通信光纤及其系统应用前沿研究 [Newest Researches On Communication Optical Fibers And Their System Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡先志 著

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 通信系统
• 光纤应用
• 前沿研究
• 光学纤维
• 信息技术
• 光电子学
• 网络技术
• 科研进展

出版社： 武汉理工大学出版社

ISBN：9787562950813

版次：1

商品编码：11977113

包装：平装

外文名称：Newest Researches On Communication Optical Fibers And Their System Applications

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸###

内容简介

　　《通信光纤及其系统应用前沿研究》是一部集通信光纤、传输系统、光网络和光纤系统应用为一体的学术著作。
　　全书内容共分为12章，作者运用光波导理论和光纤设计模型，论述了通信光纤的结构类型、性能特征和系统应用的创新历程、创新思想和创新成果；在分析不同结构类型的通信光纤在不同的光纤传输系统的传输质量要求的基础上，揭示了通信光纤的合理结构、性能特征与系统应用的研究本质和基本规律；在分析和消化国外通信光纤及其系统应用的前沿研究成果的基础上，提出了作者自己的一些新的见解，以期提高我国光纤研究学术水平和推动光纤产业快速发展。
　　《通信光纤及其系统应用前沿研究》可供从事通信光纤领域的科研、设计、制造和维护等方面工作的技术人员，以及高等学校通信工程、电子信息、材料科学等相关学科专业的高年级本科生、研究生和教师等阅读参考。

目录

1 光纤概论
1．1 光纤通信简史
1．2 光纤特点
1．3 光纤性能
1．4 光纤类型演进

2 光纤波导理论
2．1 引言
2．2 光纤结构与光纤类型
2．3 光纤理论
2．4 光纤模式
2．5 单模光纤

3 光纤设计
3．1 引言
3．2 设计原则
3．3 折射率分布
3．4 光纤设计实例

4 光纤传输性能
4．1 引言
4．2 光纤衰减
4．3 光纤色散
4．4 光纤偏振模色散
4．5 光纤非线性效应

5 常用的通信光纤
5．1 引言
5．2 光纤研究历程
5．3 光纤标准
5．4 光纤类型
5．5 通信光纤性能特点

6 吉比特级塑料光纤
6．1 引言
6．2 结构与类型
6．3 制造方法
6．4 光纤衰减
6．5 光纤带宽
6．6 研究方向

7 新型多模光纤
7．1 引言
7．2 多模光纤传输理论
7．3 多模光纤带宽
7．4 10 Gbit/s以太网系统模型
7．5 新型多模光纤最新发展

8 少模光纤
8．1 引言
8．2 少模光纤波导条件
8．3 少模光纤模式结构设计
8．4 少模光纤结构优化
8．5 少模�捕嘈竟庀�
8．6 少模光纤传输系统
8．7 少模光纤研究方向

9 多芯光纤
9．1 引言
9．2 多芯光纤类型
9．3 多芯光纤设计
9．4 制造工艺
9．5 纤芯之间串扰
9．6 串扰抑制
9．7 截止波长变化
9．8 有效横截面面积的有效利用
9．9 大容量传输
9．10 多芯光纤研究方向

10 光纤传输系统
10．1 引言
10．2 光纤传输系统
10．3 光纤传输系统设计
10．4 光缆链路传输性能计算

11 光网络
11．1 引言
11．2 光传送网
11．3 分组传送网
11．4 自动交换光网络
11．5 光纤接入网
11．6 未来光网络

12 光纤系统应用前沿研究
12．1 引言
12．2 多模光纤模分复用25．5 Gbit/s传输系统
12．3 多模光纤40 Gbit/s传输系统
12．4 塑料光纤100 Gbit/s以太网
12．5 G．657光纤100 Gbit/s传输系统
12．6 超低损耗等光纤1．2 Tbit/s传输系统
12．7 G．652光纤30．7 Tbit/s相干光传输系统
12．8 19芯光纤空分复用305 Tbit/s传输系统

