无线光通信/高新科技译丛 通信技术系列 9787118113945 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[法] Olivier，Bouchet，韩仲祥，马 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118113945

商品编码：29657847237

包装：精装

出版时间：2017-11-01

基本信息

书名:无线光通信/高新科技译丛 通信技术系列

定价：128.00元

售价：87.0元,便宜41.0元,折扣67

作者: Olivier,Bouchet,韩仲祥,马丽华,康巧

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-11-01

ISBN：9787118113945

字数：

页码：199

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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现代通信，至少在通信的末端（如电视接收器、计算机、录音机、网络游戏控制终端、电子书等）将被“无线化”和高速化：物理链路将不是铜线、光纤、硅或其他介质，而是位于一个发射接收器与另一个发射接收器之间的自由空间电磁波。
　　常用的无线链路是无线电频谱范围内的电磁波。这是一种很好的技术，但是它在速度（比特每秒）、频率、功率、兼容性及电磁污染等方面具有一定的局限性。关于信息的传送，我们知道，电磁波频率越高，速率越高。因此，现在实验室正在研究能够传输吉赫兹、太赫兹甚至更高频率的通信系统，太赫兹以上就接近光波了，位于红外线或可见光附近（100～1000TH），可以实现太比特每秒的通信速率。
　　随着激光器（发明于1960年）与石英光纤（石英光纤已经在1961年被证明具有应用于通信的潜力）的产生，并伴随着激光器、光电子产品与石英光纤制作加工技术的巨大进步，已经确定性地开启了光纤通信这一发展方向。基于光通信，人们已经可以实现洲际通信和宽带互联网。光通信作为基础研究领域具有重要社会价值。
　　无线光通信利用大气作为传输介质，在组成成分、物质均匀性和信号的重现性方面，大气环境要比硅系光导纤维复杂得多，无线光通信技术相比光纤通信技术能实现短距离宽带传输，而且允许太比特每秒的通信，而现在（指2011年），限制环境中，使用的是吉比特的末端传输（GTTT）。
　　大气光链路总会随周围环境因素（如灰尘、雾、雨等）的变化而变化，这些因素能引起通信系统性能的下降。在这样的环境下，光束的传输特性必须能提供良好的服务质量，正如Al.Naboulsi等人基于大气能见度建立的模型中描述的一样。大气能见度就是表征大气透明性的术语。现在，利用LED、激光、光电探测器等设施获得非离子化光子是成熟的技术，基于短距离的自由空间通信，尤其是室内通信，具有非常大的潜力。《无线光通信/高新科技译丛·通信技术系列》是《自由空间光传播与通信》的继续，《自由空间光传播与通信》一书主要讨论自由空间和有限空间远距离通信的物理基础。
　　《无线光通信/高新科技译丛·通信技术系列》更进一步地讨论关于实际通信系统的一体化信道、传播模型、链路选择以及数据处理与译码、调制、标准和安全性等。

目录

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绪论

章 光

第2章 光通信历史
2．1 基本定义
2．1．1 通信
2．1．2 电信
2．1．3 光通信
2．1．4 无线频率或赫兹波
2．2 史前通信
2．3 光电报
2．4 编码
2．5 光电话
2．5．1 日光通信
2．5．2 全天候光通信
2．6 亚历山大·格雷厄姆·贝尔的光电话

第3章 现代与日常无线光通信
3．1 基本原理
3．1．1 工作原理
3．1．2 光的传播
3．1．3 电磁学原理
3．1．4 数据交换模型
3．2 无线光通信
3．2．1 户外无线光通信
3．2．2 室内无线光通信
3．2．3 学术与技术生态系统

第4章 传播模型
4．1 引言
4．2 基带等效模型
4．2．1 无线电传输模型
4．2．2 自由空间光传输模型
4．2．3 信噪比
4．3 封闭环境中的漫射传播链路预算
4．3．1 符号间干扰
4．3．2 反射模型
4．3．3 建模

第5章 光在大气中的传输
5．1 概述
5．2 大气信道
5．2．1 大气的气体组成
5．2．2 气溶胶
5．3 光在大气中的传播
5．3．1 分子吸收
5．3．2 分子散射
5．3．3 气溶胶吸收
5．3．4 气溶胶散射
5．4 光大气传输模型
5．4．1 Kruse和Kim模型
5．4．2 Bataille模型
5．4．3 AINaboulsi模型
5．4．4 降雨衰减
5．4．5 降雪衰减
5．4．6 闪烁
5．5 实验装置
5．6 实验结果
5．6．1 实验结果与Kruse和Kim模型的对比（850nm）
5．6．2 与A1Naboulsi模型的对比
5．7 雾、霾和水汽
5．8 跑道可视范围（RVR）
5．8．1 能见度
5．8．2 测量仪器
5．9 自由空间光链路参数计算
5．10 小结
……

