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柳春锋 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564011369

商品编码：29657913155

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名：光纤通信技术(第二版)

定价：35.00元

作者：柳春锋

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787564011369

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.422kg

编辑推荐

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内容提要

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本书的特色在于以“理论 应用 研究 实训”的体例形式，展开章节的内容，结合图表、提示、知识扩展等多样化的体例编排，做到深浅适宜、通俗易懂、图文并茂，始终以工程应用为目标，介绍光纤光缆、器件结构等理论知识和工程设计、施工及维护方面的知识。
本书共9章，章主要介绍光纤通信技术的特点及系统构成；第2章主要介绍光纤光缆的结构、导光原理及特性、光纤光缆制造工艺及其工程选型；第3章主要介绍光源器件的结构、特点、工作原理及应用范围；第4章主要介绍光检测器及无源光器件的结构、特点及应用场合；第5章主要介绍光端机及线路码型，重点是光发送机和光接收机的结构、特性参数等；第6章主要介绍光纤通信系统工程设计的有关知识，包括工程的基本设计要点、再生段距离估算、光电设备配置等；第7章主要介绍光缆线路施工及维护技术、光纤光缆接续技术等；第8章对有关光纤通信的新技术做了概要的介绍，包括光孤子通信、相干光通信、全光通信等；第9章是实训内容，涉及光纤接续、参数测试及仪器设备的使用。

