Optical Fiber Telecommunications V A CD, Fifth Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

作者:Ivan P. Kaminow

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008-03-03

价格:0

装帧:CD-ROM

isbn号码:9780123743763

丛书系列:

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 电信
• 第五版
• 光纤网络
• CD-ROM
• 通信工程
• 光电子学
• 信息技术
• 网络技术

好的，这是一本关于光纤通信技术的前沿著作的详细介绍，该书聚焦于当前及未来光纤通信系统的关键技术、设计原理与实际应用。 书名：光纤通信系统：原理、设计与前沿技术 (Fiber Optic Communication Systems: Principles, Design, and Emerging Technologies) 内容摘要 本书深入剖析了现代光纤通信系统的核心理论基础、工程实现细节以及面向未来的关键技术发展方向。全书结构清晰，内容涵盖了从基础的光波导理论到超高速、大容量的未来网络架构，旨在为光通信领域的工程师、研究人员和高级学生提供一套全面且实用的技术参考。 第一部分：光纤通信基础与核心元件 本部分首先为读者建立了坚实的理论基础。 第一章：光波导理论与光纤特性 详细阐述了电磁波在介质中的传播规律，重点分析了光纤作为波导的物理模型。内容包括纤芯与包层材料的折射率分布对模式传播的影响，单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）的结构差异、有效模场面积（EMA）的计算。深入讨论了光纤中的关键损耗机制，如瑞利散射、吸收损耗（紫外截止和红外截止）以及弯曲损耗（宏观和微观弯曲）。此外，本书详尽分析了色散现象，包括材料色散、波导色散及其组合形成的模间和群速度色散（GVD），并引入了色散管理的概念。 第二章：光纤放大器技术 光纤放大器是实现超长距离、高增益传输的关键。本章详细介绍了掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括能级结构、激发过程和受激发射。讨论了不同泵浦波长对放大器性能（如增益平坦化）的影响。重点讲解了拉曼光纤放大器（RFA）的非线性增益机制，以及超荧光光纤光源（SOA）在特定应用中的作用。针对高信噪比要求，分析了放大器中的噪声模型、增益波动（Gain Ripples）及其抑制方法。 第三章：光调制与解调 本章专注于光信号的产生与检测。系统阐述了直接调制（如激光二极管的偏置点和调制电流对光强和相位的影响）和外部调制技术。重点分析了电吸收调制器（EAM）和马赫-曾德尔调制器（MZM）的性能参数，如消光比、带宽和插入损耗。在接收端，详细介绍了光电探测器的工作原理，包括PIN二极管和雪崩光电二极管（APD），并探讨了它们的响应速度和量子效率。对于高速系统，深入探讨了相干检测技术的必要性及其在捕获相位和偏振信息方面的优势。 第二部分：高速传输系统与非线性效应 本部分转向现代光通信系统的性能瓶颈与突破点，特别关注超高速率（100G及以上）系统的设计挑战。 第四章：先进调制格式与信号处理 随着速率的提升，传统的强度调制格式难以满足需求。本章全面介绍了相干检测技术支持的高阶调制格式，如正交相移键控（QPSK）、16正交幅度调制（16-QAM）和64-QAM。详细解释了星座图、眼图分析以及频谱效率的提升。核心内容在于数字信号处理（DSP）的应用，包括色散补偿算法（如基于傅里叶变换的补偿）、偏振模式色散（PMD）的补偿，以及用于提高接收灵敏度的软判决前向纠错（FEC）技术。 第五章：光纤中的非线性效应 光纤非线性效应是高速、密集波分复用（DWDM）系统的主要限制因素。本章系统梳理了主要的非线性效应，包括自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）以及受激拉曼散射（SRS）。通过推导非线性薛定谔方程（NLSE），分析了这些效应如何导致信号失真、信道串扰和系统容量下降。同时，探讨了应对非线性影响的设计策略，例如优化光纤类型（如低非线性光纤或高非线性光纤）、调整光功率和采用高级的预补偿技术。 第六章：密集波分复用（DWDM）系统设计 DWDM是实现光纤网络容量倍增的关键技术。本章详细介绍了DWDM系统的架构，包括波长选择开关（WSS）、多通道滤波器和光分插复用器（OADM）。重点讨论了波道间隔（Channel Spacing）的选择、通道功率的均衡化，以及系统中的串扰问题（如相邻信道之间的功率泄漏）。探讨了不同类型的光放大器在DWDM系统中的集成优化，确保所有信道都能获得一致的性能。 第三部分：未来网络架构与新兴技术 本部分聚焦于光通信领域的前沿研究方向，探索下一代网络的实现路径。 第七章：光网络架构与流量管理 深入分析了全光网络（AON）和基于分组的光网络（OBS/OPS）的设计理念与挑战。阐述了光交叉连接（OXC）和光分插系统在网络层面的应用。重点讲解了面向数据中心互连（DCI）和城域网（Metro）的光网络层次结构，包括扁平化网络拓扑的设计原则。讨论了路由与波长分配（RWA）算法在优化网络资源利用率中的作用。 第八章：空分复用（SDM）技术 为应对未来指数级的流量增长，空分复用（SDM）被视为最具潜力的下一代技术。本章详细介绍了SDM光纤的两种主要类型：多芯光纤（MCF）和少模光纤（MFMF）。对不同SDM光纤的模式耦合机理、串扰管理进行了深入分析。讨论了实现SDM系统所需的关键技术，如模式复用/解复用器（MUX/DEMUX）的设计与性能评估。 第九章：下一代光电集成与量子通信接口 展望了光通信的集成化趋势，重点介绍了硅光子学（Silicon Photonics）在实现高密度、低功耗光电子芯片上的应用。讨论了光电子集成器件（PICs）如何融合激光器、调制器、探测器和波导结构。最后，本章引入了量子通信的初步概念，包括量子密钥分发（QKD）的基本原理及其与传统光通信网络的融合潜力，为光通信领域的长期发展描绘了蓝图。 本书特色 理论与实践的紧密结合： 每章均包含丰富的工程实例和案例分析，将复杂的理论转化为可操作的设计准则。 前沿性： 覆盖了从EDFA到SDM、硅光子学等最新的研究热点。 数学严谨性： 对关键公式和模型进行了详尽的推导和解释，确保读者理解其背后的物理意义。 全面性： 覆盖了光纤通信的“电光-光纤-光电器件”的完整产业链条。 本书适合于从事光纤通信系统设计、研发、部署和维护的高级工程技术人员，以及光电子学、通信工程、信息物理系统等相关专业的研究生和博士生。

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