第6章 室内光链路预算
第7章 辐射损伤、安全、能量和相关法规
第8章 光器件与光电器件
第9章 数据处理
0章 数据传输
1章 设备和系统工程
2章 结论

附录
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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绪论

章 光

第2章 光通信历史
2．1 基本定义
2．1．1 通信
2．1．2 电信
2．1．3 光通信
2．1．4 无线频率或赫兹波
2．2 史前通信
2．3 光电报
2．4 编码
2．5 光电话
2．5．1 日光通信
2．5．2 全天候光通信
2．6 亚历山大·格雷厄姆·贝尔的光电话

第3章 现代与日常无线光通信
3．1 基本原理
3．1．1 工作原理
3．1．2 光的传播
3．1．3 电磁学原理
3．1．4 数据交换模型
3．2 无线光通信
3．2．1 户外无线光通信
3．2．2 室内无线光通信
3．2．3 学术与技术生态系统

第4章 传播模型
4．1 引言
4．2 基带等效模型
4．2．1 无线电传输模型
4．2．2 自由空间光传输模型
4．2．3 信噪比
4．3 封闭环境中的漫射传播链路预算
4．3．1 符号间干扰
4．3．2 反射模型
4．3．3 建模

第5章 光在大气中的传输
5．1 概述
5．2 大气信道
5．2．1 大气的气体组成
5．2．2 气溶胶
5．3 光在大气中的传播
5．3．1 分子吸收
5．3．2 分子散射
5．3．3 气溶胶吸收
5．3．4 气溶胶散射
5．4 光大气传输模型
5．4．1 Kruse和Kim模型
5．4．2 Bataille模型
5．4．3 AINaboulsi模型
5．4．4 降雨衰减
5．4．5 降雪衰减
5．4．6 闪烁
5．5 实验装置
5．6 实验结果
5．6．1 实验结果与Kruse和Kim模型的对比（850nm）
5．6．2 与A1Naboulsi模型的对比
5．7 雾、霾和水汽
5．8 跑道可视范围（RVR）
5．8．1 能见度
5．8．2 测量仪器
5．9 自由空间光链路参数计算
5．10 小结
……

