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李方健 等 编

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 通信工程
• 信息技术
• 网络工程
• 光电子技术
• 物理学
• 电子工程
• 信号处理
• 通信原理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111312901

版次：1

商品编码：10350580

品牌：机工出版

丛书名： 全国高等职业教育规划教材

开本：16开

出版时间：2010-09-01

页数：201

内容简介

　　《光纤通信技术》系统介绍了光纤通信的基小概念、基小原理以及相关技术。主要内容有光纤通信的概述、光纤和光缆、光无源器件、光源和光电检测器、光端机、SDH光传输系统、SDH的帧结构和复用步骤、SDH光同步数字传送网及光纤通信相关技术。术书从实用的角度出发，详细介绍了光端机的组成及基本原理、SDH光同步数字传送网、SDH光传输系统的操作维护以及光纤通信常用仪表的基本原理及具体测试方法。同时，为了强化读者对相关理论知识的认识和理解，《光纤通信技术》还安排了一定比例的实训。
　　《光纤通信技术》既可作为高职高专院校通信及电子信息类相关专业的教材，也可供工程技术人员参考。

目录

出版说明
前言
第1章 概论
1.1 光纤通信的发展简史
1.2 光纤通信系统的组成
1.3 光纤通信的特点
1.3.1 光纤通信的优点
1.3.2 光纤通信的缺点
1.3.3 光纤通信的优势
1.4 光纤通信的类型
1.5 光纤通信的发展趋势
1.6 小结
1.7 习题

第2章 光纤和光缆
2.1 光纤的结构和分类
2.1.1 光纤的结构
2.1.2 光纤的分类
2.1.3 光纤的折射率分布
2.2 光纤的导光原理及数值孔径
2.2.1 光纤的导光原理
2.2.2 光纤的数值孔径
2.2.3 光纤中模的概念
2.2.4 模场直径
2.3 光纤的传输特性
2.3.1 光纤的损耗
2.3.2 光纤的色散和带宽
2.3.3 光纤的非线性效应
2.3.4 常用光纤的分类及特性
2.3.5 实训光纤损耗的测试
2.3.6 实训光纤色散的测试
2.4 光缆
2.4.1 光纤的成缆
2.4.2 光缆结构及分类
2.4.3 光缆的型号标识
2.5 小结
2.6 习题

第3章 光无源器件
3.1 光纤连接及光纤连接器
3.1.1 光纤连接
3.1.2 光纤连接器
3.1.3 实训光纤活动连接器损耗的测试
3.2 光耦合器
3.2.1 光耦合器的基础知识
3.2.2 实训Y形分路器的参数测试
3.3 光隔离器与光环行器
3.4 光衰减器
3.5 光开关
3.6 光波分复用器
3.6.1 光波分复用器简介
3.6.2 实训光波分复用器的隔离度测试
3.7 小结
3.8 习题

第4章 光源和光电检测器
4.1 光源
4.1.1 半导体器件的发光原理
4.1.2 半导体激光器LD
4.1.3 发光二极管LED
4.1.4 实训半导体激光器特性测试
4.2 光电检测器
4.2.1 光电检测器的工作原理
4.2.2 光电检测器的主要特性参数
4.2.3 实训光电检测器特性测试
4.3 光放大器
4.3.1 光放大器的类型
4.3.2 光放大器的应用场合
4.4 小结
4.5 习题

第5章 光端机
5.1 线路编码
5.1.1 加扰二进码
5.1.2 mBnB码
5.1.3 插入比特码
5.1.4 实训数字光纤通信系统线路编译码实验
5.2 光发射机
5.2.1 要求
5.2.2 光发射机的基本组成
5.2.3 光发射机的主要指标
5.2.4 实训数字发送单元指标测试
5.3 光接收机
5.3.1 光接收机的基本组成
5.3.2 光接收机的主要指标
5.3.3 实训数字接收单元指标测试
5.4 光中继器
5.4.1 光－电－光中继器
5.4.2 全光中继器
5.5 小结
5.6 习题

