具体描述
Fiber Optic Essentials starts with a basic discussion on lightwaves and the phenomenon of refraction and reflection. It then goes on to introduces the reader to the field of fiber optics and covers some of the recent developments, such as fiber amplifiers, dispersion compensation and nonlinear effects. A number of other applications are also presented. Examples and comparison with everyday experience are provided wherever possible to help the reader's comprehension. Diagrams are also included to aid in the visualization of certain concepts.
深入理解光纤通信网络：下一代基础设施的基石 本书简介 随着信息时代的飞速发展，对高速、大容量、低延迟通信的需求从未如此迫切。光纤通信技术，作为现代信息社会的神经系统，正以前所未有的速度渗透到全球的各个角落。本书《深入理解光纤通信网络：下一代基础设施的基石》，旨在为读者提供一个全面、深入且实用的视角，剖析当前及未来光纤通信系统的核心原理、关键技术、设计考量以及实际应用挑战。 本书的结构设计旨在兼顾理论的严谨性与工程实践的指导性，适合光电子工程专业学生、通信系统工程师、网络架构师，以及任何希望深入了解支撑全球互联网运行的物理层技术的人士。 第一部分：光纤通信的物理基础与传输介质 本部分将奠定读者对光纤通信系统的基础认知，重点阐述光波在介质中的传播特性。 第一章：光的本质与光纤的物理学 本章从电磁波理论出发，回顾光作为电磁波的性质，特别是其频率、波长和速度的关系。随后，深入探讨光纤的结构——纤芯、包层与涂覆层——及其功能。关键在于理解全内反射（Total Internal Reflection, TIR）的物理机制，这是光波在光纤中传输的根本原理。 我们将详细分析光纤的几何参数（纤芯直径、包层直径、数值孔径）如何影响其传输性能。此外，本章还会介绍不同类型的光纤——单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）的特性差异，以及它们在长途和局域网应用中的适用性。 第二章：光纤中的损耗机制与色散效应 光纤传输中的两大主要性能瓶颈——损耗和色散，在本章得到详尽的解析。 光纤损耗： 详细分析导致信号衰减的物理机制，包括吸收（电子跃迁吸收、离子吸收，如OH-基团的吸收峰）和散射（瑞利散射、米氏散射）。我们会计算不同波长窗口下的典型衰减系数，并讨论如何通过优化光纤材料和制造工艺来最小化这些损耗。 色散： 色散是限制光纤带宽的主要因素。本章将深入探讨模间色散（仅在多模光纤中出现）、材料色散（折射率随波长变化引起）和波导色散（光在纤芯和包层中传播模式差异引起）的数学模型。重点在于如何通过优化光纤结构（如零色散位移光纤，DSF）或采用相干检测技术来补偿或管理总色散。 第三章：光纤的非线性光学现象 随着光功率的增加，非线性效应在高速、大容量系统中变得不可忽视。本章将详细介绍光纤中的关键非线性现象，包括： 受激拉曼散射（SRS）与受激布里渊散射（SBS）： 分析这些效应如何限制光纤的输入功率，并讨论其在泵浦光纤放大器中的应用潜力。 自相位调制（SPM）与交叉相位调制（XPM）： 探讨它们如何导致脉冲展宽和群速度延迟的额外依赖性，对相干通信系统设计的影响。 第二部分：光电子元器件与系统架构 本部分将视角从介质转向构成光通信系统的核心有源和无源器件，并建立完整的系统模型。 第四章：光纤中的光源与探测器 高效、可靠的光源是系统的“心脏”。本章专注于现代光通信中使用的关键光源： 半导体激光器： 详细介绍激光二极管（LD）的工作原理，包括DFB（分布式反馈）激光器和EAM（电吸收调制器）的特性、阈值电流、光谱纯度及调制带宽。 光电探测器： 分析PIN光电二极管和APD（雪崩光电二极管）的响应机制、量子效率、暗电流和噪声特性，它们在接收端如何将光信号转换回电信号。 第五章：光纤放大技术与波分复用 为了实现超长距离传输和提高频谱效率，放大和复用技术至关重要。 光纤放大器： 深入研究掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、增益平坦化技术、噪声特性（ASE噪声）以及其在C波段和L波段的应用。简要介绍基于半导体光放大器（SOA）的替代方案。 波分复用（WDM）： 阐述WDM（包括粗波分复用CWDM和密集波分复用DWDM）如何通过在同一根光纤上传输多个独立波长的光信号来极大地增加系统容量。重点分析滤波器、合波器/分波器的设计与串扰管理。 第六章：光纤通信系统的设计与性能评估 本章将所有组件整合起来，构建完整的系统级分析框架。 系统链路预算： 学习如何计算和平衡发射功率、光纤损耗、连接器损耗和接收机灵敏度，以确定最大传输距离和容量。 噪声分析： 识别和量化系统中的主要噪声源，包括散粒噪声、热噪声和放大器噪声，并计算信噪比（SNR）。 误码率（BER）计算： 介绍如何根据系统参数推导和评估误码率，理解眼图的实际意义及其与系统性能的关系。 第三部分：先进技术与未来趋势 本部分聚焦于当前高速率系统采用的前沿技术，特别是向相干光通信的过渡。 第七章：相干光通信的基础 相干检测是下一代光网络的核心。本章解释了其优势，即利用发射端和接收端的本地振荡器（LO）进行相干叠加，从而能够恢复光信号的相位和偏振信息。 调制格式： 详细解析相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等高级调制格式（如QPSK, 16-QAM），以及它们如何通过增加每个符号携带的信息比特数来提高频谱效率。 数字信号处理（DSP）： 探讨高性能DSP在接收端的重要性，包括如何利用DSP进行色散补偿（DCM）、偏振模色散（PMD）补偿和载波相位恢复。 第八章：网络架构与光网络管理 光纤不再仅仅是点对点链路，它正演变为智能化的网络结构。 光层网络： 介绍ASON/GMPLS架构，以及光路交换（OXC）、保护和动态重路由机制。 数据中心互联（DCI）： 讨论数据中心之间对低延迟、高带宽连接的需求，以及城域网和长途光传输系统如何满足这些DCI需求。 光纤到户（FTTH/FTTx）： 分析无源光网络（PON）的技术演进，从GPON到10G-PON乃至更高的速率标准，强调其在接入层的关键作用。 结论：迈向TB级容量的未来 本书最后总结了光纤通信领域面临的挑战，如持续增长的流量需求、能效问题，以及如何通过空分复用（SDM，如多芯光纤和少模光纤）等颠覆性技术来突破当前的容量极限，展望光纤网络在5G/6G、人工智能和大规模数据处理中的核心地位。 通过对这些核心技术和工程实践的全面覆盖，读者将获得设计、优化和部署高性能光纤通信系统的坚实知识基础。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有