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出版者:Addison Wesley

作者:Halsall

出品人:

页数:1056

译者:

出版时间:2000-09-24

价格:USD 93.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201398182

丛书系列:

图书标签:

• 专业相关
• 多媒体通信
• 通信工程
• 信号处理
• 网络技术
• 信息论
• 编码解码
• 无线通信
• 图像处理
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• 数据压缩

深入解析光纤通信网络：从理论基础到前沿应用 图书名称：《光纤通信网络：理论、设计与实践》 图书简介： 在信息时代飞速发展的浪潮中，光纤通信作为支撑全球信息高速公路的主干技术，其重要性不言而喻。《光纤通信网络：理论、设计与实践》一书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的光纤通信领域知识体系。本书立足于扎实的物理学和电子工程学原理，系统地阐述了光纤通信系统的基本组成、工作原理、性能评估以及当前面临的工程挑战与未来发展趋势。全书内容编排逻辑严谨，由浅入深，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美的平衡。 第一部分：光纤基础与光波导理论 本书的开篇部分（第1章至第3章）聚焦于光纤通信系统的基石——光纤本身及其相关的电磁波导理论。我们首先回顾了电磁场理论在光波导中的应用，详细介绍了光在光纤中传输的基本物理机制，如全内反射定律在介质波导中的具体体现。 第1章：光导纤维的物理特性与结构。本章详细剖析了石英光纤的材料科学基础，包括掺杂对光纤折射率分布的影响，如阶跃型（Step-Index）和渐变型（Graded-Index）光纤的结构差异及其对光束传播模式的影响。深入讨论了光纤的几何尺寸、包层与纤芯的材料特性，以及这些因素如何共同决定光纤的性能参数。 第2章：光纤中的损耗与色散机制。这是理解光纤传输性能的关键章节。损耗方面，我们详尽分析了瑞利散射（Rayleigh Scattering）作为低频损耗的主要机制，以及吸收损耗（如OH-离子吸收峰）在特定波段的影响。色散是限制高速率传输的主要瓶颈，本书不仅解释了模间色散（Modal Dispersion）在多模光纤中的作用，更重点阐述了单模光纤中的群速度色散（Group Velocity Dispersion, GVD）和偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）。我们提供了精确的数学模型，用于量化这些效应，并探讨了如何通过选择合适的传输窗口（如1310nm和1550nm）来最小化损耗和色散。 第3章：光纤连接与器件损耗。本章侧重于光纤在实际网络中连接带来的挑战。内容涵盖了熔接（Fusion Splicing）和连接器（Connectors）的原理与操作规范，详细分析了连接损耗的来源（如端面失配、气隙、对准误差）。此外，还探讨了光纤光栅（FBG）等无源器件在光路中引入的附加损耗机理。 第二部分：光电子器件与系统发射/接收 本书的第二部分（第4章至第7章）将焦点转向光通信系统的核心有源组件——光源、探测器以及驱动与调制技术。 第4章：光纤通信用光源技术。本章深入探讨了两种主流半导体激光器：发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。重点分析了用于高速率、长距离传输的DFB（分布式反馈）激光器和ECL（外腔激光器）的工作原理，包括其阈值电流特性、线宽、边模抑制比（SMSR）等关键指标，并讨论了光纤布拉格光栅（FBG）在稳定激光器波长锁定中的应用。 第5章：光电探测器与接收机设计。本章详细介绍了光信号的捕获与转换过程。PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作原理被清晰阐述，并对比了它们在噪声特性和响应速度上的优劣。