第6章 室内光链路预算
第7章 辐射损伤、安全、能量和相关法规
第8章 光器件与光电器件
第9章 数据处理
0章 数据传输
1章 设备和系统工程
2章 结论

附录
参考文献

《光波通信：现代信息传输的基石》 引言 在信息爆炸的时代，对数据传输速度和容量的需求呈现出爆炸式增长。传统的电信号传输方式在带宽、速率和抗干扰能力等方面逐渐显露出瓶颈。光通信，以其独特的优势，已成为现代信息传输不可或缺的关键技术，为构建高速、大容量、高可靠性的信息网络提供了坚实的基础。本书将深入探讨光通信的基本原理、关键技术、发展历程、应用领域以及未来趋势，旨在为读者提供一个全面而深入的认识。 第一章：光通信的基本原理 1.1 光的本质与特性 光的电磁波理论： 介绍光的电磁波本质，包括波长、频率、光速等基本概念，以及光的传播特性，如折射、反射、衍射等。 光的量子理论： 阐述光子的概念，以及光与物质相互作用的量子化过程，为理解激光器等光源的工作原理奠定基础。 光的偏振： 解释光的偏振现象及其在通信系统中的应用，例如偏振复用技术。 1.2 光纤通信的基本构成 光源 (Light Source)： LED (Light Emitting Diode)： 介绍LED的发光原理、光谱特性、调制速率和效率，以及其在短距离、低速率光通信中的应用。 激光器 (Laser Diode)： 详细讲解激光器的产生机理（受激发射），关键参数（波长、功率、线宽、稳定性），不同类型的激光器（如DFB激光器、VCSEL），以及其在高带宽、长距离通信中的核心地位。 传输介质 (Transmission Medium)： 光纤 (Optical Fiber)： 光纤的结构： 详细介绍光纤的纤芯（core）、包层（cladding）和涂覆层（coating）的结构，以及它们对光信号传输的影响。 全内反射原理： 深入阐述全内反射是光信号在光纤中传输的关键机制，讲解全内反射的角度和临界角的概念。 光纤的分类： 单模光纤 (Single-Mode Fiber, SMF)： 介绍其纤芯直径小，只传输单一模式的光，具有低损耗、低色散的特点，适用于长距离、高速传输。 多模光纤 (Multi-Mode Fiber, MMF)： 介绍其纤芯直径较大，可传输多种模式的光，但存在模式色散问题，适用于短距离、低速率传输。 渐变折射率光纤 (Graded-Index Fiber)： 介绍其纤芯折射率随半径变化的特性，以及如何减小模式色散。 光纤的损耗： 详细分析光纤损耗的主要来源，包括吸收损耗（材料吸收、分子振动吸收）、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）以及弯曲损耗（宏弯、微弯），并介绍降低损耗的技术。 光纤的色散： 详细讲解导致光信号失真的色散现象，包括： 材料色散 (Material Dispersion)： 由光源波长依赖于介质折射率引起。 波导色散 (Waveguide Dispersion)： 由光在不同模式下沿纤芯和包层传播速度差异引起。 模式色散 (Modal Dispersion)： 在多模光纤中，不同模式的光传播路径长度不同导致的时间延迟差异。 偏振模色散 (Polarization-Mode Dispersion, PMD)： 由于光纤非均匀性导致不同偏振态的光传播速度不同。 介绍色散补偿技术（如色散补偿光纤、光栅补偿器）。 光探测器 (Photodetector)： PN结光电二极管 (PN Photodiode)： 介绍其基本工作原理，光电转换效率，以及响应速度。 PIN光电二极管 (PIN Photodiode)： 介绍其本征层如何降低结电容，提高响应速度。 雪崩光电二极管 (Avalanche Photodiode, APD)： 介绍其内建的增益机制，如何提高接收灵敏度，以及其应用场景。 1.3 光信号的调制与解调 调幅 (Amplitude Modulation, AM)： 介绍如何改变光信号的幅度来携带信息。 调频 (Frequency Modulation, FM)： 介绍如何改变光信号的频率来携带信息。 调相 (Phase Modulation, PM)： 介绍如何改变光信号的相位来携带信息。 直接调制 (Direct Modulation)： 将电信号直接调制到光源的驱动电流上，实现光信号的开关。 外部调制 (External Modulation)： 使用外部调制器（如电光调制器、声光调制器）来调制已稳定输出的光信号，以实现更高的调制速率和更低的失真。 数字信号的调制方式： 如NRZ (Non-Return-to-Zero) 和 RZ (Return-to-Zero) 编码，以及更高级的PCM (Pulse Code Modulation) 编码。 第二章：光通信系统的关键技术 2.1 光放大器 (Optical Amplifier) 掺铒光纤放大器 (Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA)： 详细介绍EDFA的工作原理，泵浦光与信号光的作用，增益机制，噪声特性（ASE，Amplified Spontaneous Emission），以及其在光纤通信系统中的重要作用，如补偿光纤损耗，实现信号的远程传输。 讨论EDFA的增益平坦化技术和噪声抑制技术。 半导体光放大器 (Semiconductor Optical Amplifier, SOA)： 介绍其工作原理，与EDFA的对比，以及其在特定应用中的优势。 