光通信技术与应用 (2010 年度畅销榜NO.67462 )

本书是Robert M．Gagliardi和Sherman Karp所著《光通信》(Optical Communications)一书的第二版，是为数不多的对光通信理论进行全面而系统论述的专著之一。书中对光电检测理论、空间光学、光纤通信、光纤网络和系统性能分析等内容进行了精辟的阐述，所涉及到的数字通信、纤维光学、大气信道等内容是光波技术应用的核心领域。书中有关光学部件及器件的描述使得应用技术实用化。\r\n\r\n 本书的叙述深入浅出，具有很强的逻辑性。在每一章后面均附有习题和有代表性的参考文献，供读者更进一步理解和掌握有关的内容。\r\n\r\n Copyright 1995 by John Wiley & Sons，Inc．．All rights reserved．Authorized Translation\r\n\r\nfrom English Language edition published by John Wiley & Sons Inc．．\r\n\r\n 本书中文专有翻译出版权由美国John Wiley & Sons，Inc．授与电子工业出版社。未经许可，不得以任何手段和形式复制或抄袭本书内容。\r\n
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第一章 光通信系统 \r\n\r\n 1. 1 光通信系统 \r\n\r\n 1. 2 光源. 调制器和光束生成系统 \r\n\r\n 1. 3 发送光场 \r\n\r\n 1. 4 空间光学信道 \r\n\r\n 1. 5 光纤信道 \r\n\r\n 1. 6 光场展开 \r\n\r\n 1. 7 随机光场 \r\n\r\n 1. 8 光学放大器 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第二章 光场接收 \r\n\r\n 2. 1 光场聚焦 \r\n\r\n 2. 2 功率检测和接收机视场 \r\n\r\n 2. 3 探测器光场展开 \r\n\r\n 2. 4 聚焦随机光场 \r\n\r\n 2. 5 光学滤波器 \r\n\r\n 2. 6 背景辐射 \r\n\r\n 2. 7 扩展的信号光源 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第三章 光电检测 \r\n\r\n 3. 1 光电检测过程 \r\n\r\n 3. 2 光电探测器 \r\n\r\n 3. 3 计数统计 \r\n\r\n 3. 4 接收机光场的光电计数 \r\n\r\n 3. 5 随机光场的计数 \r\n\r\n 3. 6 随机光电倍增的光电计数 \r\n\r\n 3. 7 散弹噪声过程 \r\n\r\n 3. 8 散弹噪声的谱密度 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第四章 非相干(直接)检测 \r\n\r\n 4. 1 非相干通信系统模型 \r\n\r\n 4. 2 直接检测接收机模型 \r\n\r\n 4. 3 直接检测接收机的信噪比 \r\n\r\n 4. 4 优化的光电倍增增益 \r\n\r\n 4. 5 强度调制副载波系统 \r\n\r\n 4. 6 检波积分 \r\n\r\n 4. 7 多模信号的直接检测 \r\n\r\n 4. 8 多模信号功率的优化收集 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第五章 相干(外差)检测 \r\n\r\n 5. 1 外差接收机 \r\n\r\n 5. 2 外差检测的信噪比 \r\n\r\n 5. 3 光外差检测后的解调信噪比 \r\n\r\n 5. 4 校准与场匹配问题 \r\n\r\n 5. 5 多模外差检测 \r\n\r\n 5. 6 随机信号场的外差检测 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第六章 光数字通信 \r\n\r\n 6. 1 二进制数字光学系统 \r\n\r\n 6. 2 开关键控 \r\n\r\n 6. 3 曼彻斯特脉冲信号 \r\n\r\n 6. 4 数字副载波强度调制系统 \r\n\r\n 6. 5 数字信号的外差检测 \r\n\r\n 6. 6 组编码和脉冲位置调制 \r\n\r\n 6. 7 脉冲位置调制的信道编码 \r\n\r\n 6. 8 定时误差对脉冲光学系统的影响 \r\n\r\n 6. 9 脉冲光学系统的时钟同步 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第七章 光纤通信 \r\n\r\n 7. 1 光纤中的功率流和色散 \r\n\r\n 7. 2 经散射后光纤中的色散和脉冲形状变化 \r\n\r\n 7. 3 多模光纤中的脉冲展宽和带宽限制 \r\n\r\n 7. 4 光纤信道的通信链路模型 \r\n\r\n 7. 5 光纤的射频载波传输 \r\n\r\n 7. 6 光纤链路中的光学放大器 \r\n\r\n 7. 7 光纤数字通信 \r\n\r\n 7. 8 光纤相干通信 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第八章 光纤网络 \r\n\r\n 8. 1 光纤网络的互连元件 \r\n\r\n 8. 2 网络结构 \r\n\r\n 8. 3 光复用存取 \r\n\r\n 8. 4 波分复用网络 \r\n\r\n 8. 5 时分复用网络 \r\n\r\n 8. 6 码分复用网络 \r\n\r\n 8. 7 光路开关网络 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第九章 大气层光学信道 \r\n\r\n 9. 1 大气层信道 \r\n\r\n 9. 2 大气层对光束的影响 \r\n\r\n 9. 3 大气层对直接检测接收机的影响 \r\n\r\n 9. 4 通过大气层信道的外差接收 \r\n\r\n 9. 5 大气层脉冲展宽 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第十章 空间光学中的对准. 捕获和跟踪 \r\n\r\n 10. 1 光学对准问题 \r\n\r\n 10. 2 空间捕获 \r\n\r\n 10. 3 空间跟踪 \r\n\r\n 10. 4 双向光束跟踪 \r\n\r\n 10. 5 光束跟踪对数据传输的影响 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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本书是R. M. Gagliardi和S. Karp所著《光通信》(Optical Communications)一书的第二版. 该书自第一版问世以来即以其对光通信, 尤其是对空间光通信各个方面系统而深入的论述受到通信技术人员和研究者们的广泛青睐. 与第一版相比, 本书不但在结构上做了调整, 使得内容更加紧凑易读, 而且融入了光通信领域的最新发展.

