《光纤通信》 - [美]Gerd Keiser[格尔德 · 凯泽] - 电子工业出版社 - 香港大書城

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『簡體書』光纤通信

書城自編碼： 4111392
分類：簡體書→大陸圖書→教材→研究生/本科/专科教材
作者： [美]Gerd Keiser[格尔德 · 凯泽]
國際書號(ISBN)： 9787121499838
出版社：电子工业出版社
出版日期： 2025-04-01

頁數/字數： /
釘裝：平塑

售價：HK$ 141.9

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內容簡介：

本书是光纤通信领域的经典著作，系统地介绍了光纤通信系统的组成、工作原理和关键技术。全书共14章，内容涵盖光纤传输原理和传输特性、半导体光源和光检测器的工作原理与工作特性、数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统、光放大器的工作原理和性能、波分复用(WDM)系统原理与器件、光网络与光交换、光纤通信系统的性能测量及管理。本书还包含了高级光调制格式、400 Gbps甚至更高速率的光链路、光纤的非线性效应、光子晶体光纤、高速通信中的前向纠错机制、光载射频(ROF)及光缆铺设等内容。

關於作者：

Gerd Keiser 波士顿大学研究教授， PhotonicsComm Solutions公司的教授兼顾问，该公司专注于光通信和生物光子学行业的教育和咨询服务。Keiser曾在霍尼韦尔、GTE和通用动力等知名公司从事电信技术工作。他在GTE的技术贡献为他赢得了该领域的著名奖项——莱斯利·华纳奖（Leslie Warner Award）。此外，他还曾担任美国东北大学、美国波士顿大学和美国塔夫茨大学的电气工程副教授，美国温特沃斯理工学院的工业顾问，以及台湾科技大学电子工程系的讲座教授，他还是新加坡科技研究局（A*STAR）和澳大利亚墨尔本大学的访问学者。Keiser是IEEE终身会士，美国光学学会（OSA）和国际光学工程学会（SPIE）会士。他曾担任多种技术期刊的副主编和审稿人，并撰写了五本著作。他在美国威斯康星大学获得数学学士学位和物理学硕士学位，在美国东北大学获得物理学博士学位。他的学术经历和研究兴趣主要集中在光网络和生物光子学领域。蒲涛陆军工程大学通信工程学院电磁频管与光电教研室教授、博士生导师。陆军工程大学学位委员会委员、电子科学与技术学科带头人。长期从事军事光通信及微波光子学研究。作为负责人先后承担完成了4个国家自然科技基金项目，是国家自然科学基金委信息学部会评专家。承担完成装备预研项目4项，获军队科技进步二等奖2项、三等奖4项。出版了教材译著4部，以及国内最早的微波光子学领域专著《微波光子学原理与应用》。获得国家发明专利6项，发表论文100余篇， SCI收录80余篇。

