纳米光通信技术与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 通信与相关物质的基本概念 1

1.2 正物质及其相应的通信形式 2

1.3 反物质及其相应的通信形式 2

1.4 暗物质及其相应的通信形式 2

1.5 暗能量的基本概念 6

第2章 现行光纤通信发展中遇到的难题与新制式的崛起 7

2.1 现行光纤通信发展中遇到的难题和困惑 7

2.1.1 光纤传光性能的限制 7

2.1.2 光电子器件的局限性 7

2.1.3 现行光纤通信制式遇到的挑战 7

2.2 光纤通信新制式的崛起 8

2.2.1 新型复用光纤通信进入实用化 8

2.2.2 相干光通信和光孤子通信的飞速发展 9

2.2.3 从经典光通信到量子光通信的过渡 9

第3章 21世纪光通信采用的几种新技术 12

3.1 神经网络及在光通信领域的应用 13

3.1.1 神经网络的基本概念 14

3.1.2 神经网络的分类 15

3.1.3 神经网络在通信网中应用的实例 18

3.1.4 结束语 22

3.2 纳米技术及其在光通信领域的应用 23

3.2.1 纳米技术的基本概念 23

3.2.2 纳米技术的分类 24

3.2.3 纳米技术的发展简史 25

3.2.4 纳米技术的应用领域 26

3.2.5 运用纳米技术的风险评估 27

3.3 纳米机器人 28

3.3.1 机器人的基本概念 28

3.3.2 纳米机器人 31

3.3.3 智慧纳米机器人 32

3.3.4 纳米机器人的应用 32

3.3.5 运用纳米机器人带来的危险 34

3.3.6 世界各国机器人的发展概况 34

3.3.7 我国机器人的发展概况 35

3.3.8 应用机器人的美好前景 36

第4章 纳米光通信的基本概念 37

4.1 纳米光通信概述 37

4.1.1 光通信采用的信息载体 37

4.1.2 纳米光通信 39

4.2 纳米光通信的发展简史 40

4.3 纳米光通信的分类 41

4.3.1 按光存在的形式分类 41

4.3.2 按网络的配置位置分类 43

4.3.3 按使用的传输介质分类 44

4.4 纳米光通信采用的复用体制 45

4.5 纳米光通信传输系统组成 45

4.5.1 光传输设备 45

4.5.2 传输介质 46

4.5.3 系统主要性能指标 46

4.6 纳米光通信采用的调制解调技术 46

4.6.1 一般的调制方式 46

4.6.2 现行的光纤网络采用的调制方式 47

4.6.3 将相干光通信系统技术引入纳米光纤通信网 49

4.7 纳米光通信系统的主要性能 50

4.7.1 接入介质 50

4.7.2 多址接入技术 50

4.7.3 信息压缩技术 54

4.7.4 光电器件与集成技术 54

4.8 纳米光通信网络的拓扑结构 55

4.8.1 总线（母线）型拓扑 55

4.8.2 环路形拓扑 56

4.8.3 星形拓扑 57

4.8.4 各种拓扑结构的比较 59

第5章 纳米光通信使用的纳米材料 61

5.1 纳米材料概述 61

5.1.1 纳米材料的基本概念 61

5.1.2 纳米材料的分类 62

5.1.3 纳米材料的发展简况 63

5.1.4 纳米材料的重要性 64

5.2 纳米材料的特性 64

5.2.1 纳米材料的性能 65

5.2.2 纳米材料的特殊性质 65

5.2.3 纳米材料的四大效应 66

5.3 纳米材料的热点领域 67

5.4 纳米微细材料制造的工艺 69

5.5 目前世界纳米材料发展综述 69

5.6 我国纳米材料发展综述 71

5.7 纳米材料的应用 72

5.8 纳米材料在光通信领域的应用 76

第6章 纳米光通信采用的传输介质 80

6.1 现行光通信采用的传输介质 80

6.1.1 一般光纤通信系统采用的光纤光缆 80

6.1.2 海底光纤通信系统采用的光纤光缆 85

6.1.3 无线光传输系统采用的大气传输介质 86

6.1.4 海底无线光通信传输系统采用的海水传输介质 92

6.2 纳米光通信采用的纳米光纤传输介质 93

6.3 纳米无线光传输系统的传输介质 97

第7章 一般光通信所采用的光电子器件 99

7.1 电子学与光电子学的基本概念 99

7.2 现行光通信使用的光电子器件的分类 100

7.3 现行光通信中采用的几类主要光无源器件 100

7.4 现行光通信采用的光有源器件 103

7.4.1 现行光通信系统采用的光源器件 103

7.4.2 现行光通信系统采用的半导体发光二极管 104

7.4.3 现行光通信系统采用的半导体激光二极管 107

7.5 现行光通信采用的光检测器件 113

7.6 现行光通信采用的光调制器 115

7.6.1 关于调制的基本概念 115