2.2 波分复用技术 (Wavelength Division Multiplexing, WDM) WDM的基本原理： 介绍如何利用不同波长的光信号在同一根光纤中传输，从而成倍地提高光纤的传输容量。 粗波分复用 (Coarse WDM, CWDM)： 介绍其通道间隔较宽，成本较低，适用于城域网等场景。 密集波分复用 (Dense WDM, DWDM)： 介绍其通道间隔极窄，传输容量巨大，是长距离、超大容量光通信系统的核心技术。 WDM系统的关键器件： 可调谐激光器 (Tunable Laser)： 能够输出不同波长激光的器件。 光栅 (Grating)： 用于波长选择和分离。 多通道滤波器 (Multi-channel Filter)： 用于选择特定波长的光信号。 光功率分配器/合路器 (Optical Power Splitter/Combiner)： 用于将信号分路或合并。 WDM的优势与挑战： 提高容量，降低成本，但也面临着色散管理、非线性效应和功率不平衡等问题。 2.3 光开关与光网络的演进 光开关 (Optical Switch)： 介绍其在光网络中的作用，实现光信号的路由和连接，包括机械式光开关、MEMS光开关、热光开关等。 无源光网络 (Passive Optical Network, PON)： 介绍其结构特点（共享光纤，无源分光器），在接入网中的应用，以及EPON、GPON等不同类型。 光交叉连接 (Optical Cross-Connect, OXC)： 介绍其在骨干网中的作用，实现全光域的信号调度和连接。 光网络的演进： 从电路交换到分组交换，再到全光网络的演进历程，以及SDN (Software-Defined Networking) 在光网络中的应用。 2.4 光通信系统的性能评估与优化 误码率 (Bit Error Rate, BER)： 介绍其定义和测量方法，是衡量系统性能的关键指标。 信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)： 解释其含义，以及它如何影响系统的可靠性。 信号质量指标： 如Q因子，消光比等。 眼图 (Eye Diagram)： 介绍眼图的绘制方法，以及如何通过眼图分析信号的质量和眼高、眼宽。 系统设计考虑因素： 传输距离、传输速率、成本、功耗、可靠性等。 链路预算 (Link Budget)： 介绍如何计算光信号在传输链路中的功率损耗和增益，以确保信号能够可靠地到达接收端。 第三章：光通信的应用领域 3.1 骨干通信网络 长途传输： 介绍光纤通信在跨国、跨洲际通信中的核心作用，以及DWDM技术如何支撑全球互联网的高速运行。 城域网 (Metropolitan Area Network, MAN)： 介绍光通信在连接城市区域内的高速网络中的应用。 3.2 接入网 (Access Network) FTTH (Fiber to the Home)： 介绍将光纤直接铺设到用户家庭，提供高速宽带接入。 PON技术在接入网中的应用。 3.3 数据中心互联 (Data Center Interconnect, DCI) 高速率、低延迟需求： 介绍数据中心内部以及数据中心之间对光通信的严苛要求，以及相应的解决方案。 光模块 (Optical Module)： 介绍不同速率（10G, 40G, 100G, 400G, 800G等）和封装形式（SFP, QSFP, OSFP等）的光模块。 3.4 无线通信中的光纤回传 (Fiber Backhaul) 4G/5G基站回传： 介绍光纤如何连接移动通信基站与核心网，满足移动通信日益增长的带宽需求。 光无线接入 (Optical Wireless Access, OWA)： 结合光通信和无线通信技术，实现高速率的室内无线连接。 3.5 其他新兴应用 水下光通信： 在海洋探测、水下通信等领域的应用。 空间光通信： 在卫星通信、星际通信等领域的探索。 光传感器网络： 利用光信号进行环境监测和数据采集。 第四章：光通信的未来发展趋势 4.1 超大容量与超高速传输 下一代DWDM技术： 如超宽带DWDM、相干光通信技术（Coherent Optical Communication）的进一步发展，实现更高阶的调制格式（如QAM）和更灵活的频谱利用。 空分复用 (Spatial Division Multiplexing, SDM)： 通过增加光纤内的传输通道（如多芯光纤、多模光纤），实现容量的指数级提升。 超高集成度光器件： 如硅光子技术 (Silicon Photonics)，将光器件集成到硅基芯片上，实现小型化、低功耗和低成本。 4.2 智能化与网络自动化 AI与ML在光网络中的应用： 用于网络监控、故障预测、资源优化和动态路由。 可编程光网络： 实现网络功能的软件定义和灵活配置。 4.3 新型传输介质与技术 自由空间光通信 (Free-Space Optical Communication, FSO)： 在特定场景下的应用，如建筑物之间、无人机之间的数据传输。 光计算与光存储： 探索将光信号用于计算和存储，可能带来颠覆性的变革。 4.4 绿色光通信 低功耗器件与系统设计： 提高能源效率，减少碳排放。 循环利用与可持续发展。 结论 光通信技术在过去几十年里取得了飞速发展，深刻地改变了我们的信息传播方式和生活。从最初的简单信号传输，到如今支撑起万物互联的全球信息高速公路，光通信一直在不断突破技术瓶颈，拓展应用边界。随着5G、6G、物联网、人工智能等新兴技术的蓬勃发展，对信息传输的需求将持续增长，光通信技术也将迎来新的机遇与挑战。本书希望能够为读者勾勒出光通信的全貌，激发对这一前沿领域的兴趣，并为相关研究与实践提供有益的参考。