第6章 SDH光传输系统
6.1 SDH的产生和特点
6.1.1 SDH的产生
6.1.2 SDH的技术特点
6.1.3 SDH存在的问题
6.2 SDH光传输系统结构
6.3 SDH的硬件系统
6.3.1 系统功能框图
6.3.2 硬件单板联系
6.3.3 单板结构排列图
6.4 SDH的网管系统
6.4.1 网管软件层次结构
6.4.2 网管的组网方式
6.4.3 网管的运行环境
6.4.4 实训SDH网管软件安装
6.5 SDH网管系统的功能
6.5.1 系统管理
6.5.2 配置管理
6.5.3 告警管理
6.5.4 性能管理
6.5.5 安全管理
6.5.6 维护管理
6.6 小结
6.7 习题

第7章 SDH的帧结构和复用步骤
7.1 SDH信号的帧结构
7.1.1 SDH信号——STMN的帧结构
7.1.2 开销
7.1.3 指针
7.2 SDH的复用结构和复用步骤
7.2.1 SDH的复用结构和步骤
7.2.2 映射、定位和复用的概念
7.3 实训业务配置
7.4 小结
7.5 习题

第8章 SDH光同步数字传送网
8.1 SDH网络结构和网络保护机理
8.1.1 SDH网络的常见网元
8.1.2 基本的网络拓扑结构
8.1.3 链网和自愈环
8.1.4 SDH网络的整体层次结构
8.1.5 PDH向SDH过渡的策略
8.1.6 实训保护配置
8.2 标准化的物理接口
8.2.1 SDH的电接口
8.2.2 光接口分类
8.3 定时与同步
8.3.1 同步方式
8.3.2 主从同步网中从时钟的工作模式
8.3.3 SDH的引入对网同步的要求
8.3.4 SDH网的同步方式
8.3.5 S.字节和SDH网络时钟保护倒换原理
8.3.6 实训时钟与公务配置
8.4 传输性能
8.4.1 误码性能
8.4.2 抖动性能
8.4.3 漂移性能
8.4.4 实训抖动测试
8.5 小结
8.6 习题

第9章 光纤通信相关技术
9.1 掺铒光纤放大器EDFA
9.1.1 EDFA简介
9.1.2 掺铒光纤放火器EDFA的特性及应用方式
9.2 相干光通信
9.2.1 相干光通信原理
9.2.2 相干光通信系统的光发射机和光接收机
9.3 光孤子通信
9.4 光交换技术
9.4.1 空分光交换
9.4.2 时分光交换
9.4.3 波分光交换
9.5 光复用技术
9.5.1 光波分复用WDM
9.5.2 光时分复用技术
9.5.3 实训光纤通信网中的光波分复用技术实验
9.6 智能光网络ASON
9.6.1 智能光网络的产生
9.6.2 智能光网络的特征
9.6.3 智能光网络的优势
9.7 小结
9.8 习题
附录专用词汇及缩略语
参考文献

精彩书摘

　　1.1 光纤通信的发展简史
　　光纤通信是以光波作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信方式。利用光进行通信并不是一个新概念，我国古代使用的烽火台，欧洲人使用的旗语，以及后来的灯光甚至交通红绿灯等都是光通信的例子，只是它们所能传递的距离和信息量都十分有限。
　　1880年，贝尔发明了用光波作载波传送话音的“光电话”，他用阳光作为光源，硒晶体作为光接收检测器件，通过200m的大气空间成功地传送了语音信号。由于当时没有理想的光源和传输介质，这种光电话的传输距离又很短，并没有实际应用价值，因此未能像其他电通信方式那样得到发展。
　　近代光通信的真正发展只是近三、四十年的事，其中起主导作用的是激光器和光纤的诞生。1960年，美国人梅曼发明了红宝石激光器，这种激光具有波谱宽度窄，方向性好，亮度高，频率和相位较一致的良好特性。后来，贝尔实验室又发明了氦－氖激光器。激光器产生的强相干光为现代光通信提供了可靠的光源，使沉睡了80年的光通信进入了一个崭新的阶段。
　　这一时期出现了研究大气激光通信的热潮。这种通信方式的优点是无须敷设线路，经济方便；但实验也发现，许多因素（如雨、雾、雪、云和大气灰尘，甚至一队偶然飞过的鸟）都会干扰光波的传播。例如，雨能造成30dB／km的衰减，浓雾的衰减高达120dB／km，因而只能做短距离通信用。显然，要想实现信息长距离的稳定传输，需要一种像射频（或微波）通信的电缆（或波导）那样的光波通信传输线。1965年，米勒报道了由金属空心管内一系列透镜构成的透镜光波导，可避免大气传输而带来的缺点，但因其结构太复杂且精度要求太高而不能实现。
　　1966年，英籍华人高锟和霍克哈姆根据介质波导理论，提出了光纤通信的概念。他们指出，若能完全除去玻璃中的杂质，就可以利用玻璃制成衰减为20dB／km的通信光纤，相当于同轴电缆的水平。光纤的损耗极限还远低于这个数值。而当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减也高达1000dB／km以上，这一重大研究成果使光纤通信的研究出现了生机。
　　……

