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出版者:科学

作者:萨迪卡

出品人:

页数:275

译者:

出版时间:2004-5

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030132420

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现代光纤通信系统：原理、设计与应用 本书全面深入地探讨了现代光纤通信系统的各个关键方面，从基础的物理原理到复杂的系统设计和实际应用，为读者提供了一个详尽而系统的知识框架。本书旨在成为光通信领域专业人士、研究人员和高年级本科生/研究生学习和参考的权威性教材。 第一部分：光纤通信基础与理论 本书首先从电磁波理论和半导体物理的基础知识入手，为理解光纤通信的物理基础做铺垫。我们详细阐述了光在介质中传输的特性，特别是光的波动性与量子性在光通信中的体现。 核心章节聚焦于光导纤维的特性。我们细致分析了不同类型光纤（如阶跃折射率光纤、渐变折射率光纤、单模光纤和多模光纤）的结构、传输模式、有效模场直径 (MFD) 和模间色散。重点分析了光纤传输中的关键损耗机制，包括瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗，并给出了精确的数学模型和实验测量方法。 色散管理是光通信系统的核心挑战之一。本书深入探讨了群速度色散 (GVD) 的理论，包括零色散波长的概念，以及二阶、三阶色散参数对超高速系统性能的影响。此外，还详细介绍了偏振模色散 (PMD) 的产生机理、测量方法以及在高速率系统中的补偿技术。 第二部分：有源与无源器件 本部分详细介绍了光纤通信系统中的关键电子和光电子器件的工作原理、性能指标和设计优化。 光发射器件部分，我们着重分析了半导体激光器 (LD) 的基本结构（如DFB、DBR激光器），其光注入锁定、阈值电流、边模抑制比 (SMSR) 等重要参数。针对高速调制需求，深入讨论了电光调制器，包括马赫-曾德尔调制器（MZM）和载波稀疏调制器（CS-RZ），分析了其调制带宽、线性度和插入损耗。 光接收器件部分，详细阐述了光电探测器的类型，如PIN二极管和雪崩光电二极管（APD），比较了它们的响应速度、量子效率和噪声特性。本书特别关注相干接收技术中的本地振荡器 (LO) 设计与锁定机制。 无源器件是构建复杂光网络的基石。我们系统地回顾了光耦合器、光纤分路器、光纤滤波器（如布拉格光栅FBG）的原理和制造工艺。对于光纤放大器，本书投入大量篇幅介绍掺铒光纤放大器 (EDFA) 的增益机制、噪声模型和饱和特性，并扩展至拉曼放大器 (RA) 和半导体光放大器 (SOA) 的应用场景。 第三部分：光通信系统架构与传输技术 本部分将理论知识应用于实际系统架构的设计。首先，概述了点对点光通信系统的链路预算分析，包括发射功率、接收灵敏度、信噪比（SNR）和误码率（BER）的计算流程。 高速率传输系统是本书的重点。我们全面分析了直接调制系统和相干光通信系统的架构差异。在相干通信部分，详细讲解了相干检测原理，包括本振光注入、IQ路信号处理，以及数字信号处理 (DSP) 在补偿色散、PMD和进行载波恢复中的关键作用。 波分复用 (WDM) 技术是现代光网络的核心。本书深入剖析了密集波分复用 (DWDM) 和粗波分复用 (CWDM) 的关键技术，包括复用/解复用器的设计、通道间隔的选择。针对WDM系统中的非线性效应，如四波混频 (FWM)、自相位调制 (SPM) 和交叉相位调制 (XPM)，本书不仅给出了详细的数学描述，还探讨了光纤光栅阵列 (OFA) 和基于DSP的补偿技术以提高系统容量和传输距离。 第四部分：网络层次与未来发展 本书的最后一部分将视角从点对点链路扩展到整个通信网络。我们探讨了光网络架构，包括光接入网 (OAN)、城域网 (MAN) 和长途骨干网 (Backbone) 的设计考量。 特别关注光交换技术，对比了基于微机电系统 (MEMS) 的光交叉连接 (OXC) 和基于半导体集成的无阻塞交换结构。动态波长配置和保护恢复机制在光网络中的实现也是重点讨论的内容。 面向未来，本书展望了超高容量传输技术，包括空分复用 (SDM)、多芯光纤 (MCF) 和轨道角动量 (OAM) 携带光通信，以及空地一体化光通信的最新研究进展。 通过严谨的理论推导、丰富的工程实例和最新的技术前沿分析，本书致力于培养读者对光纤通信系统进行端到端设计、分析和优化的能力。

