光縴通信（第五版） [Optical Fiber Communication, Fifth Edition] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

本書係統地介紹瞭光縴通信的各方麵知識。全書共14章，內容涵蓋光縴傳輸原理和傳輸特性，半導體光源和光檢測器的工作原理與工作特性，數字光縴通信係統和模擬光縴通信係統，光放大器的工作原理和性能，WDM係統原理與器件，光網絡與光交換，光縴通信係統的性能測量及管理。與前一版相比， 新增瞭高級光調製格式、100 Gbps和400 Gbps鏈路、光縴的非綫性效應、光子晶體光縴、高速通信中的前嚮糾錯、光載射頻（ROF）及光纜鋪設等新內容。

作者簡介

Gerd Keiser 國立颱灣科技大學電子工程係科學顧問委員會客座教授。他的教學科研興趣包括光子器件研發、光傳輸係統、光縴到駐地網絡、智能建築和智能傢庭網絡以及生物醫學光子學。此外，他還是光子通信聯盟的發起人和首席顧問。他曾在Honeywell，GTE和通用動力等公司任職，從事光網絡和數字交換技術的開發與應用。他在GTE的技術成就贏得瞭Leslie Award奬。他還擔任過美國東北大學、塔夫茨大學和波士頓大學的兼職教授。Keiser博士是IEEE會士、OSA和SPIE會員、Optical Fiber Technology 雜誌副主編、4本研究生教材的作者。