前言/序言

　　本教材是面向高职高专的系列教材之一。目前，关于光纤通信的本科教材有很多，但真正适合高职高专学生学习的教材十分短缺。本书紧紧围绕光纤通信的一般原理和技术进行阐述，轻理论推导，重实际应用，力求深入浅出，通俗易懂，是一门理论性和实用性都较强的教材。
　　在学习本课程前，读者应先修《通信技术基础》、《数字通信》、《数据通信》以及《通信网基础》等课程。通过本课程的学习，使学生能掌握光纤通信的基础知识和基本理论，对整个SDH传输，从理论到实践有一个系统的认识，并初步了解未来光传输技术的发展。
　　本书内容安排如下：
　　第1章介绍光纤通信的发展简史、光纤通信系统的组成、光纤通信的特点及发展趋势等。
　　第2章介绍光纤的特性以及光缆的结构和分类等。
　　第3章介绍各种光无源器件。
　　第4章介绍光源和光电检测器工作原理、基本结构及工作特性等。
　　第5章介绍光端机的功能模块、电路组成、工作原理以及光纤通信常用码型等。
　　第6章介绍SDH的基本概念、SDH光传输设备的系统结构、硬件系统以及网管系统等。
　　第7章介绍SDH的帧结构、SDH的开销和指针、SDH的信号复用等。
　　第8章介绍SDH常见网元、SDH网络结构和网络保护机理、SDH的物理接口、SDH的网同步及SDH的传输性能等。
　　第9章介绍光纤通信的相关技术，包括EDFA、相干光通信、光孤子通信、光交换技术、光复用技术以及智能光网络等。