7.6.2 光通信中采用的调制方式 116

7.6.3 光通信中的光调制器件 119

7.6.4 国内外光通信调制器技术的进展 121

7.7 现行光通信系统采用的光放大器 121

7.7.1 概述 121

7.7.2 掺铒光纤放大器 124

7.7.3 光纤喇曼放大器 127

7.7.4 光放大器在光纤通信中的应用 129

7.8 光通信系统采用的光存储器件 131

第8章 纳米光通信所采用的纳米光电子器件 133

8.1 纳米电子学与纳米光电子学的基本概念 133

8.2 纳米光通信采用的纳米器件 134

8.3 可用于纳米光通信的纳米激光器件 135

8.4 用于纳米光通信的光电子器件 138

8.4.1 用于纳米光通信的纳米发光二极管 138

8.4.2 用于纳米光通信的纳米光检测器件 138

8.4.3 用于纳米光通信的纳米共振隧道器件 139

8.4.4 用于纳米光通信的纳米光开关 139

8.4.5 用于纳米光通信的纳米存储器 140

8.4.6 纳米光电子器件制造技术 141

8.4.7 用于纳米光通信的纳米显示器 142

8.4.8 用于纳米光通信的纳米光电子器件的发展趋势 142

8.5 光子晶体器件 143

8.6 亚波长光学器件 144

8.7 在纳米光通信中使用的其他新型元器件 145

第9章 纳米光通信采用的网元设备 147

9.1 现行光纤通信网络采用的传统设备 147

9.1.1 现行光通信采用的光发射机 147

9.1.2 现行光通信采用的光接收机 158

9.1.3 现行光通信采用的光中继器 164

9.2 现行数据传输网络采用的传统设备 170

9.3 纳米光通信中采用的纳米设备 172

9.3.1 纳米光通信采用的光发射机 172

9.3.2 纳米光通信采用的光接收机 173

9.3.3 纳米光通信采用的纳米光中继器 173

9.3.4 纳米光通信采用的纳米终端设备与上／下路设备 174

9.4 纳米数据传输网络中采用的纳米光通信设备 174

9.5 纳米光通信设备的优良性能 175

第10章 纳米复用光通信技术的进展 176

10.1 复用光通信的基本概念 176

10.2 复用光通信技术的分类 176

10.3 几种复用技术的比较 179

10.4 波分复用技术 179

10.4.1 波分复用网络技术的基本概念 180

10.4.2 WDM网络的主要技术性能 193

10.4.3 光监控信道的实现 194

10.4.4 国际上WDM技术标准规范 194

10.4.5 WDM光纤网络的主要特点 196

10.4.6 结束语 199

10.5 光时分复用技术 200

10.5.1 基本概念 200

10.5.2 OTDM系统组成 200

10.5.3 OTDM系统网元设备 202

10.5.4 OTDM复用器技术 203

10.5.5 OTDM系统的特点 205

10.6 码分复用技术 206

10.6.1 码分复用技术的基本概念 206

10.6.2 光码分复用技术的基本概念 214

第11章 纳米光通信网络系统采用的关键技术 220

11.1 在光通信中应用的纳米技术与纳米材料 220

11.2 在光通信中应用的神经网络与纳米机器人技术 221

11.3 在光通信中应用的光复用技术 222

11.4 在光通信中应用的光量子技术 223

11.5 在光通信中应用的无线光接入技术 224

11.6 在光通信中应用的星际通信系统技术 225

第12章 各类纳米光通信网络 227

12.1 现行光通信中经常使用的几类网络 227

12.2 纳米光通信网络的分类 228

12.3 现行光通信网络的组成 229

12.3.1 光纤通信网的组成 229

12.3.2 地面上无线光通信系统的基本组成 230

12.3.3 海底光缆通信系统的基本组成 230

12.3.4 海底无线光通信系统的基本组成 235

12.4 现行光通信各类网络主要性能 238

12.4.1 光纤通信网的主要性能 239

12.4.2 无线光通信网络系统的主要性能 241

12.4.3 几种解决移动无线光通信存在问题的措施 249

12.5 纳米光通信网络 250

12.5.1 纳米光通信网络的分类方法 250

12.5.2 纳米光通信网络的组成 251

12.5.3 纳米光通信各类网络的主要性能 251

12.5.4 纳米光通信网络的主要特点 252

第13章 纳米无线光通信技术在星际通信中的应用 254

13.1 概述 254

13.2 星际微波通信系统 255

13.2.1 甚小口径天线地球站通信卫星系统 255

13.2.2 “铱”星系统 256

13.2.3 全球星系统 257

13.3 一个卫星光外差通信系统工作原理的描述 259