蒲濤，中國人民解放軍理工大學通信工程學院光電技術教研中心教授，研究方嚮：光縴通信，光縴傳感，光縴光柵，光碼分多址通信，微波光子學。

目錄

第1章 光縴通信概述
1．1 光通信的發展動力
1．1．1 光網絡的發展曆程
1．1．2 光縴的優點
1．2 光頻譜帶
1．2．1 電磁能量
1．2．2 工作窗口和光頻帶
1．3 分貝單位
1．4 網絡信息速率
1．4．1 電信信號復用
1．4．2 SONET/SDH復用體係
1．5 光信道復用
1．5．1 WDM概述
1．5．2 偏振復用
1．5．3 模分復用
1．5．4 多芯光縴
1．6 光縴通信係統的關鍵組件
1．7 光通信網絡的演進
1．8 光縴通信標準
1．9 仿真與建模工具
1．9．1 仿真工具的特徵
1．9．2 圖形編程語言
1．9．3 學生使用的程序舉例
1．10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第2章 光縴：結構、 導波原理和
製造
2．1 光的性質
2．1．1 綫偏振
2．1．2 橢圓偏振和圓偏振
2．1．3 光的量子特性
2．2 基本的光學定律和定義
2．2．1 摺射率
2．2．2 反射和摺射
2．2．3 光的偏振分量
2．2．4 偏振敏感材料
2．3 光縴模式和結構
2．3．1 光縴分類
2．3．2 光縴結構的變化
2．3．3 光射綫和模式
2．3．4 階躍摺射率光縴結構
2．3．5 射綫光學描述
2．3．6 介質平闆波導中的波動
描述
2．4 圓波導的模式理論
2．4．1 模式概述
2．4．2 關鍵的模式概念的歸納
2．4．3 麥剋斯韋方程組*
2．4．4 波導方程式*
2．4．5 階躍摺射率光縴中的波動
方程*
2．4．6 模式方程*
2．4．7 階躍摺射率光縴中的
模式*
2．4．8 綫偏振模*
2．4．9 階躍摺射率光縴中的
光功率流*
2．5 單模光縴
2．5．1 結構
2．5．2 模場直徑
2．5．3 單模光縴中的傳播模
2．5．4 有效摺射率
2．6 梯度摺射率光縴的結構
2．6．1 縴芯摺射率結構
2．6．2 梯度摺射率光縴的數值
孔徑
2．6．3 梯度摺射率光縴的截止
條件
2．7 光縴材料
2．7．1 玻璃光縴
2．7．2 有源玻璃光縴
2．7．3 塑料光縴
2．8 光子晶體光縴(PCF)
2．8．1 摺射率導引PCF
2．8．2 光子帶隙PCF
2．9 光縴製造
2．9．1 外部汽相氧化法
2．9．2 汽相軸嚮沉積法
2．9．3 改進的化學汽相沉積法
2．9．4 等離子體激活化學汽相
沉積法
2．9．5 光子晶體光縴製造
2．10 光纜
2．10．1 光纜結構
2．10．2 室內光纜
2．10．3 室外光纜
2．11 光纜鋪設方法
2．11．1 直埋式鋪設
2．11．2 光纜牽入管道
2．11．3 光纜氣吹鋪設
2．11．4 架空鋪設
2．11．5 海底鋪設
2．11．6 行業鋪設標準
2．12 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第3章 衰減和色散
3．1 衰減
3．1．1 衰減單位
3．1．2 吸收損耗
3．1．3 散射損耗
3．1．4 彎麯損耗
3．1．5 縴芯和包層的損耗
3．2 光縴中的信號畸變
3．2．1 色散概述
3．2．2 模式時延
3．2．3 色散起因
3．2．4 群時延
3．2．5 材料色散
3．2．6 波導色散
3．2．7 單模光縴中的色散
3．2．8 偏振模色散
3．3 單模光縴性能
3．3．1 摺射率分布
3．3．2 截止波長
3．3．3 色散計算
3．3．4 模場直徑
3．3．5 彎麯損耗
3．4 國際標準
3．4．1 G．651．1建議
3．4．2 G．652建議
3．4．3 G．653建議
3．4．4 G．654建議
3．4．5 G．655建議
3．4．6 G．656建議
3．4．7 G．657建議
3．5 特種光縴
3．6 多芯光縴
3．7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第4章 光源
4．1 半導體物理學基礎
4．1．1 能帶
4．1．2 本徵材料和非本徵材料
4．1．3 pn結
4．1．4 直接帶隙和間接帶隙
4．1．5 半導體器件的製造
4．2 發光二極管（LED）
4．2．1 LED的結構
4．2．2 光源材料
4．2．3 量子效率和LED的功率
4．2．4 LED的調製
4．3 半導體激光器
4．3．1 半導體激光器的模式和
閾值條件
4．3．2 半導體激光器的速率
方程
4．3．3 外量子效率
4．3．4 諧振頻率
4．3．5 半導體激光器結構和輻射
場型分布
4．3．6 單模激光器
4．3．7 半導體激光器的調製
4．3．8 激光器綫寬
4．3．9 外調製
4．3．10 溫度特性
4．4 光源的綫性特性
4．5 發射機封裝
4．6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第5章 光功率發射和耦閤
5．1 光源至光縴的功率發射
5．1．1 光源的輸齣分布
5．1．2 功率耦閤計算