《智能家居系统设计与实现》 内容简介： 在信息爆炸的时代，物联网（IoT）技术正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，其中，智能家居作为物联网最贴近民生的应用领域之一，正经历着爆炸式的增长与革新。本书《智能家居系统设计与实现》旨在为读者构建一个全面、深入且实操性强的智能家居系统设计与实现知识体系，涵盖从基础理论到高级应用，从硬件选型到软件开发，从网络通信到安全防护的全链条内容。我们并非关注特定某一种通信技术，而是着眼于一个整合性的、多技术融合的智能家居生态系统的构建。 第一部分：智能家居的基础理论与系统架构 本部分将首先阐述智能家居的定义、发展历程、核心价值以及其在现代社会中的重要性。我们将深入剖析智能家居的典型应用场景，例如智能照明、智能安防、环境监测、影音娱乐、能源管理、健康监测以及便捷生活助手等，并探讨这些场景如何通过技术手段实现互联互通与智能化控制。 在此基础上，我们将详细介绍智能家居系统的分层架构，包括感知层（传感器、执行器）、网络层（有线/无线通信协议、网关）、平台层（云平台、边缘计算）以及应用层（移动App、语音助手、Web界面）。每一层的功能、组成要素以及它们之间的交互机制都将进行细致的讲解。特别地，我们将重点分析支撑这些层级运作的关键技术，例如各种传感器的工作原理（温度、湿度、光照、人体移动、门窗状态、气体泄漏等）、执行器的驱动方式（继电器、电机、舵机等）以及数据采集与处理的基本流程。 第二部分：智能家居通信技术选型与实现 虽然本书不专注于单一通信技术，但对支撑智能家居互联互通的各类通信技术进行深入的分析与比较是必不可少的。我们将覆盖目前主流的智能家居通信协议，并从其优缺点、适用场景、功耗、安全性、成本等多个维度进行评估。 Wi-Fi： 作为家庭中最普遍的网络连接方式，我们将探讨Wi-Fi在智能家居中的应用，包括其连接的便利性、带宽优势以及潜在的覆盖范围限制。我们会分析不同Wi-Fi标准（如802.11b/g/n/ac/ax）对智能家居设备性能的影响，并提供优化Wi-Fi网络以支持大量智能设备的建议。 Bluetooth/BLE（低功耗蓝牙）： 深入讲解蓝牙及其低功耗版本在智能家居设备中的应用，例如连接智能灯泡、门锁、可穿戴设备等。我们将分析BLE的低功耗特性如何延长设备电池寿命，以及Mesh组网技术在构建大规模设备网络中的潜力。 Zigbee： 作为一种专为低功耗、低数据速率设计的无线通信协议，Zigbee在智能家居领域扮演着重要角色。我们将详细介绍Zigbee的网络拓扑（星型、网状、树型），其可靠性、低功耗特性以及在构建分布式传感器网络中的优势，并分析其在智能照明、智能安防等场景下的实际应用。 Z-Wave： 类似Zigbee，Z-Wave也是一种专用于智能家居的低功耗无线协议。我们将对其工作原理、特点、优势以及与其他协议的兼容性进行对比分析，并探讨其在北美和欧洲市场的应用情况。 LoRa/NB-IoT等LPWAN（低功耗广域网）技术： 针对一些需要远距离通信或低功耗、低成本部署的应用场景，如智能农业监测、远程资产追踪等，我们将介绍LPWAN技术的特点，及其在特定智能家居应用中的可行性。 Thread： 作为基于IP的低功耗无线网状网络协议，Thread为智能家居设备提供了更直接的IP连接能力，减少了对网关的依赖。我们将深入探讨Thread的工作原理、其与Matter标准的关系，以及其在构建下一代智能家居生态系统中的重要性。 除了介绍各类协议本身，本书还将重点讲解如何选择最适合特定应用需求的通信技术，以及如何通过网关（Gateway）或集线器（Hub）实现不同通信协议设备之间的互联互通。例如，如何利用Wi-Fi网关连接Zigbee设备，或如何通过蓝牙Mesh网关实现不同蓝牙设备间的协同工作。 第三部分：智能家居硬件设计与开发 本部分将深入探讨智能家居设备的硬件设计与实现。读者将学习如何选择合适的微控制器（MCU），如ESP32、STM32、Arduino系列等，并了解它们在智能家居设备中的作用。我们将讲解各种传感器（如DHT11/DHT22温湿度传感器、HC-SR04超声波测距传感器、PIR人体红外感应器、光敏电阻、MQ系列气体传感器等）的选型、接口连接与数据采集方法。 