目录

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章 绪论
1.1 光纤通信的发展
1.2 光纤通信系统简介
1.3 光纤通信的特点
1.4 光纤通信在我国的应用及发展趋势
第二章 光纤与光缆
2.1 光纤
2.2 导光原理
2.3 光纤的特性
2.4 光缆
2.5 新型光缆简介
本章小结
本章习题
研究项目
第三章 光源
3.1 基础知识
3.2 半导体激光器(LD)
3.3 半导体发光二极管(LED)
3.4 半导体激光器(LD)与发光二极管(LED)的比较
本章小结
本章习题
研究项目
第四章 通信用光器件
4.1 光器件简介
4.2 光检测器
4.3 无源光器件
本章小结
本章习题
研究项目
第五章 光端机
5.1 光发送机
5.2 数字光接收机
5.3 光中继器
5.4 线路码型简介
本章小结
本章习题
研究项目
第六章 光纤通信系统工程设计
6.1 工程设计概述
6.2 传输系统的制式
6.3 再生段距离的计算
6.4 光电设备的配置与选择
6.5 供电系统
6.6 光缆工程施工图设计流程
6.7 路由及中继站站址的选择
6.8 光纤光缆的选型
6.9 光纤通信工程概、预算
本章小结
本章习题
研究项目
第七章 光缆线路施工与维护
7.1 光缆线路施工概述
7.2 光缆线路施工准备
7.3 直埋敷设
7.4 管道敷设
7.5 架空敷设
7.6 水下敷设
7.7 光纤光缆的接续
7.8 质量管理与控制
7.9 光缆线路维护
本章小结
本章习题
研究项目
第八章 光纤通信的新技术
8.1 光孤子通信
8.2 相干光通信
8.3 全光通信
本章小结
本章习题
研究项目
第九章 光纤通信技术实训
9.1 光缆的色谱分析
9.2 光纤光缆的接续
9.3 光缆测试
9.4 光发送机参数测试
9.5 光接收机参数测试
附录A 课程标准
附录B 习题参考答案
附录C 常用专业名词中英文对照表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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【书名】光纤通信技术（第二版） 【图书简介】 本书深入浅出地解析了光纤通信技术的核心原理、发展脉络以及前沿动态。作为一本涵盖广泛且内容详实的参考书，它致力于为读者构建一个全面而深刻的知识体系，从基础的光学特性到复杂的系统设计，再到面向未来的演进方向，力求做到条理清晰，逻辑严谨。 第一篇：基础原理与核心元件 本篇将从最根本的物理学原理出发，为读者奠定坚实的光纤通信技术基础。 光纤的物理学基础： 我们将详细介绍光在光纤中传输的物理机制，包括全反射原理、光的波导效应以及不同模式的传播特性。这部分内容将深入剖析光纤的结构，如纤芯、包层和涂覆层的材料特性，以及它们如何共同作用以实现高效的光信号传输。折射率分布（渐变折射率和阶跃折射率）、数值孔径（NA）、纤芯直径等关键参数的定义、计算方法及其对传输性能的影响将被详细阐述。此外，还将讨论模间色散、材料色散和波导色散等基本损耗机制，并分析它们对信号质量的制约。 光纤的类型与特性： 书中将系统介绍目前主流的光纤类型，包括单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）。针对单模光纤，我们将重点讲解其在长距离、高带宽通信中的优势，并细致介绍不同等级的单模光纤（如G.652、G.655等）在色散特性、弯曲损耗等方面的差异及其适用场景。对于多模光纤，则会分析其在短距离、低成本应用中的特点，并介绍渐变折射率多模光纤（GI-MMF）和阶跃折射率多模光纤（SI-MMF）在模间色散控制上的区别。此外，还将涵盖特种光纤，如色散位移光纤（DSF）、零色散位移光纤（NZ-DSF）以及掺铒光纤（EDF）等，并讨论它们在特定通信需求中的关键作用。 光信号的产生与调制： 本部分将聚焦于光信号的源头——光源，并深入探讨其工作原理与性能指标。我们将详细介绍激光器（Laser Diode, LD）和发光二极管（Light Emitting Diode, LED）作为光信号载体的特性。对于激光器，将详细分析其不同类型（如DFB、FP激光器）的结构、工作机制、输出功率、谱线宽度、稳定性等参数，并阐述它们在光通信系统中的重要性。LED作为一种成本较低的光源，也将被介绍其在短距离、低速率应用中的优势。接着，我们将详细讲解各种光信号调制技术，包括强度调制（IM）、相位调制（PM）和频率调制（FM），并分析其在编码信息、提高传输效率方面的原理和应用。特别是对直接调制（Direct Modulation）和外部调制（External Modulation）两种实现方式的比较，以及马赫-曾德尔调制器（MZM）、电吸收调制器（EAM）等关键调制器件的原理和性能特点将进行详尽的阐述。 光信号的检测与解调： 对应于信号的产生与调制，本篇还将深入分析光信号的接收端。我们将详细介绍光电探测器（Photodetector, PD）的种类及其工作原理，重点关注PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的结构、响应特性、量子效率、暗电流、噪声系数等关键参数，以及它们在不同通信速率和灵敏度要求下的选择原则。此外，还将探讨光信号的解调技术，包括直接检测（Direct Detection）和相干检测（Coherent Detection），并分析相干检测在提高接收灵敏度、抗噪声能力以及实现更复杂调制格式方面的巨大优势。 第二篇：光纤通信系统的关键组成与设计 在掌握了基础理论和核心元件之后，本篇将引导读者深入理解光纤通信系统的整体架构与关键技术。 光放大器技术： 为了克服光信号在传输过程中的损耗，光放大器扮演着至关重要的角色。本部分将重点介绍不同类型的光放大器，包括掺铒光纤放大器（EDFA）和半导体光放大器（SOA）。我们将详细解析EDFA的工作原理，如三能级和四能级能级跃迁、泵浦光源的选择（如980nm和1480nm泵浦）、增益特性、噪声系数、饱和输出功率等。对于SOA，则会介绍其在动态增益控制、信号再生等方面的应用。此外，还将讨论拉曼放大器（Raman Amplifier）等分布式放大技术，以及多级放大、混合放大等复杂配置。 光复用技术： 为了在单根光纤上承载更多信息，提高频谱利用率，光复用技术是必不可少的。本篇将详细讲解波分复用（WDM）技术，包括波长分割复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）。我们将深入分析无源WDM器件，如多路/解复用器（Mux/Demux）的类型（如干涉仪型、光栅型）、性能指标（如通道间隔、插入损耗、隔离度）及其在系统中的应用。同时，还将讨论空分复用（SDM）技术，特别是多芯光纤（MCF）和少模光纤（MMF）在提升传输容量方面的潜力。 光电混合传输与网络架构： 本部分将从更宏观的视角审视光纤通信网络。我们将介绍从传统点对点到复杂网络拓扑的演进，包括各种网络节点（如ROADM, Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）的功能与设计，以及它们在灵活调度光信号、实现网络重构方面的作用。光电混合传输作为当前和未来网络发展的重要方向，也将被深入探讨，分析光层和电层如何协同工作，实现端到端的性能优化。 光信号的传输损耗与色散补偿： 任何通信系统都无法避免损耗和失真。本篇将系统梳理光纤传输中的主要损耗，如吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗和连接器损耗，并探讨其影响因素和抑制方法。对于由光纤材料和结构引起的色散，我们将详细分析其对信号波形展宽的影响，并重点介绍各种色散补偿技术，包括色散位移光纤（DSF）、色散补偿光纤（DCF）、光栅补偿器以及电域的数字信号处理（DSP）补偿技术，并对比它们在补偿范围、效率和成本上的优劣。 光通信系统的设计与优化： 在掌握了各个子系统的知识后，本篇将引导读者进行系统的整体设计。我们将讨论系统设计中的关键步骤，如链路预算的计算、信噪比（SNR）和误码率（BER）的评估、噪声来源分析（如ASE噪声、拍噪声）以及如何通过合理的链路规划和器件选择来满足性能要求。此外，还将涉及系统设计的经济性考量，如成本效益分析和方案选择。 第三篇：前沿技术与未来发展 本篇将聚焦于光纤通信领域最前沿的研究方向和未来发展趋势，为读者描绘技术演进的蓝图。 相干光通信技术： 相干光通信作为下一代光通信的关键技术，将在此部分得到深入剖析。我们将详细阐述相干接收的原理，包括本振光、混频过程以及数字信号处理（DSP）在相干接收中的核心作用。特别是对高阶调制格式（如QPSK, 16QAM, 64QAM）的解析，以及DSP如何补偿色散、非线性效应、载波相位噪声等，从而大幅提升频谱效率和传输距离，将是本部分的重点。 下一代光网络架构： 随着网络需求的不断增长，下一代光网络架构的演进势在必行。本书将探讨软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）如何赋能光网络，实现更加灵活、智能和高效的网络管理。同时，还将讨论面向5G/6G、数据中心互联（DCI）等新兴应用的光网络需求，以及相关的技术解决方案，如低时延、高带宽、高可靠性等方面的要求。 下一代光器件与材料： 技术的进步离不开器件和材料的革新。本部分将介绍下一代光器件的发展，如硅光子技术在集成光路、光芯片上的应用，以及量子光源、新型探测器等在提升性能和降低功耗方面的潜力。同时，还将探讨新型光纤材料，如空芯光纤（HCF）在超低损耗、高带宽传输中的应用前景，以及其他前沿材料的研究进展。 人工智能在光通信中的应用： 人工智能（AI）正在深刻地改变各个行业，光通信领域也不例外。本部分将探讨AI在网络监测、故障预测、资源优化、智能调度等方面的应用，以及机器学习、深度学习等技术如何赋能光网络，实现更智能、更自主的运行。 本书力求内容准确、表述清晰、图文并茂，并结合实际工程应用案例，帮助读者建立扎实的光纤通信技术知识体系，理解其精髓，洞察其发展方向，为从事相关领域的科研、设计、工程及管理工作提供有力的理论支持和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度实在令人惊叹。它并非仅仅停留在基础概念的罗列上，而是深入剖析了光纤通信系统的各个关键环节。从早期的光纤制备技术到最新的超高速、大容量传输方案，作者都给出了极为详尽的阐述。尤其是关于非线性效应处理的部分，我花了很长时间去啃读，那些复杂的数学模型和仿真分析，让理论变得触手可及。对于一个希望从理论层面突破瓶颈的工程师来说，这本书无疑是一本“圣经”。它没有回避那些棘手的工程难题，而是直面挑战，并提供了切实可行的分析框架。阅读过程中，我多次停下来，结合手头的项目数据进行对照验证，发现书中的理论指导性极强，这远超了我对一本教材的预期。它更像是一本结合了深厚学术积累与丰富工程实践经验的工具书，是案头常备的参考资料，每次重读都能有新的领悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式非常具有个人色彩，读起来就像是听一位经验丰富的前辈在娓娓道来他的毕生所学。它的语言不像很多技术书籍那样干巴巴的，而是充满了对技术演进历程的深刻洞察。比如在讲解色散补偿技术的章节，作者不仅展示了如何用数学公式去描述它，更穿插了早年设备研发过程中遇到的那些“坑”，这种“过来人”的视角，极大地增强了阅读的趣味性和代入感。对于初学者而言，或许一开始会觉得某些细节略显晦涩，但只要坚持下去，那些看似琐碎的知识点会逐渐串联起来，形成一个完整的技术图景。特别是关于光网络架构的演进部分，作者对未来发展趋势的预测，充满了前瞻性，让人在学习现有技术的同时，也能保持对行业脉动的敏感度。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在排版和图示方面确实下足了功夫。很多复杂的波导结构和器件原理，如果仅靠文字描述，是很难在脑海中构建出清晰图像的。然而，书中大量的精美插图，特别是那些三维剖面图和光场分布示意图，起到了画龙点睛的作用。我特别欣赏它对器件特性的参数化描述，那些表格数据详实可靠，为进行性能对比和选型提供了坚实的数据支撑。在我参与的一个城域网升级项目中，我们正是根据书中提供的某个新型调制格式的性能边界参数，优化了我们的接收端设计，从而成功将误码率控制在了可接受范围。这种从理论到实践的快速转化能力，是衡量一本技术书籍价值的关键标准，而这本书在这方面做得非常出色。

