来补偿这些色散的方法，比如使用色散位移光纤和色散补偿光纤。

评分☆☆☆☆☆

《光纤通信(第5版)》的“光网络的架构与设计”章节，给我带来了全新的视角。它不仅仅是介绍各种网络拓扑，更是从工程实践的角度，深入探讨了网络的可行性、可扩展性和经济性。书中对于SDH、WDM、OTN等不同网络技术，进行了详细的比较分析，并且详细讲解了它们在实际应用中的优缺点。我之前对这些名词只有模糊的认识，这本书让我明白了它们之间的内在联系以及各自在整个通信系统中的定位。尤其令我印象深刻的是，书中对于网络故障的诊断与恢复机制的描述，详细列举了各种可能出现的故障场景，并给出了相应的处理流程和技术方案，这对于实际网络维护人员来说，无疑是宝贵的经验总结。它还提及了下一代光网络的发展趋势，比如面向服务的网络（ASON）和软件定义网络（SDN）在光网络中的应用，让我对未来的光通信技术有了更清晰的预判。

评分☆☆☆☆☆

在我阅读《光纤通信(第5版)》的“光信号的调制与解调”部分时，我感觉仿佛置身于一个精密的技术实验室。书中对于各种调制格式，如ASK、FSK、PSK、QAM等的讲解，非常细致，不仅给出了理论模型，还详细解释了它们在实际应用中的性能表现，例如误码率、频谱效率等。我之前一直对如何提高光通信系统的容量感到困惑，这本书通过对高阶调制格式的深入剖析，让我理解了如何通过更复杂的调制技术来实现更高的数据传输速率。同时，书中对于相干光通信技术的介绍，更是让我大开眼界，详细解释了其工作原理、关键器件以及相对于传统强度调制的优势。此外，书中还讨论了在高速率传输下，如何克服非线性效应对信号质量的影响，以及相应的补偿技术。