同时，我们将详细介绍执行器（如继电器模块、伺服电机、步进电机、LED驱动芯片等）的驱动原理与控制方法，以实现对灯光、窗帘、门锁等设备的精确控制。此外，电源管理、低功耗设计技术以及PCB（Printed Circuit Board）设计基础也将作为重要内容进行讲解，以帮助读者设计出性能稳定、功耗高效的智能家居硬件产品。 第四部分：智能家居软件开发与平台集成 软件是智能家居系统的“大脑”。本部分将引导读者掌握智能家居的软件开发技能。我们将从嵌入式软件开发入手，讲解如何为ESP32、STM32等微控制器编写固件，实现传感器数据读取、执行器控制以及与通信模块的交互。 随后，我们将深入探讨物联网云平台（如阿里云IoT、AWS IoT、Azure IoT Hub、ThingsBoard等）在智能家居系统中的作用，包括设备接入、数据存储、规则引擎、远程控制、数据可视化等功能。读者将学习如何注册、配置云平台，如何将智能设备连接到云端，并利用云平台实现远程监控与控制。 对于应用层面的开发，我们将介绍如何开发移动应用程序（iOS/Android）或Web应用，以提供用户友好的交互界面。我们将讲解使用各种API（Application Programming Interface）与云平台进行通信，以及如何实现设备状态的实时显示、指令的发送、自动化规则的配置等功能。此外，语音助手（如Amazon Alexa、Google Assistant、Apple HomeKit）的集成与开发也将作为重点内容进行阐述，让智能家居能够通过自然语言进行交互。 第五部分：智能家居网络安全与隐私保护 随着智能家居的普及，网络安全问题日益凸显。本部分将聚焦于智能家居系统的安全设计与防护。我们将分析智能家居设备面临的潜在安全威胁，包括数据窃听、设备劫持、拒绝服务攻击（DoS）等。 我们将详细讲解加密技术（如TLS/SSL）在设备通信中的应用，如何实现设备身份认证与授权，以及固件更新的安全机制。同时，我们将探讨用户数据的隐私保护策略，包括数据最小化原则、匿名化处理以及符合GDPR等隐私法规的设计要求。此外，构建安全的家庭网络环境，例如使用强密码、定期更新路由器固件、隔离IoT设备等，也将作为实践建议进行分享。 第六部分：智能家居系统的自动化与智能化 本书的最终目标是实现真正的智能化，而自动化是智能化进程的关键一步。我们将深入讲解如何构建智能场景与自动化规则。这包括基于时间、事件（如传感器触发）、地理位置等条件进行联动控制。例如，“离家模式”下自动关闭所有灯光、电器并启动安防系统，“回家模式”下自动开启门锁、调节灯光亮度、播放音乐等。 我们将介绍基于规则引擎（Rule Engine）的自动化逻辑设计，以及如何通过机器学习（Machine Learning）和人工智能（AI）技术，让智能家居系统具备学习用户习惯、预测用户需求、进行自主决策的能力。例如，根据用户的生活习惯自动调节室内温度、灯光亮度，或提前预警潜在的能源浪费问题。 第七部分：实际案例分析与项目实践 为了帮助读者更好地理解和掌握所学知识，本书将包含多个实际的智能家居项目案例。这些案例将涵盖不同复杂程度和应用方向，从简单的智能灯光控制到复杂的家庭安防系统集成。每个案例都将详细介绍设计思路、硬件选型、软件实现、通信协议选择、安全性考虑以及最终的落地效果。 此外，本书还将提供相关的代码示例、硬件清单和参考资料，鼓励读者动手实践，亲手构建自己的智能家居系统。通过理论与实践相结合，读者将能够真正掌握智能家居系统的设计与实现技术，为未来智能家居的创新与发展打下坚实基础。 本书致力于为所有对智能家居技术感兴趣的读者提供一个全面、系统、实用的学习平台，无论您是初学者、爱好者、工程师还是行业从业者，都能从中受益。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对《光纤通信技术》这本书的期望值并不高，以为会是一本枯燥乏味的技术手册。但事实证明我错了，这本书的叙述风格非常灵活，有时甚至带着点幽默感。我特别喜欢书中关于光纤制造工艺的描述，它把一个看似简单的玻璃纤维，通过精密的加工过程，变成承载海量信息的高速通道，这个过程本身就充满了科技的魅力。作者没有止步于基本的原理介绍，而是将目光投向了更前沿的领域，比如更高带宽的传输技术、以及未来光网络的发展趋势。这些章节让我对这个行业的发展方向有了更直观的感受，也激发了我对这个领域未来发展的浓厚兴趣。