随后，进入接收机前端设计，分析了跨阻放大器（TIA）和限幅放大器（LA）的噪声模型、增益平坦度和带宽限制，并讲解了如何计算接收机的灵敏度和误码率（BER）。 第6章：光调制技术与码型生成。本章专注于如何将电信号高效地加载到光载波上。内容涵盖了直接调制和外部调制（如马赫-曾德尔调制器MZM、电吸收调制器EAM）的原理。我们详细分析了NRZ、RZ等基本码型，并引入了先进的偏振复用（PDM）和多电平调制格式（如QPSK、16-QAM）在超高容量传输中的应用，包括对星座图分析和均衡技术（如盲均衡算法）的需求。 第7章：光电检测与信道均衡。为了对抗色散和非线性效应，信号的恢复变得至关重要。本章深入探讨了线性均衡技术（如CTFE）和非线性均衡技术，特别是基于数字信号处理（DSP）的均衡器，如极大似然序列估计（MLSE）和自适应均衡器的实现细节。 第三部分：光网络架构与传输系统 第三部分（第8章至第11章）将视角提升至整个网络层面，重点介绍构建现代通信基础设施的关键技术，即光放大、波分复用和网络拓扑。 第8章：光放大技术——EDFA的精髓。掺铒光纤放大器（EDFA）是现代长距离通信的支柱。本章详细解释了EDFA的能级结构、泵浦机制、增益带宽的特性。重点讨论了饱和效应、噪声特性（如ASE噪声的产生）以及如何通过增益平坦化技术（如利用不同泵浦波长或特殊掺铒光纤）来确保多通道WDM系统中的均衡增益。 第9章：波分复用（WDM）系统设计。本章全面覆盖了密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）技术。深入分析了滤波器（如薄膜滤波器、光纤光栅）在信道分离与合波中的作用。讨论了通道间隔的选择、通道功率的平衡、以及色散补偿模块（DCM）在管理色散累积方面的关键作用。 第10章：光网络中的非线性效应与管理。随着光功率的增加，光纤内的非线性效应成为限制传输容量的第二大瓶颈。本书详尽剖析了四波混频（FWM）、自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）的机理和对信号质量的影响。针对这些效应，系统介绍了先进的解决方案，如高阶调制格式的应用、最优光纤选择以及相干检测技术中的非线性补偿算法。 第11章：全光网络与路由技术。本章探讨了超越传统光电-电光转换的光交换技术。内容涵盖了光交叉连接（OXC）、光分插复用器（OADM）的工作原理，以及光开关矩阵（如MEMS开关）的性能指标。重点讨论了如何通过这些无源/有源光器件实现动态波长路由和保护倒换，从而构建更具韧性和灵活性的全光网络。 第四部分：光网络的测试、维护与未来展望 本书最后一部分（第12章至第14章）侧重于工程实践、系统可靠性以及行业前沿方向。 第12章：光通信系统的测试与测量。本章是面向实践工程师的重要参考。详细介绍了光功率计、光谱分析仪（OSA）、误码率测试仪（BERT）的使用规范。重点讲解了OTDR（光时域反射仪）在光缆故障定位和损耗分析中的应用方法，以及如何使用矢量网络分析仪（VNA）对高速电接口进行眼图和S参数测量。 第13章：网络可靠性与网络管理。讨论了光通信网络的容错设计，包括保护（Protection）和恢复（Restoration）机制（如1+1、1:1保护、快速波长重配置）。介绍了网络管理系统（NMS）在光层对设备状态、告警和性能数据进行实时监控和故障隔离的关键作用。 第14章：光通信的前沿研究方向。本章展望了该领域的未来突破点。内容包括超高容量的空分复用（SDM）技术（如少模光纤MSF和多芯光纤MCF）、基于硅光子集成电路（PIC）的光通信平台、以及量子密钥分发（QKD）与经典光通信网络的融合趋势。 总结： 《光纤通信网络：理论、设计与实践》不仅是一本严谨的教科书，更是一部面向工程师的实用手册。它以清晰的逻辑和丰富的工程案例，将复杂的光纤通信理论转化为可操作的设计准则，是光通信、光电子学、电信工程领域研究生、研发人员和网络工程师的必备参考资料。本书确保读者不仅理解“光如何传输”，更能掌握“如何构建、优化和维护”下一代高速光网络。