评分☆☆☆☆☆

这本书的逻辑结构安排得极其严密，体现了作者对学科体系的深刻理解。它从最基础的光波导理论入手，层层递进，自然过渡到有源器件、无源器件，最后聚焦到系统性能分析和网络层面。这种由微观到宏观的组织方式，使得读者可以扎实地构建起知识体系的底层框架。我注意到，作者在每一章节末尾设置的思考题，绝非简单的概念回顾，而是深入到工程计算和故障排查层面的挑战性问题。这迫使读者必须主动思考，将学到的知识进行应用和整合。对于自学光通信的同行来说，这本书提供了一个结构化、高效率的学习路径，避免了知识点的碎片化和盲目性，真正实现了“授人以渔”。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容这本书给我的感受，那就是“厚重”。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部光通信技术发展史的缩影。书中所引用的参考文献和历史背景介绍，都非常到位，让你明白现在的技术突破并非一蹴而就，而是建立在几代科学家的不懈努力之上的。这种历史的纵深感，让我在面对当前技术迭代的焦虑时，能够保持一份沉稳的心态。它教会我的，不仅是如何设计一个光通信链路，更是如何以一种更宏大、更具批判性的视角去审视和评估新兴技术。对于高年级本科生或研究生来说，这本书的价值在于拓宽视野，而对于资深工程师而言，它的价值在于提供了一个反思和提炼现有经验的平台。