5．1．3 發射功率與波長的關係
5．1．4 穩態數值孔徑
5．2 改善耦閤的透鏡結構
5．2．1 非成像微球
5．2．2 半導體激光器與光縴的
耦閤
5．3 光縴與光縴的連接
5．3．1 機械對準誤差
5．3．2 光縴相關損耗
5．3．3 光縴端麵製備
5．4 LED與單模光縴的耦閤
5．5 光縴接頭
5．5．1 連接方法
5．5．2 單模光縴的連接
5．6 光縴連接器
5．6．1 連接器的類型
5．6．2 單模光縴連接器
5．6．3 連接器迴波衰減
5．7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第6章 光檢測器
6．1 光電二極管的物理原理
6．1．1 pin光電二極管
6．1．2 雪崩光電二極管
6．2 光檢測器噪聲
6．2．1 噪聲源
6．2．2 信噪比
6．2．3 噪聲等效功率
6．3 檢測器響應時間
6．3．1 耗盡層光電流
6．3．2 響應時間
6．3．3 雙異質結光電二極管
6．4 雪崩倍增噪聲
6．5 InGaAs APD結構
6．6 溫度對雪崩增益的影響
6．7 光檢測器比較
6．8 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第7章 光接收機
7．1 接收機工作的基本原理
7．1．1 數字信號傳輸
7．1．2 誤碼源
7．1．3 前置放大器
7．2 數字接收機性能
7．2．1 誤碼率
7．2．2 接收機靈敏度
7．2．3 量子極限
7．3 眼圖
7．3．1 眼圖的特徵
7．3．2 BER和Q因子測量
7．4 突發模式接收機
7．5 模擬接收機
7．6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第8章 數字鏈路
8．1 點到點鏈路
8．1．1 傳輸信號格式
8．1．2 係統考慮
8．1．3 鏈路功率預算
8．1．4 展寬時間預算
8．1．5 短波長帶
8．1．6 單模光縴鏈路的損耗限製
距離
8．2 功率代價
8．2．1 色度色散代價
8．2．2 偏振模色散代價
8．2．3 消光比代價
8．2．4 模式噪聲
8．2．5 模分配噪聲
8．2．6 啁啾
8．2．7 反射噪聲
8．3 差錯控製
8．3．1 誤碼檢測概念
8．3．2 綫性檢錯碼
8．3．3 多項式碼
8．3．4 前嚮糾錯
8．4 相乾檢測
8．4．1 基本概念
8．4．2 零差檢測
8．4．3 外差檢測
8．4．4 誤碼率比較
8．5 高級光調製格式
8．5．1 頻譜效率
8．5．2 相移鍵控和IQ調製
8．5．3 差分正交相移鍵控
（DQPSK）
8．5．4 正交幅度調製（QAM）
8．6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第9章 模擬鏈路
9．1 模擬鏈路概述
9．2 載噪比
9．2．1 載波功率
9．2．2 光檢測器和前置放大器的
噪聲
9．2．3 相對強度噪聲（RIN)
9．2．4 反射對RIN的影響
9．2．5 極限條件
9．3 多信道傳輸技術
9．3．1 多信道幅度調製
9．3．2 多信道頻率調製
9．3．3 副載波復用
9．4 光載射頻（ROF）
9．4．1 關鍵鏈路參數
9．4．2 無雜散動態範圍
9．5 光載鏈路射頻
9．5．1 ROF網絡天綫基站
9．5．2 多模光縴鏈路射頻
9．6 微波光子學
9．7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第10章 WDM概念和光器件
10．1 WDM概述
10．1．1 WDM的工作原理
10．1．2 WDM標準
10．2 無源光耦閤器
10．2．1 2×2光縴耦閤器
10．2．2 散射矩陣錶示法
10．2．3 2×2波導耦閤器
10．2．4 星形耦閤器
10．2．5 馬赫曾德爾乾涉
復用器
10．3 隔離器和環形器
10．3．1 光隔離器
10．3．2 光環形器
10．4 光縴光柵濾波器
10．4．1 光柵基礎
10．4．2 光縴布拉格光柵
10．4．3 FBG的應用
10．5 介質薄膜濾波器
10．5．1 標準具理論
10．5．2 TFF的應用
10．6 基於相位陣列的WDM
器件
10．7 衍射光柵
10．8 有源光器件
10．8．1 MEMS技術
10．8．2 可變光衰減器
10．8．3 可調諧光濾波器
10．8．4 動態增益均衡器
10．8．5 光分插復用器
10．8．6 偏振控製器
10．8．7 色度色散補償器
10．9 可調諧光源
10．10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第11章 光放大器
11．1 光放大器的基本應用和
分類
11．1．1 一般應用
11．1．2 放大器的類型
11．2 半導體光放大器
11．2．1 外部泵浦
11．2．2 放大器增益
11．2．3 SOA的帶寬
11．3 摻鉺光縴放大器
11．3．1 放大機理
11．3．2 EDFA的結構
11．3．3 EDFA的功率轉換效率
及增益
11．4 放大器噪聲