评分☆☆☆☆☆

我通常不会轻易给一本专业技术书籍下定论，因为知识的吸收需要时间和反复研读。但这本书的整体气质给我的感觉是“严谨且实用”。我个人更偏爱那种理论与实践紧密结合的书籍，单纯的理论堆砌很容易让人觉得枯燥，而完全脱离理论的工程实践又缺乏深度。我关注的重点之一是它对“工程实现细节”的处理。比如，在讨论光束发散角和指向精度时，书中是否提到了常用的补偿算法？在讨论噪声抑制时，有没有涉及具体的滤波技术或编码方案？如果能提供一些实际的系统参数设置范围和设计考量，那么这本书对工程人员的参考价值就会大大增加。我甚至希望它能在某个章节中，简要提及一下在特定环境（如水下或空间）下，无线光通信需要克服哪些独特的挑战，以及相应的技术侧重点。这种对特定应用场景的关注，能让读者更好地理解技术的边界和适用范围。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我买这本书之前，心里还是有点打鼓的。毕竟“高新科技译丛”这个名头意味着它可能带有浓厚的原著风格，翻译质量参差不齐是常有的事。我最怕的就是那种生硬的、直译的句子，把一个原本流畅的科学概念搞得晦涩难懂，读起来比啃石头还费劲。我希望的是那种经过专业人士精心润色的译文，能够自然地融入中文的表达习惯，让我在理解那些深奥的光学和通信理论时，少一些语言上的障碍。比如，涉及到复杂的数学推导时，如果能配上清晰的中文注解或者例题解析，那就再好不过了。此外，我对这本书的深度也很有期待。它是不是仅仅停留在原理的介绍上？还是能深入到最新的研究前沿，比如可见光通信（VLC）或者量子密钥分发（QKD）在光通信链路上的应用？如果能涵盖一些面向未来的技术趋势和挑战，那这本书的价值就大大提升了。我更看重那些能启发思考、引导我进行下一步深入学习的“引子”，而不是仅仅提供一个“知识点总结”。

评分☆☆☆☆☆

这本书，说实话，拿到手的时候，我挺兴奋的。我一直对那些科幻小说里描述的、超越传统电磁波限制的通信方式抱有极大的好奇心。记得大学时选修过一门光电子技术的基础课，当时虽然只是皮毛，但那种“光速传递信息”的震撼感至今难忘。所以，当我看到这本封面设计简洁、透着一股专业气息的书籍时，我立刻把它归类到我的“必读清单”里。我期望它能深入浅出地讲解光在信息传输中的那些精妙之处，比如如何通过调制、解调来承载海量数据，以及那些激光器、调制器背后的物理原理。我尤其关注其中的系统实现部分，毕竟理论再美，最终还是要落实到实际可用的设备上去。我希望能看到一些关于如何克服大气湍流、如何设计高效的光束指向与跟踪系统的案例分析，那些工程上的挑战总是最能激发我的研究热情。这本书的排版和印刷质量给我留下了不错的初步印象，字体清晰，图表布局合理，这对于阅读技术类书籍来说至关重要，毕竟谁也不想对着模糊的公式和密密麻麻的文字感到头疼。这本书应该能给我带来一次知识上的“光之旅”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计，虽然看起来很“理工科”，但我个人觉得非常耐看。那种沉稳的色调，没有太多花哨的装饰，反而凸显了内容本身的严肃性和专业性。这种朴实无华的设计，反而让我觉得作者和出版社对内容质量有着足够的信心，不需要靠浮夸的外表来吸引眼球。我仔细翻阅了目录，感觉它的结构组织得很有逻辑性，从基础的光波导原理讲起，逐步过渡到大气信道的影响，再到系统的整体架构设计。这种层层递进的编排方式，对于自学者来说简直是福音。我希望在实际阅读过程中，作者能够提供足够的“脚手架”，即在引入新概念时，能够回顾并关联已学知识，帮助我们建立起完整的知识网络。我特别留意了书中的图示部分，好的技术图胜过千言万语，我期待那些光路图、系统框图能够清晰、精确地描绘出复杂的光学链路和信号处理流程。一本好的教材或专业书籍，其价值不仅在于传授知识，更在于培养一种科学的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深爱好者兼业余研究者的角度来看，选择一本合适的参考书，就像寻找一位优秀的导师。这本书的定位似乎非常清晰——它旨在成为无线光通信领域的权威参考。我期望它不仅仅是一本教科书，更应该是一本“工具书”。这意味着它需要有详尽的索引，方便快速定位到特定的公式或概念。同时，书末的参考文献列表也至关重要，它能指引我们沿着作者的研究脉络继续深挖，了解更多一手资料的出处。我个人对“误码率”和“信噪比”的计算模型非常感兴趣，希望书中能给出详尽的数学推导，而不是简单地抛出一个最终公式。如果作者能够在某些复杂问题的处理上，提供不止一种解决方案的比较分析，那就更具启发性了。总而言之，我期待这本书能提供扎实、全面且与时俱进的知识体系，让我能站在巨人的肩膀上，更好地理解和探索光通信这个充满潜力的领域。