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出版者:

作者:刘剑波

出品人:

页数:325

译者:

出版时间:2003-1

价格:43.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787504339898

丛书系列:

图书标签:

• 太想读
• 有线电视
• 网络技术
• 通信工程
• 广播电视
• 数字电视
• 网络建设
• 行业标准
• 技术规范
• 传输技术
• 视频网络

探索未知的视界：一本关于光纤通信与未来网络的深度论述 书名： 《光纤之径：高速信息时代的基石与演进》 内容简介： 本书并非聚焦于我们日常所见的、以同轴电缆和射频技术为主导的有线电视系统，而是将视角投向了信息传输领域更深层次、更具未来性的核心技术——光纤通信。我们生活在一个信息爆炸的时代，对带宽和速度的需求正以前所未有的速度增长，而支撑这一切的正是光纤技术。 《光纤之径》旨在为读者构建一个全面且深入的知识体系，揭示光信号如何在极细的玻璃纤维中以接近光速进行远距离、大容量的数据传输。它将带领我们穿越光纤技术从理论诞生到工程实践的每一个关键节点，探讨驱动全球互联网、5G移动通信乃至未来量子网络发展的底层物理与工程原理。 第一部分：光通信的物理基础与历史沿革 本章从基础物理学出发，详尽阐述了光在介质中传播的规律，特别是全内反射现象在光纤波导中的应用。我们不会停留于概念的简单介绍，而是深入解析光在光纤中传输时面临的损耗机制——瑞利散射、吸收损耗、弯曲损耗等，并分析工程师如何通过材料科学的进步来克服这些限制，例如开发超低损耗的二氧化硅玻璃。 历史回顾部分，本书将着重梳理贝尔实验室、康宁玻璃等机构在光纤发展历程中的关键贡献。我们将对比早期石英光纤与现代阶跃型、多模光纤（MMF）和单模光纤（SMF）的结构差异，并解释为何单模光纤最终成为长距离骨干网的首选介质。此外，还会介绍光纤制造工艺的革新，如VAD法、OVD法等，如何实现成本的降低与质量的飞跃。 第二部分：核心元件的精密工程 光纤网络之所以能够实现高速、可靠的通信，依赖于一系列精密的光电子器件。本书将用大量篇幅来解读这些“心脏”部件的运作原理。 光源技术： 详细剖析了半导体激光器（如DFB、DBR激光器）的结构、工作原理及其在光纤通信中的关键作用。读者将了解到如何通过精确控制电流来调制光信号的强度和相位，以适应不同的调制格式。 光探测器： 深入探讨PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作特性，包括其响应速度、量子效率和噪声特性，这些参数直接决定了接收端的灵敏度和误码率。 光放大技术： 区别于传统的电再生中继器，本书将重点介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的增益原理、噪声特性及其在跨洋通信和城域网中的革命性影响。对于更高波段的应用，还会涉及半导体光放大器（SOA）的原理与挑战。 第三部分：高速传输与多路复用技术 信息时代的带宽竞争本质上是频谱效率的竞争。本部分将聚焦于如何将多路信号高效地叠加到一根光纤中传输。 波分复用（WDM）： 详细解析了波分复用技术——密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）——如何通过利用不同波长的光携带独立数据流，极大地提高了单根光纤的容量。本书会分析光分插复用器（OADM）和动态光再生成器（OXC）等无源/有源器件的设计与挑战。 先进调制格式： 随着光纤容量逼近香农极限，调制技术的复杂性急剧增加。本书将介绍相干检测技术，并深入解析诸如QPSK、16QAM等高阶调制格式的原理，探讨如何利用电域和光域的相位、振幅信息来编码数据，从而在有限的带宽内实现更高的比特率。 第四部分：光网络架构与未来展望 从点对点链接到构建全球信息高速公路，光网络架构的演变是本书的重点关注方向之一。 网络拓扑与保护： 探讨城域网（Metro）、骨干网（Backbone）和接入网（Access）中光纤网络的典型部署模式。重点分析了光层保护和恢复机制，例如1+1保护和基于光开关的快速重路由（Fast ReRoute），以确保在光纤故障时业务的中断时间达到毫秒级。 下一代网络： 最后，本书将展望光通信的未来趋势。这包括对空分复用（SDM）技术（如少模光纤、多芯光纤）的研究进展，这些技术旨在通过空间维度增加光纤容量；以及对全光网络（AON）的探索，即在网络中尽可能减少光电-电光转换，实现更高效率的数据交换，为未来TB级乃至PB级的数据传输奠定理论基础。 《光纤之径》的目标读者是通信工程、电子信息专业的学生、科研人员，以及对互联网底层基础设施运作原理感兴趣的工程师和技术爱好者。通过阅读本书，读者将不仅仅了解光纤如何工作，更能深入理解支撑现代数字世界的这场静默而宏大的技术革命。