11．5 光信噪比
11．6 係統應用
11．6．1 功率放大器
11．6．2 在綫放大器
11．6．3 前置放大器
11．6．4 多信道放大
11．6．5 在綫放大器增益控製
11．7 拉曼放大器
11．7．1 拉曼增益
11．7．2 泵浦激光器
11．8 寬帶光放大器
11．9 光縴激光器
11．10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第12章 非綫性效應
12．1 非綫性效應概述
12．2 有效長度與有效麵積
12．3 受激拉曼散射
12．4 受激布裏淵散射
12．5 自相位調製
12．6 交叉相位調製
12．7 四波混頻
12．8 減小四波混頻
12．9 波長變換
12．9．1 光門波長轉換器
12．9．2 波混頻波長轉換器
12．10 孤子
12．10．1 孤子脈衝
12．10．2 孤子參數
12．10．3 孤子寬度和間隔
12．11 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第13章 光網絡
13．1 網絡概念
13．1．1 網絡術語
13．1．2 網絡分類
13．1．3 網絡層次
13．1．4 光層
13．2 網絡拓撲
13．2．1 無源綫形總綫的性能
13．2．2 星形結構的性能
13．3 SONET/SDH
13．3．1 傳輸格式和速率
13．3．2 光接口
13．3．3 SONET/SDH環
13．3．4 SONET/SDH網絡
13．4 高速光鏈路
13．4．1 10 Gbps光鏈路
13．4．2 40 Gbps光鏈路
13．4．3 100 Gbps鏈路
13．4．4 400 Gbps以上速率
鏈路
13．5 光分插復用器
13．5．1 OADM的結構
13．5．2 可重構OADM
13．6 光交換
13．6．1 光交叉連接
13．6．2 波長變換
13．6．3 波長路由
13．6．4 光分組交換
13．6．5 光突發交換
13．7 WDM網絡實例
13．7．1 寬帶長途WDM網絡
13．7．2 窄帶城域WDM網絡
13．8 無源光網絡
13．8．1 基本的PON架構
13．8．2 有源PON模塊
13．8．3 業務流量
13．8．4 GPON特性
13．8．5 WDM PON架構
13．9 DWDM 直接承載IP
13．10 光以太網
13．10．1 基本的光以太網方案
13．10．2 EPON/GE?PON架構
13．10．3 城域光以太網
13．11 降低傳輸損傷
13．11．1 色度色散補償光縴
13．11．2 布拉格光柵色散
補償器
13．11．3 偏振模色散補償
13．11．4 光放大器增益瞬變
13．12 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第14章 性能測量與監控
14．1 測量標準
14．2 基本測試設備
14．2．1 測試用光源
14．2．2 光譜分析儀
14．2．3 多功能光測試儀
14．2．4 光衰減器
14．2．5 光傳送網（OTN）
測試儀
14．2．6 可視故障指示儀
14．3 光功率測量
14．3．1 光功率的定義
14．3．2 光功率計
14．4 光縴特性參數
14．4．1 摺射近場法
14．4．2 傳輸近場法
14．4．3 損耗測量
14．4．4 色散測量
14．5 眼圖
14．5．1 模闆測試
14．5．2 壓力眼圖
14．5．3 眼圖輪廓
14．6 光時域反射儀（OTDR）
14．6．1 OTDR軌跡
14．6．2 損耗測量
14．6．3 OTDR盲區
14．6．4 光縴故障定位
14．6．5 光迴波衰減
14．7 光性能監測
14．7．1 管理構架和功能
14．7．2 光層管理
14．7．3 OPM功能
14．7．4 網絡維護
14．7．5 故障管理
14．7．6 OSNR監視
14．8 光縴係統性能測量
14．8．1 誤碼率測試
14．8．2 光信噪比評估
14．8．3 Q因子評估
14．8．4 光調製幅度（OMA）
測量
14．8．5 定時抖動測量
14．9 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
附錄A 國際單位製
附錄B 常用數學關係式
附錄C 貝塞爾函數
附錄D 分貝
附錄E 縮寫
附錄F 拉丁文符號
附錄G 希臘文符號

前言/序言

譯 者 序

由於Gerd Keiser 教授的Optical Fiber Communications一書的世界性影響， 2002年我們將本書的第三版翻譯成中文， 受到瞭國內同仁及相關專業學生的歡迎。轉瞬間， 十幾個年頭過去瞭， 光縴通信領域在這十多年間取得瞭許多新的進展， 而Gerd Keiser 教授也將本書的第五版奉獻給瞭讀者。為方便國內讀者學習， 我們又提供瞭新版的中譯本以饗讀者。

在作者所寫的前言中已詳細列齣瞭第四版和第五版新增加的內容。在諸多新內容中我們認為讀者需要關注如下熱點：

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