目录
第1章光纤通信概述1
1.1 光通信的发展原因2
1.1.1 光网络的发展历程2
1.1.2 光纤的优点2
1.2 光频谱带3
1.2.1 电磁能量谱3
1.2.2 工作窗口和光频带5
1.3 分贝单位6
1.4 数字复用技术9
1.4.1 基本的电信信号复用9
1.4.2 SONET/SDH复用体系11
1.4.3 光传送网(OTN)12
1.5 波长信道复用12
1.5.1 WDM概述12
1.5.2 偏振复用13
1.5.3 多芯光纤13
1.6 光纤通信系统的基本组件13
1.7 光通信网络的演进15
1.8 光纤通信标准16
1.9 小结17
习题17
习题解答(选)19
原著参考文献19
第2章光纤：结构、导波原理和制造22
2.1 光的性质22
2.1.1 偏振23
2.1.2 线偏振24
2.1.3 椭圆偏振和圆偏振25
2.1.4 光的量子特性26
2.2 基本的光学定律和定义27
2.2.1 折射率的概念27
2.2.2 反射和折射基础28
2.2.3 光的偏振特性30
2.2.4 偏振敏感材料30
2.3 光纤模式和结构32
2.3.1 传统的光纤分类32
2.3.2 光射线和模式34
2.3.3 阶跃折射率光纤结构34
2.3.4 射线光学描述35
2.3.5 介质平板波导中的光波37
2.4 圆波导的模式理论38
2.4.1 模式概述38
2.4.2 截止波长和参数V39
2.4.3 阶跃折射率光纤中的光功率41
2.4.4 线偏振模42
2.5 单模光纤43
2.5.1 SMF结构43
2.5.2 模场直径44
2.5.3 双折射的起源45
2.5.4 有效折射率46
2.6 梯度折射率(GI)光纤的结构46
2.6.1 GI光纤的纤芯结构46
2.6.2 梯度折射率光纤的数值孔径46
2.6.3 梯度折射率光纤的截止条件47
2.7 光纤材料48
2.7.1 玻璃光纤48
2.7.2 标准光纤制造49
2.7.3 有源玻璃光纤49
2.7.4 塑料光纤50
2.8 光子晶体光纤(PCF)概念50
2.8.1 折射率导引PCF50
2.8.2 光子带隙光纤51
2.9 光缆51
2.9.1 光缆结构52
2.9.2 室内光缆类型53
2.9.3 室外光缆类型54
2.10 小结54
附录：菲涅耳方程55
习题57
习题解答(选)58
原著参考文献59
第3章衰减和色散62
3.1 衰减62
3.1.1 衰减单位62
3.1.2 光功率的吸收64
3.1.3 光纤中的散射损耗67
3.1.4 弯曲损耗68
3.1.5 纤芯和包层的损耗70
3.2 光纤中的信号畸变71
3.2.1 色散概述71
3.2.2 模式时延效应73
3.2.3 色散起因74
3.2.4 群时延75
3.2.5 材料色散76
3.2.6 波导色散78
3.2.7 单模光纤中的色散78
3.2.8 偏振模色散79
3.3 单模光纤的设计和性能81
3.3.1 折射率剖面81
3.3.2 截止波长的概念83
3.3.3 色散计算标准84
3.3.4 模场直径的定义86
3.3.5 单模光纤中的弯曲损耗86
3.4 国际标准ITU-T的光纤标准87
3.4.1 G.651.1建议87
3.4.2 G.652建议88
3.4.3 G.653建议88
3.4.4 G.654建议89
3.4.5 G.655建议89
3.4.6 G.656建议89
3.4.7 G.657建议89
3.5 特种光纤的设计和使用90
3.6 多芯光纤92
3.7 小结92
习题93
习题解答(选)94
原著参考文献95
第4章光源97
4.1 半导体物理学基础98
4.1.1 半导体能带98
4.1.2 本征材料和非本征材料100
4.1.3 pn结101
4.1.4 直接带隙和间接带隙102
4.1.5 半导体器件的制造103
4.2 发光二极管(LED)的原理103
4.2.1 LED的结构104
4.2.2 光源的半导体材料106
4.2.3 LED的量子效率和输出功率109
4.2.4 LED的响应时间111
4.3 半导体激光器113
4.3.1 半导体激光器的模式和阈值条件114
4.3.2 半导体激光器的速率方程120
4.3.3 外微分量子效率121
4.3.4 激光器的谐振频率121
4.3.5 激光二极管的结构和辐射场型分布123
4.3.6 单模激光器123
4.3.7 半导体激光器的调制126
4.3.8 激光器输出谱宽127
4.3.9 外调制128
4.3.10 激光器阈值的温度特性129
4.4 光源的输出线性特性131
4.5 小结133
习题133
习题解答(选)137
原著参考文献137
第5章光功率耦合139
5.1 光源至光纤的功率耦合139
5.1.1 光源的辐射圈140
5.1.2 功率耦合计算141
5.1.3 发射功率与波长的关系144
5.1.4 稳态数值孔径145
5.2 改善耦合的透镜结构146
5.3 光纤与光纤的连接148
5.3.1 机械对准误差149
5.3.2 光纤差异损耗154
5.3.3 单模光纤损耗155
5.3.4 光纤端面制备156
5.4 小结157
习题158
习题解答(选)159
原著参考文献159
第6章光检测器161
6.1 光电二极管的物理原理161