书中提到的一些新型光纤材料和器件，让我看到了无限的可能性。它不是一本死板的教科书，更像是一位经验丰富的工程师在娓娓道来他所热爱的领域，让你在轻松的阅读中，不知不觉地吸收了大量的知识。这种将技术与前沿视野相结合的方式，让这本书在众多同类书籍中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我在阅读这本书之前，对光纤通信的理解仅停留在“网速很快”这个层面。然而，《光纤通信技术》彻底刷新了我的认知。这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是介绍光纤的物理特性，更是深入探讨了光信号在传输过程中遇到的各种挑战，以及如何通过精妙的设计来克服这些挑战。书中关于多模光纤和单模光纤的详细对比，以及它们各自的适用场景，让我对不同类型的光纤有了更清晰的认识。我尤其被书中关于光放大器和中继器的章节所吸引，这些技术对于实现远距离、高容量的光信号传输至关重要。作者在讲解这些复杂概念时，并没有回避技术细节，而是通过大量的图示和公式推导，让读者能够真正理解其背后的原理。我花了相当多的时间反复研读这些章节，并且尝试着去计算一些简单的参数，感觉收获颇丰。这本书让我看到了光纤通信技术是如何在不断突破瓶颈，实现更快的速度和更可靠的传输，这对于任何想要深入了解通信技术的人来说，都是一本不可多得的宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容编排上做到了一个非常出色的平衡。它既有扎实的理论基础，又紧密结合了实际应用。我特别欣赏书中关于光通信系统设计和优化的章节。作者不仅仅是罗列了各种参数和公式，而是通过分析实际案例，讲解了如何在不同的应用场景下，选择合适的光纤类型、传输速率以及网络架构。这对于我这种需要将理论知识转化为实践的人来说，帮助巨大。书中对光信号衰减、色散等关键问题的深入分析，以及相应的解决方案，都让我受益匪浅。我尝试按照书中的一些思路去构思一个简单的光通信链路，在这个过程中，我发现书中的指导非常具体和实用。它就像是一位经验丰富的导师，一步一步地引导你完成整个过程。读完这本书，我感觉自己不仅仅是学到了知识，更重要的是学会了如何去思考和解决光通信工程中的实际问题，这种能力的提升，远比单纯的知识记忆更有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直太令我惊喜了！我之前对这个领域完全是个门外汉，抱着试一试的心态买了这本《光纤通信技术》，没想到打开了新世界的大门。书里的内容，尤其是第一章和第二章，讲解得非常清晰易懂，一点都没有那种晦涩难懂的技术术语堆砌。作者用了很多生动的比喻，把光纤传输的原理讲得像是讲故事一样，让我这个理工科背景不强的人也能很快理解。特别是关于光信号的调制解调部分，之前我总觉得特别抽象，看完书里的图文结合讲解，简直茅塞顿开。我甚至能联想到很多生活中的实际应用，比如我们现在用的高速网络，背后就是这样高效的光纤技术在支撑。这本书不是那种只讲理论的书，它还涉及了很多实际的工程问题，比如光纤的连接、损耗的控制等等，这些内容对我来说都非常宝贵。读完之后，我对光纤通信的整体脉络有了一个非常扎实的了解，感觉以后再遇到相关的技术问题，心里就有了底气。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的引导，让我开始思考如何将这些技术与实际需求结合起来。

评分☆☆☆☆☆

《光纤通信技术》这本书在很多方面都给我留下了深刻的印象，尤其是在它处理“未来展望”这一部分的时候。作者没有仅仅停留在对当前技术的介绍，而是大胆地勾勒出了光纤通信技术在未来的发展图景，这一点让我觉得非常前瞻。书中对下一代光网络架构的设想，以及对超高速、超大容量传输的探讨，都充满了启发性。我尤其对书中关于量子通信与光纤结合的可能性，以及智能光网络的发展方向的讨论很感兴趣。这些内容虽然目前还处于研究和探索阶段，但它们让我看到了光纤通信技术的无限潜力。阅读这些章节，就像是在浏览一份科技的“白皮书”，让我对未来的通信世界充满了期待。这本书不仅仅是一本技术手册，它更是一种思想的启迪，它鼓励读者去思考，去创新，去探索这个领域未知的疆界。它让我想到了很多科幻小说里的场景，原来那些想象，正在一点点地被现实的技术所实现。