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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kartalopoulos, Stamatios V.

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2004-9

价格:1096.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471615453

丛书系列:

图书标签:

光通信
光纤通信
误码率
数字通信
光电子学
信号处理
性能分析
仿真
测试
可靠性

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具体描述

Optical Bit Error Rate: An Estimation Methodology provides an analytical methodology to the estimation of bit error rate of optical digital signals. This presents an extremely important subject in the design of optical communications systems and networks, yet previous to the publication of this book the topic had not been covered holistically. The text lays out an easy-to-understand analytical approach to a highly important and complex subject: bit error rate (BER) estimation of a transmitted signal with a focus on optical transmission. It includes coverage of such important topics as impairments on DWDM optical signals, causes of signal distortion, and identification and estimation of the signal quality by statistical estimation of the bit error rate. The book includes numerous illustrations and examples to make a difficult topic easy to understand. This edition includes a CD-ROM with run-time simulations from a vendor that provides commercial software for the industry.

好的，这是一份关于《光纤通信系统中的误差控制与性能优化》的图书简介，字数约1500字，内容详细，不涉及《Optical Bit Error Rate》的相关主题。 --- 图书简介：《光纤通信系统中的误差控制与性能优化》核心主题：突破极限，构建高效、可靠的光纤网络在当今信息爆炸的时代，光纤通信已成为全球信息基础设施的基石。随着数据传输速率的不断攀升以及网络复杂性的日益增加，如何确保信号的完整性、优化系统性能、并有效控制传输误差，已成为光通信领域亟待解决的关键挑战。本书《光纤通信系统中的误差控制与性能优化》正是基于这一需求而创作的，它深入探讨了现代光纤通信系统中影响系统性能的核心瓶颈，并系统性地提出了多种先进的误差控制、信号恢复与系统优化策略。本书并非仅仅停留在理论层面，而是力求将前沿研究成果与实际工程应用紧密结合，为光通信工程师、系统设计师以及相关领域的研究人员提供一份全面且实用的技术指南。 --- 第一部分：光纤信道的非线性效应与信号退化机制光纤信道并非理想的“纯净”传输介质。在高速、长距离传输中，多种物理效应会严重地扭曲光信号，成为系统性能优化的首要障碍。 1.1 传输损伤的物理根源本部分首先对光纤中主要的信号退化机制进行了详尽的分析。重点剖析了色散（Chromatic Dispersion, CD）和偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）。我们不仅阐述了这些现象产生的数学模型，还详细介绍了如何通过实验测量和仿真手段精确量化其对脉冲展宽和信号失真的影响。 1.2 传输中的非线性效应更具挑战性的是光纤的非线性效应。本书深入分析了自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）等效应如何在高功率密度下引入额外的相位噪声和串扰。这些效应的复杂性在于它们与信号的功率分布、调制格式以及信道中的多个波长通道之间存在复杂的耦合关系，是限制超高速（如400G及以上速率）系统性能的关键瓶颈。 1.3 接收端信号的损伤模型在详细分析了信道损伤后，本书构建了在接收端对这些损伤进行量化评估的数学模型。这包括如何将时域和频域的失真转化为可以被后续算法处理的系统响应函数，为误差控制算法的设计奠定坚实的基础。 --- 第二部分：先进的补偿与均衡技术为了对抗前述的传输损伤，本部分聚焦于如何设计和实现高效的补偿和均衡技术，以恢复原始的信号质量。 2.1 色散管理的新范式传统的色散补偿（如色散补偿光纤DCF）存在成本高、损耗大、带宽受限等缺点。本书着重介绍了电子色散补偿（EDC）在相干光通信系统中的应用。详细讲解了基于分数间隔均衡器（FSE）和全速率均衡器（FR-FFE）的算法原理，以及如何在FPGA或DSP平台上实现这些高计算复杂度算法的流水线设计，以适应Tbps级别的传输速率。 2.2 偏振模色散（PMD）的动态均衡 PMD具有时变性，需要动态跟踪和补偿。本章详细阐述了基于反馈控制的自适应PMD均衡器的设计，特别是针对二阶和更高阶PMD（2-PMD, 3-PMD）的补偿策略。重点讨论了如何利用梯度下降算法或最小均方误差（LMS）算法快速收敛到最佳补偿点，从而提高系统对光纤随机波动的鲁棒性。 2.3 非线性损伤的缓解策略对抗非线性损伤是当前研究的热点。本书系统性地介绍了基于数字信号处理（DSP）的非线性均衡技术，特别是后向传播（Back-Propagation, BP）算法的简化和工程实现。同时，探讨了信号塑形（Signal Shaping）和预失真（Pre-distortion）技术在发射端如何有效抑制非线性失真，从而提升系统的频谱效率和传输距离。 --- 第三部分：相干检测与先进调制格式下的性能提升相干光通信是实现超高速率的关键，其性能的优化高度依赖于接收端的复杂信号处理能力。 3.1 相干接收机的关键技术本部分深入剖析了相干接收机中本振光匹配、频率和相位同步的算法，如Gardner算法和Viterbi-Viterbi算法在数字域的应用。重点讲解了如何通过高效的载波恢复算法，确保接收信号与发射信号在频率、相位和时间上实现精确对齐，这是后续所有均衡处理的前提。 3.2 优化调制格式的选择与应用从传统的NRZ到更高效的QPSK, 16QAM, 64QAM等高阶调制格式，系统的频谱效率显著提升，但对信噪比的要求也更为苛刻。本书比较了不同调制格式在存在色散、PMD和非线性效应时的性能差异。特别是针对高阶QAM，讨论了如何通过高效的软判决（Soft Decision）机制，在保持高比特率的同时，优化误码率性能。 --- 第四部分：系统性能的整体优化与网络弹性误差控制和信号恢复最终目的在于提升整个通信网络的容量和弹性。 4.1 联合优化与迭代式处理现代光通信系统不再是独立处理单一损伤，而是采用联合优化的思路。本书探讨了色散补偿、PMD均衡与非线性均衡之间的相互影响，并提出了迭代式误差补偿框架，通过多轮次的信号处理和反馈，实现损伤的协同缓解，突破单级补偿的局限。 4.2 弹性光网络中的性能保障在弹性光网络（EON）的背景下，链路的配置是动态变化的。本书提出了基于实时信道评估（Real-Time Channel Estimation）的性能优化方法。系统能够根据当前的传输距离、光功率和调制格式，动态调整DSP的计算资源和均衡器的阶数，从而在保证服务质量（QoS）的前提下，最大化网络资源的使用效率。 4.3 性能评估与未来趋势最后，本书提供了多种评估系统“健康度”的指标，超越了简单的误码率概念，引入了有效信噪比（OSNR）裕度和传输容量-距离乘积等更具工程意义的评估体系。同时，对人工智能/机器学习在光通信系统自适应控制和故障预测中的潜在应用进行了前瞻性展望。 --- 结语《光纤通信系统中的误差控制与性能优化》旨在为读者提供一个从物理层损伤分析到数字信号处理优化的完整知识体系。通过对这些复杂问题的深入剖析和实用化解决方案的介绍，本书致力于帮助行业专业人士构建更高速、更可靠、更具成本效益的下一代光纤通信网络。 ---