13.4 星际光通信系统的主要性能指标 260

13.5 星际光通信系统实例 261

13.6 星际光通信系统的优越性 262

13.7 星际光通信系统的关键技术 264

13.8 卫星光通信与微波通信之转换方法 266

13.9 星际光通信发展现状 267

13.9.1 欧洲空间局的星际光通信系统 267

13.9.2 美国的卫星与地面站间激光通信系统试验 268

13.9.3 日本 268

13.10 应用纳米技术为星际光通信展现的美好前景 269

第14章 纳米光通信中的相关标准 270

14.1 现行光通信中采用的相关技术标准 270

14.1.1 现行光通信中采用标准的相关技术标准机构 270

14.1.2 现行光通信中采用的电信网相关技术标准（ITU-T） 270

14.1.3 现行光通信数据网标准中的主要传输性能参数 273

14.1.4 现行光通信中数据网采用的相关技术标准 274

14.1.5 现行光通信中采用的技术标准ITU-T与IEEE关系 283

14.2 与纳米光通信相关的纳米技术标准 287

14.3 我国纳米标准化工作 289

14.4 纳米光通信的可靠性和安全保密性措施 289

14.4.1 现行光缆通信网络的安全保密措施 289

14.4.2 纳米光通信的安全保密措施 290

第15章 纳米光通信中采用的测量技术 291

15.1 现行光缆通信中采用的测量技术 291

15.1.1 概述 291

15.1.2 现行光缆通信中采用的测量技术 291

15.1.3 现行光缆通信中采用的测量仪器仪表 292

15.2 一般光通信系统使用的测试仪器 301

15.3 现行无线光通信中采用的测量技术 301

15.3.1 无线光通信网络产品的测量技术 302

15.3.2 无线光通信网络工程的总体调试 303

15.3.3 光通信网络的系统测试实例 306

15.4 一般光通信系统使用的测试仪器 310

15.5 虚拟测量仪器的基本知识 311

15.5.1 虚拟仪器测量技术的基本概念 311

15.5.2 虚拟测量仪器技术的发展与其虚拟测量仪器的组成 312

15.5.3 虚拟测量仪器技术的优越性 312

15.6 纳米光通信系统采用的测量技术 313

15.6.1 纳米光通信采用的测量测试技术 314

15.6.2 纳米光通信测试测量仪器仪表 316

第16章 纠误码在纳米光通信中的应用 321

16.1 概述 321

16.2 纠误编码的基本概念 322

16.2.1 分组编码 322

16.2.2 奇偶监督码与汉明码 322

16.2.3 反馈移位寄存器的多项式描写 323

16.2.4 循环编码 324

16.2.5 交错编码 325

16.3 纠误编码在空中纳米无线光通信中的应用实例 327

16.3.1 交错延迟十单位自动纠误无线光用户接入网的设计 327

16.3.2 交错延迟十单位自动纠误编码技术在无线光网络中的应用 332

16.4 结束语 333

第17章 纳米光通信网络的建设与管理 334

17.1 纳米光通信网络的工程设计 334

17.1.1 纳米光通信网络的初步工程设计 334

17.1.2 光通信网络工程的施工设计文件 335

17.2 纳米光通信网络工程的施工与验收 338

17.2.1 纳米光通信网络工程的施工 338

17.2.2 光通信网络工程中的测量技术 339

17.2.3 光通信网络工程的验收 342

17.3 光通信网络工程的维护与管理 343

17.3.1 网络管理的基本概念 343

17.3.2 管理标准接口 343

17.3.3 网络管理使用的SNMP 344

17.3.4 管理数据库 345

17.3.5 SNMP管理与安全性 346

第18章 光通信的局限性和中微子通信发展的美好前景 348

18.1 现行光通信的局限性 348

18.2 纳米光通信的优越性能与局限性 348

18.2.1 纳米光通信的优越性 348

18.2.2 纳米光通信存在的局限性 353

18.3 通信的基本概念 355

18.3.1 通信的定义及发展 355

18.3.2 物质的基本概念 355

18.4 中微子通信技术 357

18.4.1 中微子的基本知识 357

18.4.2 中微子通信 358

18.4.3 中微子（通信）的发展简史 358

18.4.4 中微子通信系统的优越性 359

18.5 中微子通信系统的试验与应用 359

18.5.1 中微子通信系统试验实例 359

18.5.2 中微子通信系统的应用 360

18.5.3 中微子通信系统存在的谜团 361

18.6 几类通信存在的问题 361

附录 英汉缩略语对照 362

参考文献 375