光通信理论是目前尚未臻于完善的理论. 就译者所知, 本书是为数不多的对光通信理论进行全面而系统论述的专著之一. 书中对光电检测理论. 空间光学. 光纤通信. 光纤网络和系统性能分析等内容均进行了精辟的阐述. 通过阅读本书可以使读者在不知不觉之间进入到光通信研究的前沿.

对空间光通信系统的理论和实验研究在我国尚处在萌芽时期, 而这正是本书重点研究的内容. 随着航空航天技术的迅速发展, 空间光通信将是一个有待大力进行研究并具有极大应用价值的研究领域. 在这个意义上说, 本书更加显示出其重要性.

本书的叙述深入浅出, 具有很强的逻辑性. 在每一章后面均附有习题和有代表性的参考文献, 以供读者进一步深入理解和掌握有关的内容. 因此本书适合作为有关专业大学高年级师生的参考书和研究生教材使用, 同时也可供光通信研究者和工程技术人员参考.

本书作者之一ROBERT M.GAGLIARDI是南加州大学教授, 在30多年的通信研究中, 他发表了90多篇专业论文和报告, 是Introduction to Communication Engineering和Satellite Communications两部专著的作者, 与Sherman Karp合著了Optical Channels一书.

另一位作者SHERMAN KARP是ARPA的资深科学家, 就职于Strategic Technology Office of DARPA, 他的研究领域包括Blue／Green通信. GaAs数字技术. GPS接收机及其相关系统. Dr. Karp是IEEE成员, 与Robert Gagliardi合著了Optical Channels一书.

由于译者水平浅陋, 译文不当之处恳请读者指正.