参考文献

通信光纤及其系统应用前沿研究 概述 在信息时代飞速发展的今天，通信带宽的需求呈现爆炸式增长，对现有通信基础设施提出了严峻的挑战。其中，作为信息传输“高速公路”的光纤通信技术，正面临着如何进一步提升传输容量、降低损耗、拓展应用边界的关键时期。本书《通信光纤及其系统应用前沿研究》聚焦于当前通信光纤领域最尖端、最具潜力的研究方向，深入探讨了新一代光纤材料、新型传输机制、以及光纤在多元化系统中的创新应用，旨在为相关领域的研究人员、工程师及政策制定者提供一份全面而深入的参考。本书不局限于传统的单模光纤技术，而是将目光投向了那些能够突破现有瓶颈、引领未来通信技术发展的新兴技术和理念。 第一部分：光纤材料与结构创新 光纤材料是信息传输的基石，其性能的提升直接决定了通信系统的上限。本书在这一部分，着重介绍了当前在光纤材料科学领域取得的突破性进展。 空芯光纤（Hollow-Core Fiber, HCF）的最新进展： 传统光纤由于基质材料的固有损耗和非线性效应，其传输能力受到限制。空芯光纤通过在光纤内部形成空气或特定气体填充的空腔，使得光信号在空气中传播，从而显著降低了损耗和非线性效应。本书将详细介绍不同类型空芯光纤（如光子带隙空芯光纤、反谐振空芯光纤）的设计原理、制造工艺及其在超低损耗传输、高功率传输、宽带隙传输等方面的最新研究成果。特别关注其在实现超长距离、超大容量通信以及在激光器、传感器等领域的潜在应用。 新型光纤包层设计与性能优化： 除了纤芯材料，光纤的包层结构对光信号的限制、模式控制以及杂散光的抑制起着至关重要的作用。本书将探讨多层包层、周期性结构包层（如Photonic Crystal Fiber, PCF）在实现特定折射率分布、控制模式数量、降低模间色散等方面的最新设计理念。例如，引入新型介电材料或周期性微结构，可以实现传统包层无法达到的性能，如弯曲损耗的降低、单模工作的扩展等。 特种功能光纤材料与制备： 除了通信传输，光纤在传感、激光、光电转换等领域也扮演着重要角色。本书将介绍如掺杂光纤（如掺铒光纤、掺镱光纤）在光放大器和光纤激光器方面的最新进展，以及如何通过改变掺杂浓度、引入多重掺杂等方式进一步提升增益特性和工作效率。同时，还会探讨如金属纳米粒子掺杂光纤、量子点掺杂光纤等在实现新型光电功能方面的探索，例如用于非线性光学器件、光存储等。 环境友好型与可持续光纤材料： 随着全球对环境保护意识的提高，开发低能耗、低污染的材料和制备工艺成为重要趋势。本书将审视在光纤材料的制造过程中，如何通过优化化学成分、采用更绿色的制备方法（如气相沉积、溶胶-凝胶法等）来降低能耗和减少有害物质排放，从而推动光纤通信产业的可持续发展。 第二部分：新型传输机制与技术 为了突破现有光纤通信系统的容量限制，研究人员不断探索新的光信号传输机制和编码方式。本书的第二部分将深入剖析这些前沿技术。 空分复用（Space-Division Multiplexing, SDM）技术： SDM通过在物理上分离多个独立的传输通道，例如利用多芯光纤（Multicore Fiber, MCF）或少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF），实现传输容量的线性增长。本书将详细阐述不同SDM方案的设计原理、模式分离与合路技术、以及模间/芯间串扰的抑制方法。重点介绍如何通过先进的信号处理算法，如零强迫（Zero-Forcing, ZF）、最小均方误差（Minimum Mean Square Error, MMSE）等，有效补偿SDM系统中的串扰，实现超大容量的传输。 相干光通信与高级调制格式： 相干检测技术能够同时利用光的振幅和相位信息，极大地提升了频谱效率。本书将深入探讨相干光通信系统中最新发展的调制格式，如正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）与相干检测的结合，以及更高阶的QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等。重点关注如何设计高性能的数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）来补偿色散、非线性效应和频率偏移，从而实现更高阶调制格式的稳定传输。 