6.1.1 pin光电二极管161
6.1.2 雪崩光电二极管166
6.2 光检测器噪声167
6.2.1 信噪比167
6.2.2 噪声源167
6.2.3 信噪比受限169
6.2.4 噪声等效功率170
6.3 光电二极管的响应时间171
6.3.1 耗尽层光电流171
6.3.2 响应时间特性172
6.4 光检测器比较174
6.5 小结175
习题176
习题解答(选)177
原著参考文献178
第7章光接收机179
7.1 接收机工作的基本原理180
7.1.1 数字信号传输180
7.1.2 误码源181
7.1.3 接收机前置放大器183
7.2 数字接收机性能184
7.2.1 误码率的确定185
7.2.2 接收机灵敏度189
7.2.3 量子极限191
7.3 眼图原理191
7.3.1 眼图的特征192
7.3.2 BER和Q因子测量193
7.4 突发模式接收机194
7.5 模拟接收机的性能196
7.6 小结199
习题200
习题解答(选)201
原著参考文献201
第8章数字光纤链路204
8.1 基本的光纤链路204
8.1.1 传输信号格式206
8.1.2 链路设计中的考虑207
8.1.3 链路功率预算208
8.1.4 展宽时间预算211
8.1.5 短波长上的传输214
8.1.6 单模光纤链路的损耗限制215
8.2 功率代价216
8.2.1 色度色散的功率代价217
8.2.2 偏振模色散(PMD)的功率代价218
8.2.3 消光比功率代价219
8.2.4 模式噪声功率代价219
8.2.5 模分配噪声引起的功率代价220
8.2.6 啁啾引起的功率代价221
8.2.7 反射噪声引起的链路不稳定222
8.3 差错检测和控制223
8.3.1 误码检测概念224
8.3.2 线性检错码224
8.3.3 多项式码的误码检测225
8.3.4 利用冗余位纠错227
8.4 相干检测228
8.4.1 基本概念228
8.4.2 零差检测230
8.4.3 外差检测230
8.4.4 相干检测的SNR230
8.4.5 相干检测误码率比较231
8.5 高阶光调制方式235
8.5.1 频谱效率235
8.5.2 相移键控和IQ调制235
8.5.3 差分四相移键控(DQPSK)236
8.5.4 正交幅度调制(QAM)236
8.6 小结237
习题238
习题解答(选)240
原著参考文献241
第9章模拟链路244
9.1 模拟链路的基本组成244
9.2 载噪比的概念245
9.2.1 载波功率246
9.2.2 光检测器和前置放大器的噪声246
9.2.3 相对强度噪声(RIN)247
9.2.4 C/N极限条件248
9.3 多信道幅度调制249
9.4 无杂散动态范围251
9.5 光载射频链路252
9.6 微波光子学253
9.7 小结253
习题254
习题解答(选)254
原著参考文献255
第10章 WDM概念和光器件257
10.1 WDM概述257
10.1.1 WDM的工作原理257
10.1.2 WDM标准260
10.2 无源光耦合器261
10.2.1 2×2光纤耦合器262
10.2.2 散射矩阵表示法266
10.2.3 2×2波导耦合器267
10.2.4 星形耦合器270
10.2.5 马赫-曾德尔干涉技术272
10.3 单向隔离器和环形器274
10.3.1 光隔离器的功能275
10.3.2 光环形器276
10.4 光纤光栅滤波器276
10.4.1 光栅基础276
10.4.2 光纤布拉格光栅277
10.4.3 FBG的应用279
10.5 介质薄膜滤波器280
10.5.1 标准具理论281
10.5.2 TFF的应用283
10.6 阵列波导器件284
10.7 衍射光栅在WDM中的应用287
10.8 小结288
习题288
习题解答(选)290
原著参考文献291
第11章光放大器293
11.1 光放大器的基本应用和分类293
11.1.1 光放大器的一般应用293
11.1.2 放大器的类型294
11.2 半导体光放大器296
11.2.1 有源介质的外部泵浦296
11.2.2 放大器增益298
11.2.3 SOA的带宽300
11.3 掺铒光纤放大器300
11.3.1 光纤放大器泵浦原理300
11.3.2 EDFA的结构302
11.3.3 EDFA的功率转换效率及增益303
11.4 放大器噪声305
11.5 光信噪比307
11.6 光纤链路应用308
11.6.1 功率放大器308
11.6.2 在线放大器308
11.6.3 前置放大器310
11.7 拉曼放大器310
11.7.1 拉曼增益原理310
11.7.2 泵浦激光器312
11.8 宽带光放大器312
11.9 光纤激光器313
11.10 小结314
习题315
习题解答(选)317
原著参考文献318
第12章光纤中的非线性效应320
12.1 非线性效应分类320
12.2 有效长度与有效面积321
12.3 受激拉曼散射322
12.4 受激布里渊散射324
12.5 自相位调制325
12.6 交叉相位调制326<

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