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这本书的阅读体验，就像是进入了一个巨大而复杂的地下机房，空气中弥漫着设备运行产生的热量和电磁波的低语。它没有过多渲染最终呈现给用户的多彩画面，而是将焦点牢牢钉在信号传输的“管道”本身。书中对网络拓扑结构的选择进行了深刻的哲学思辨：为什么是树状拓扑而非纯粹的星形？这种选择在成本、可维护性和抗毁性上带来了哪些本质的取舍？尤其是关于光电转换节点（Optical Node）的选址和功能定义，作者详细阐述了这是从模拟时代向数字时代过渡的关键决策点，它决定了用户接入的“最后一公里”的物理特性。我尤其关注它对“信号回传阻塞”问题的讨论，在用户上传需求激增的今天，如何利用有限的射频频谱进行高效的双向通信，书中提供的基于QAM和OFDM的解决方案分析，充满了前瞻性和实用性。这本书的价值在于，它提供了一套完整的、从宏观架构到微观元件的知识体系，让你在面对任何一个“有线”相关的技术挑战时，都能迅速定位问题的物理根源，而不是停留在表面的软件症状上。

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这本书的出现，简直是为我这种对信息传输的物理基础充满好奇的“老古董”打开了一扇新窗。我一直认为，现代社会的一切便捷都建立在那根根细线的可靠性之上，而这本书并没有沉溺于那些花哨的终端应用，而是深入骨髓地探讨了“有线”二字的真正含义。它详尽地剖析了同轴电缆、光纤乃至早期双绞线的物理特性、阻抗匹配的精妙计算，以及信号衰减在不同频率下的恐怖表现。作者在描述信号如何在复杂的网络拓扑中精确地被放大、均衡和分配时，那种如同解剖精密机械般的细致，令人叹为观止。尤其是关于噪声容限和载噪比（CNR）的章节，用大量的图表和实际案例说明了如何在物理层面上保证画面和声音的纯净度，这对于任何一个想要理解电视信号“从发射塔到电视机”完整旅程的人来说，都是无价的财富。我特别欣赏它对不同制式（如NTSC、PAL）下频谱分配的对比分析，这不仅仅是技术回顾，更像是对一段工程美学的致敬。这本书的价值在于，它将我们习以为常的“看电视”行为，还原成了严谨的电磁学和信息论的完美结合体。

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这本书对于想要理解网络架构演进历程的读者来说，简直是一部活的历史教科书，但它绝不是那种枯燥的年代编年史。作者巧妙地将技术变革嵌入到市场竞争和监管环境的叙事之中。它清晰地勾勒出从早期的微波中继向有线干线过渡的驱动力，以及后来有线电视网络如何通过“加装数据通道”——即我们今天所说的宽带接入——完成向综合业务运营商的蜕变。我特别欣赏它对“HFC”（混合光纤同轴）网络的细致剖析，它不仅解释了光纤如何解决长距离衰减问题，更阐述了在接入网末端保留同轴电缆的实用主义考量。书中对DOCSIS（数据业务要求规范）标准族的演进进行了深入浅出的对比，从1.0到后来的3.0/3.1，每一步的提升都与频谱效率的提升、调制复杂度的增加紧密相关。阅读时，我仿佛能听到那些工程师在标准会议上为了争取哪怕是零点几dB的效率提升而进行的激烈辩论。这本书提供了一个宏观视角，让我们理解技术标准是如何在需求与现有基础设施之间寻求最佳平衡点的。

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坦白说，这本书的深度超出了我最初的预期，它对基础物理学的应用解释得非常透彻，以至于我不得不时不时地停下来，拿出旧的射频电路课本进行比对验证。对于那些仅仅满足于知道“有线电视就是一根线”的普通用户而言，这本书可能显得过于“硬核”。但对于通信工程专业的学生或资深技术人员来说，书中关于调制解调器（Modem）内部信号处理流程的描述，简直是教科书级别的范本。它细致入微地讲解了正交幅度调制（QAM）的原理，如何通过增加星座点的密度来提升数据吞吐量，同时也毫不避讳地指出了这种做法带来的非线性失真和对信噪比的严苛要求。更让我印象深刻的是，作者用大量的篇幅讨论了网络安全和数据隔离在物理层面的实现方式，即如何确保不同用户的信号在共享的同轴介质中互不干扰，这涉及到精确的功率控制和频率规划。这本书的语言风格严谨而克制，没有丝毫浮夸的赞美，一切都建立在可验证的数学模型和工程实践之上，读起来酣畅淋漓，充满了技术思辨的乐趣。

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读完这本书，我最大的感受是，原来我们每天享受的“即时娱乐”，背后是一场与物理定律永无休止的拉锯战。这本书的叙事方式非常侧重于“工程的妥协与胜利”，它没有过多渲染技术带来的便利，而是把笔墨聚焦于工程师们是如何一步步驯服信号的“野性”的。比如，关于上行信道（Return Path）的设计，作者用了大量的篇幅来讨论如何在共享带宽的环境下，通过精密的时分多址（TDMA）或频分多址（FDMA）技术，将用户的请求有序地送回前端，避免“车祸现场”的信号拥堵。其中关于放大器级联设计和均衡器部署的论述尤为精彩，它清晰地展示了在数百公里的干线网络中，如何通过分散部署、精确补偿损耗和色散，最终保证用户端的信号质量依然能达到行业标准。这本书更像是一本高级“排故指南”，它教会你看待网络故障时，不要只盯着软件层的错误代码，而要深入到线缆的弯曲半径、连接器的氧化程度，甚至是被白蚁啃咬的玻璃纤维保护层。它将有线网络视为一个需要持续“维护生命体征”的有机系统，而非一堆冰冷的设备堆砌。

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