光子集成与超高速光信号处理： 光子集成技术能够将多个光学功能模块集成到单个芯片上，实现小型化、低功耗和高集成度的光通信系统。本书将介绍基于硅光子、铌酸锂等平台的最新光子集成器件，如硅基光调制器、光探测器、波长选择开关等，以及它们在构建紧凑型相干光模块、数据中心互联（DCI）等应用中的前景。同时，还将探讨如何利用集成光子器件实现高速的光信号处理，如光采样、光开关、光逻辑门等，为未来超高速光网络奠定基础。 低功耗与节能传输技术： 随着通信流量的激增，通信设备的能耗问题日益突出。本书将关注那些致力于降低光纤通信系统能耗的创新技术，例如低功耗光器件的设计、动态功率管理策略、以及利用机器学习优化网络资源分配等。目标是实现“绿色通信”，在满足高速传输需求的同时，最大限度地降低能源消耗。 第三部分：通信光纤的系统应用与发展趋势 光纤通信技术的进步最终体现在其在各个领域的广泛而深入的应用。本书的第三部分将聚焦于通信光纤在不同系统中的前沿应用和未来发展趋势。 数据中心互联（Data Center Interconnect, DCI）的挑战与机遇： 随着云计算、大数据和人工智能的兴起，数据中心之间的流量激增，对DCI提出了更高的带宽和更低的时延要求。本书将分析当前DCI面临的主要瓶颈，如线缆密度、功耗、成本等，并探讨新型光纤（如多芯光纤）和SDM技术在提升DCI容量方面的潜力。同时，也将讨论如何通过优化传输距离、提升设备集成度来降低DCI的总体拥有成本。 5G/6G通信网络中的光纤基础设施： 5G及未来6G通信网络对基站的密度、带宽和低时延有着极高的要求，这离不开高效、高容量的光纤回传和前传网络。本书将分析5G/6G网络架构对光纤通信技术提出的新需求，例如对低损耗、低色散、高带宽光纤的需求，以及如何在复杂的网络环境中实现灵活的带宽分配和高效的链路管理。 面向物联网（IoT）与边缘计算的光纤应用： 物联网的爆炸式增长产生了海量数据，需要强大的网络支持。本书将探讨光纤通信如何赋能大规模物联网部署，例如通过光纤网络实现传感器数据的实时采集和传输，以及如何结合边缘计算，将部分数据处理能力下沉到网络边缘，降低对中心云的依赖。 海底光缆通信的未来发展： 海底光缆是全球信息传输的“生命线”。本书将审视海底光缆通信在容量提升、传输距离延长、以及可靠性增强方面的新研究方向，例如探索更先进的光纤材料和中继技术，以应对更深更广的海底环境挑战。 光纤在人工智能与科学研究中的潜在应用： 除了传统的通信领域，光纤的独特光学特性也使其在人工智能计算、高性能计算以及基础科学研究中展现出巨大潜力。本书将探讨如何利用光纤实现新型光计算架构，例如光神经网络，以及光纤在天文学、粒子物理等领域中的传感和数据传输应用。 结论 《通信光纤及其系统应用前沿研究》一书，以其广阔的视野和深入的分析，全面展现了通信光纤领域最新、最前沿的研究成果。本书不仅涵盖了光纤材料、传输机制的理论突破，更将目光聚焦于这些技术在实际系统中的应用前景，为读者勾勒出一幅通信光纤技术蓬勃发展的壮丽图景。我们期望本书能够激发更多创新灵感，推动通信光纤技术迈向新的高峰，为构建更智能、更互联的未来社会贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《通信光纤及其系统应用前沿研究》非常直观地传达了其核心内容，即聚焦于通信光纤技术最尖端的研发成果及其在各个应用领域的最新进展。我一直认为，通信技术是现代社会发展的基石，而光纤通信更是其中的佼佼者，其速度、容量和稳定性在很大程度上决定了我们能否享受数字时代的便利。因此，我非常渴望通过这本书来了解当前该领域最热门的研究方向。书中是否会深入探讨下一代光纤材料的性能极限，比如在可见光通信、太赫兹通信中的应用前景？在系统应用方面，我尤其好奇，书中会如何解析光纤通信技术在人工智能、物联网、智能制造等领域带来的具体变革，例如，如何通过低延迟、高可靠性的光纤网络支撑起海量设备的数据交互和实时决策？此外，我非常希望能看到书中对一些尚未广泛普及但潜力巨大的应用进行介绍，比如，在量子信息科学中，光纤作为量子比特传输的载体，其技术发展到了哪个阶段？或者在航空航天领域，如何在极端环境下实现稳定可靠的光纤通信？这本书的出现，无疑为我提供了一个深入了解通信光纤最新发展动态的窗口，让我能够更清晰地把握未来的技术趋势。