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与其他同类书籍相比，这本书在“工具链和标准化”这块的叙述显得尤为扎实和实用。很多教材会过度关注算法本身的美感，而忽略了这些算法如何在现实世界的标准框架下落地运行。这本书则不同，它花了大量的篇幅来梳理MPEG、H.26x 系列标准的发展脉络，从编码结构到熵编码的特定语法元素，都做了详尽的解析。这对我正在进行的项目至关重要，因为我们工作的很多环节都需要确保与现有解码器的兼容性。书中对VLC（变长编码）和算术编码在不同标准中的具体实现差异进行了细致的对比，甚至提到了一些鲜为人知但却影响深远的工程实现细节，比如在某些特定平台上的并行化处理限制。这部分内容让我感觉这不是一本停留在理论层面探讨的学术著作，而是一本真正面向工程实践的、手把手教你如何驾驭复杂标准的实战手册。读完后，我仿佛有了一张清晰的导航图，可以更好地在标准化的丛林中找到方向。

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这本书的语言风格，说实话，带有一种非常强烈的学院派的严谨性，用词精准，逻辑链条密不透风，几乎找不到任何可以被解读为“水分”的冗余表达。这对于我们这类需要精确把握技术细节的工程师来说，简直是福音。我注意到作者在定义每一个关键术语时，都会引用最权威的来源或给出精确的数学定义，这种对准确性的执着，使得这本书极少出现歧义。例如，在描述运动估计和残差编码的那几章，作者采用了分层递进的解释策略，从宏观的块匹配到微观的插值算法，每一步的衔接都如同精密仪器的齿轮咬合，毫不拖泥带水。但这也是一把双刃剑：对于那些希望通过轻松阅读来初步了解这个领域的初学者来说，这本书的门槛可能会显得略高。它要求读者必须保持高度的专注力，稍微走神就可能错过一个关键的推导步骤，然后接下来的内容就会变得难以理解。它不是一本用来“消遣”的书，而是一本需要你全神贯注投入精力的“工具书”，但当你攻克一个难点后获得的成就感，也是其他读物无法比拟的。

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这本书的排版和装帧，说实话，拿到手上的时候我其实有点失望的。封面设计得过于朴实，那种深蓝和灰色的搭配，让它在书架上完全没有辨识度，完全不像是一本关于“压缩”这种前沿技术的书籍。然而，当我翻开内页，那种感觉立刻就转变了。纸张的质量不错，印刷清晰，字号和行距处理得非常得当，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。作者在章节结构上的安排也很有条理，从基础理论的铺陈到高级算法的深入探讨，逻辑线索非常清晰，就像一位经验丰富的老师在逐步引导你进入一个复杂的领域。尤其值得称赞的是，书中穿插了大量的图示和流程框图，这些可视化工具极大地帮助理解那些抽象的数学模型和编码流程。我感觉作者在内容组织上花费了巨大的心血，确保即便是初次接触这个领域的读者，也能顺畅地跟上节奏，而不是一开始就被密集的公式和术语吓退。如果说有什么可以改进的，或许是希望能够在理论讲解的同时，多增加一些实际应用案例的剖析，哪怕是简短的脚注也好，能让理论与实践的联系更加紧密一些。总的来说，作为一本技术专著，它的阅读体验是超出预期的，这说明作者对读者的体验是十分关心的。

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我花了整整一个周末的时间来啃读这本书的前半部分，感触最深的是作者对“信息论基础”部分的阐述，那种深入骨髓的透彻感，简直让人拍案叫绝。很多教科书在讲到熵和信源编码时，往往只是简单地抛出公式，然后让你去做题，但这本书不同，它像是在为你解剖一个活生生的数学结构。作者没有回避那些复杂的数学推导，反而通过一系列巧妙的类比，将看似玄奥的概率分布和信息增益，转化成了我们日常生活中可以理解的“不确定性消除”过程。我尤其喜欢他引入的那个关于“黑箱子”的思考实验，它完美地阐释了香农极限的本质意义，让我对信息论的哲学基础有了更深层次的理解，而不是停留在记忆公式的层面。读完这一部分，我感觉自己对后续的变换域编码和量化技术都有了一个更坚实的基础去面对。唯一的遗憾是，在涉及到一些最新的机器学习驱动的压缩方法时，内容似乎稍显保守和传统，更新的速度可能跟不上行业飞速发展的步伐，但瑕不掩瑜，对于打牢基本功而言，这本书无疑是顶级的参考资料。

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我这次购买这本书的初衷，主要是想深入研究一下有损压缩领域中，如何平衡视觉感知模型与码率控制之间的矛盾。很惊喜地发现，这本书在这方面的内容占据了相当大的比重，并且处理得非常到位。作者没有简单地罗列现有的各种感知模型（比如简单的亮度对比度模型），而是深入探讨了人类视觉系统（HVS）在不同空间频率和时间尺度下的非线性响应是如何被数学化地融入到量化矩阵的设计中的。特别是关于心理视觉冗余的去除，书中详细对比了早期JPEG标准和更现代的基于内容的自适应量化策略，通过对比图和客观失真指标（如PSNR和SSIM）的分析，清晰地展示了如何在保证主观质量的同时，实现更高效的比特分配。这种结合了信号处理、心理学和优化理论的交叉分析，使得我对如何设计一个更“智能”的编码器有了全新的认识。这本书的价值就在于，它不仅仅告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这样做是最好的”，这种深度洞察力是其他零散资料难以提供的。

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