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《Multimedia communications》这本书最大的亮点在于它前瞻性的视野和对未来趋势的深刻洞察。我在这本书中不仅仅学到了现有的技术，更看到了技术发展的方向和潜在的突破点。作者对人工智能在多媒体通信中的应用进行了详尽的探讨，包括智能编码、内容分析以及个性化推荐等方面，这些内容让我对未来的多媒体体验充满了期待。书中对于5G和Wi-Fi 6等新一代通信技术在多媒体传输方面的潜力进行了深入的分析，让我看到了这些技术将如何改变我们的生活，例如更低延迟的AR/VR体验、更高质量的远程医疗等等。我特别欣赏作者对于“未来通信”的畅想，他并没有仅仅停留在技术层面，而是从用户的角度出发，描绘了一个更加沉浸、更加智能、更加便捷的多媒体通信新时代。这本书让我意识到，多媒体通信的发展是一个不断迭代和创新的过程，而我所学到的知识，也只是这个宏大图景中的一部分。它激励我去持续学习，紧跟技术前沿，去探索和创造未来的多媒体通信的可能性。

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这本《Multimedia communications》确实给我带来了许多意想不到的惊喜。我一直对如何有效地整合和传输各种媒体信息感到好奇，而这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。它并没有仅仅罗列技术名词，而是深入浅出地讲解了音频、视频、图像以及文本数据在网络传输过程中的原理和挑战。我特别欣赏作者在解释复杂概念时所采用的比喻和类比，比如将数据压缩比作打包行李，将网络带宽比作水管大小，这些生动的例子让我能够迅速抓住核心要点，并且能够将其应用到实际的思考中。书中的案例分析也非常具有代表性，涵盖了从早期流媒体技术的萌芽到如今高清视频会议的成熟，让我看到了多媒体通信技术发展的脉络和未来的趋势。读完之后，我对于直播、在线教育、虚拟现实等应用背后的技术有了更深刻的理解，也更能够站在用户的角度去思考如何优化用户体验。这本书的语言风格流畅自然，虽然涉及专业知识，但并不会让人感到晦涩难懂，更像是一位经验丰富的老师在耐心引导着我一步步探索这个迷人的领域。我强烈推荐给所有对多媒体技术感兴趣的朋友，它绝对是一份宝贵的知识财富。

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对于我这样一名希望在多媒体通信领域有所建树的初学者来说，《Multimedia communications》无疑是一剂强心针。书中对基础概念的阐释严谨而不失条理，让我能够在一个坚实的地基上逐步构建自己的知识体系。我尤其赞赏作者在解释网络协议时所表现出的耐心和细致，比如TCP/IP协议在多媒体传输中的作用，他并没有简单地给出定义，而是通过拆解数据包的生命周期，详细解释了每一层协议如何协同工作，以确保数据的准确和高效传输。这让我对网络的底层运作有了清晰的认识。同时，书中对于不同编码格式的比较分析也十分到位，比如MPEG系列和H.26x系列的区别，作者不仅仅列举了参数上的差异，更从压缩效率、兼容性以及应用场景等方面进行了深入的探讨，帮助我理解了为何在不同的场景下会选择不同的编码技术。这些讲解让我能够更清晰地认识到，技术选择背后蕴含的权衡和考量。这本书的实用性很强，许多章节都提供了可以直接参考的实现思路和算法伪代码，为我日后的实践提供了宝贵的指导。

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我原本以为《Multimedia communications》会是一本枯燥的技术手册，但事实证明我错了。这本书的视角非常广阔，它不仅关注了技术实现，更深入地探讨了多媒体通信在社会、文化以及商业层面带来的深远影响。例如，书中关于互联网视频内容审查机制的讨论，让我意识到了技术发展与社会责任之间的微妙平衡。作者并没有回避这些敏感话题，而是从不同的角度进行了剖析，提供了许多值得思考的观点。我尤其喜欢书中关于“用户生成内容”和“社交媒体”的章节，它详细阐述了这些现象背后的技术支撑，以及它们如何重塑了信息传播的方式和人与人之间的互动模式。读到这些部分时，我仿佛看到了自己每天使用的社交平台是如何运作的，也更加理解了为何某些内容能够迅速传播，而另一些则石沉大海。这本书让我跳出了纯粹的技术框架，看到了多媒体通信更宏观的图景，这种跨学科的融合思考方式是我在这本书中最大的收获。它启发了我去关注技术之外的伦理、法律和经济议题，让我对多媒体通信的理解更加立体和全面。

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坦白说，《Multimedia communications》这本书的结构和叙述方式与我以往阅读的技术书籍大相径庭。它更像是一场精心策划的知识冒险，而不是一次枯燥的学术之旅。作者巧妙地将理论知识融入到生动的故事和引人入胜的场景中，让我仿佛置身于一个充满活力的多媒体世界。比如，在介绍实时通信的挑战时，作者通过模拟一次紧急救援场景，生动地展现了延迟、丢包等问题可能带来的严重后果，瞬间抓住了我的注意力。这种“情境化”的学习方式，极大地增强了我对知识的记忆和理解。此外，书中穿插的许多历史事件和名人轶事，也为技术的发展增添了人情味，让我不再觉得这些技术是凭空产生的，而是由无数人的智慧和努力凝聚而成。我印象最深刻的是关于早期互联网视频编码标准的演进，作者用一种接近讲故事的口吻，描绘了不同团队之间的竞争与合作，以及最终技术标准的形成过程。这种叙事性的讲解，让原本可能枯燥的技术细节变得鲜活有趣。这本书不仅仅是在传授知识，更是在激发读者对多媒体通信领域探索的热情。

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