评分☆☆☆☆☆

这本《通信光纤及其系统应用前沿研究》的书名听起来就充满了吸引力，让我对光纤通信的最新进展充满了好奇。我一直对科技的飞速发展感到惊叹，特别是通信技术，它直接影响着我们生活的方方面面，从日常的网络浏览到远程医疗，再到物联网的蓬勃发展，都离不开高效可靠的通信基础设施。而光纤，作为信息传输的“高速公路”，其技术的每一次革新都可能带来革命性的变化。我特别期待书中能够深入探讨当前光纤通信领域面临的关键挑战，比如如何进一步提升传输速率，突破带宽限制，以及如何解决信号衰减和色散等问题。同时，我也对光纤在5G、6G乃至未来通信网络中的角色充满兴趣，书中是否能揭示一些尚处于萌芽阶段但潜力巨大的应用方向？比如，超低延迟的光纤网络在自动驾驶、虚拟现实/增强现实（VR/AR）等领域会带来怎样的颠覆性体验？再比如，在太空通信、深海探索等极端环境下，新型光纤材料和系统设计能否克服技术瓶颈，实现前所未有的连接能力？我相信，这本书的出现，定能为我打开一扇了解通信光纤最新科研成果的大门，让我对未来的通信世界有一个更清晰、更深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信行业有浓厚兴趣的学生，我一直在寻找能够帮助我深入了解行业前沿动态的资料。《通信光纤及其系统应用前沿研究》这个书名立刻抓住了我的眼球，它直指通信光纤技术的核心和实际应用，这正是我想学习和掌握的重点。我非常好奇书中会对哪些具体的“前沿研究”进行介绍，比如，会不会涉及新型光纤材料的研发，像是掺杂光纤、空芯光纤，或者在低损耗、高带宽方面的最新突破？另外，光纤的“系统应用”部分也让我颇为期待。我们知道，光纤不仅仅是传输介质，它还承载着整个通信系统的设计和优化。书中是否会探讨如何设计更高效的光网络架构，如何应对日益增长的数据流量，以及在云计算、大数据背景下，光纤在数据中心互联中的作用？我尤其关注的是，书中会不会介绍一些正在兴起或已崭露头角的应用，例如，光纤传感技术在智慧城市、环境监测中的潜力，或者光通信技术在人工智能、边缘计算等新兴技术领域的融合应用。我对这本书寄予厚望，希望它能提供给我丰富的知识储备，为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

《通信光纤及其系统应用前沿研究》这个书名，让我想到了无数科学家和工程师在实验室里辛勤工作的场景，他们不断探索着通信技术的边界。我一直对光纤在现代社会中的关键作用深感钦佩，它不仅仅是传输数据的介质，更是驱动信息时代发展的核心动力。这本书的书名承诺了“前沿研究”，这让我充满期待。我希望书中能够详细阐述那些可能改变通信格局的颠覆性技术，例如，在单模光纤之外，是否存在新型光纤结构能够提供更高的性能，或者在光信号处理方面，是否有革命性的技术能够实现更高效、更低功耗的信号编码和解码？在系统应用方面，我特别想了解，当前光纤通信技术如何在满足爆炸式增长的数据需求的同时，还能应对日益严峻的网络安全挑战。书中是否会探讨在网络切片、软件定义网络（SDN）等新技术框架下，光纤网络的演进方向？另外，我也非常关注书中是否会涉及一些更具未来感的应用，例如，光纤在太空探索中的通信难题，或者在海底光缆部署中的技术创新，以及如何利用光纤技术实现更精确的地理定位和环境监测。这本书无疑将是一次深度探索通信光纤未来发展的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

读到《通信光纤及其系统应用前沿研究》这个书名，我脑海中立刻浮现出一幅科技迅猛发展的画面。光纤通信，这个我们日常生活中再熟悉不过的技术，却在不断地刷新着人们的认知。这本书的名称暗示着它将带领我们窥探这个领域的最新研究成果，这对于我这样追求知识更新的学习者来说，无疑是一份宝贵的礼物。我迫切想知道，书中是否会深入剖析当前光纤通信技术面临的瓶颈，例如，在超长距离传输中如何有效克服信号衰减和色散问题？又或者，在高密度波分复用（DWDM）技术之外，还有哪些更具创新性的多路复用技术正在涌现？在系统应用方面，我特别关注的是，书中所介绍的“前沿研究”将如何影响我们现有的通信网络，比如，在数据中心内部，光互连技术的最新进展是否能大幅提升数据交换效率？在城域网和骨干网层面，新的光纤技术和网络架构又将如何支撑起未来的万物互联和海量数据传输？此外，我很好奇书中是否会提及一些跨学科的应用，例如，将光纤技术与量子通信结合，或者在生物医学领域，光纤在微创手术和生物传感方面的最新突破。这本书无疑将是我探索通信光纤未知领域的一把钥匙。