译 者

1997年9月

本书是1976年第一版的修订版. 原书中大量的数学模型及统计分析的内容在本次再版中做了删减, 以求更接近现代的分析方法. 本书特别容纳了自第一版发行后在光通信技术各个领域出现的新进展. 此外, 本书在数字通信. 纤维光学. 光波网络. 大气通道. 空间链路等方面增添了新的内容, 所有这些都是目前光波技术应用的核心领域. 在书中适当地增加了一些对光学部件及器件的描述, 以使本书适用于自学, 并在第一版偏重理论及新版偏重应用之间进行沟通. 新版中我们同样把纤维光学和空间光学作为一个整体介绍给读者, 这也是本书的特点. 因为, 我们感觉目前出版的另外一些有关光通信的书完全是关于光纤器件和光纤通信方面的内容.

新版中同样注重光通信的系统概念, 而不是对部件及器件做过细的描述. 读过第一版的读者会发现, 尽管一些原有的分析过程仍然适用, 但新版中更注重直接面向现代的分析和设计. 本书的形式仍保持了教材的风格, 并给出整套新的习题和参考文献, 起到引导和帮助读者自学的效果. 本书适用于不同层次的读者, 大专院校电机工程或电子物理专业的学生可作为教学参考书, 通信领域工程技术人员可以从中了解光波技术的应用和巨大潜力, 光学领域的工程技术人员进一步了解光信息传输可以从中得到帮助. 作为教材, 本书适合给高年级学生或研究生做光通信课程讲授. 在USC, 本书作为光通信课程, 连同光学和器件方面的课程给本科生和研究生开设.

第一章介绍光系统及应用领域, 定义一些专业术语, 为后面章节建立了整体框架, 并对有关光场. 光源. 光通道. 光信号的知识进行介绍, 作为后续章节的基础知识复习和准备.

第二章描述光场接收. 光场聚焦. 光学滤波, 其目的是引导读者通过必要的分析以确定在光纤和空间系统中光功率的电平.

第三章是很重要的一章, 描述光探测器把光场变为电流的转换. 对于通信技术人员, 正是要在这里建立起接收机的统计模型以评价系统的特性. 这部分内容在第一版书中分为三章(光子计数. 散弹噪声理论. 光检测), 在本书中合为一章, 削弱计数统计内容, 建立起更实用的光检测模型. 同时, 新增了光倍增检测的内容.

下面的章节由应用转入系统设计, 分为两章介绍, 分别为第四章直接检测(非相干)系统. 第五章外差(相干)系统. 其内容是用通信技术人员的语言描述的, 注重了解调. 信噪比性能评价, 与第一版相比, 这部分内容做了很多更新.

第六章为数字通信和数据比特传输. 这是现代通信系统中一个很重要的领域. 本书充分注意到了近十多年来在这一领域的重要进展. 在比特错误概率. 编码和数字时钟方面加入了新的内容.

第七章分析了光纤通道. 这里把光功率流分析与调制和信号结合在一起, 以求给出整个通信链路的全貌.

第八章把单独的光纤链路结合起来形成整个光波网络. 这部分在第一版书中没有涉及, 但目前是一个进展非常快的领域, 特别随着当前的光波信息高速公路和光缆传输分布系统的建设, 光波网络的发展将日新月异. 同时, 本书还介绍了光分配. 光开关. 光多路存取的基本知识.

第九章完全是描述大气光波传输及空间链路对光通信性能的影响, 其目的是引导通信技术人员通过可利用的数据进一步分析大气通道的一些效应对于通信链路的影响.

第十章介绍利用激光束建立交叉链路完成卫星及宇宙飞船之间的通信, 对光束定向. 光束捕获. 光束追踪及对整个链路性能的相关性进行了讨论. 光束追踪通常是与通信链路结合在一起, 而各自参数的相互联系将影响通信性能. 第十章给出这些相关联系的分析.

最后对Ms. Milly Montenegro. Ms. Rohini Montenegro及USC通信科学研究所的同行们表示感谢, 感谢他们为本书的修订所提供的帮助, 同时我们也对许多工程技术人员. 研究人员. 学生及大学指导教师给第一版书提出的见解. 建议表示感谢. 这在本书的修改和再版过程中使我们受益匪浅.

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