具体描述
《全光光纤通信网》内容简介：全光光纤通信网是新一代网络，是信息社会的神经系统。《全光光纤通信网》基于语音、数据、图像等多媒体信息的高速无阻塞传输和交换，阐述打破现有网络的“电子瓶颈”限制，在光域上进行传输和交换的新型网络及其关键单元技术。全光光纤通信网技术是21世纪前沿信息科学技术的高度集中和升华。
《全光光纤通信网》共有两篇十五章，网络篇包括概论、全光光纤网、光传送网、智能光网络、光分组交换网络、光纤接入网、光互联网络、光网络应用，技术篇包括光网络链路、光网络用器件、光放大技术、光调制技术、光编码技术、光信道多路复用和光网络多址技术、光交换技术，书末另有附录、缩略语及主要参考文献。
《全光光纤通信网》取材新颖、内容丰富、论点明确、文字简练，具有先进性、系统性和实用性。
《全光光纤通信网》可供从事信息技术研究和应用的高等院校师生、科研机构、工程技术人员，以及从事信息化建设工作的有关人员和对信息网络技术感兴趣之人士学习和参考。
好的，这是一份关于《全光光纤通信网》的图书简介，侧重于该领域之外的相关主题，力求内容详实，避免人工智能痕迹。 --- 图书简介：探索信息时代的基石与未来——光纤通信网络之外的广阔天地 书名：全光光纤通信网 【内容概述】 本书《全光光纤通信网》专注于构建、优化和管理现代信息传输的骨干网络——全光网络（All-Optical Networks, AONs）。然而，本导读旨在深入探讨支撑和影响这一核心技术体系的周边领域、前沿交叉学科以及其在更宏大社会与技术图景中的定位。我们将从光纤通信网络的物理基础出发，逐步拓展到支撑其运行的计算架构、网络安全策略、应用场景的演进，乃至光通信技术在非传统领域的潜在应用。 第一部分：光通信的物理与材料基础（超越网络拓扑） 尽管本书核心聚焦于网络层面的架构设计，但要理解全光网络的性能极限，必须追溯到其物质基础。本部分将深入探讨支撑光纤通信的材料科学、器件物理与信号传输的理论极限。 1. 光纤材料的深度解析与新型光纤的研发 特种光纤的化学与物理特性： 我们将审视非二氧化硅基光纤（如硫系玻璃、氟化物玻璃）在特定波长窗口的传输优势。探讨光纤预制棒的拉丝工艺、杂质控制以及掺杂技术（如铒、镱）对放大性能的影响。 光纤损耗的微观机制： 深入分析瑞利散射、吸收损耗、弯曲损耗和拉曼散射等现象的量子力学和统计学基础，而非仅仅停留在网络损耗预算层面。 空芯光纤（Hollow-Core Fiber, HCF）的结构设计： 考察光在空气中传播的潜力，分析光子带隙（Photonic Bandgap, PBG）结构和反谐振（Anti-Resonant）结构如何实现超低延迟和高功率传输。 2. 光电子器件的半导体物理与制造工艺 激光源的能带工程： 探讨半导体激光器（如DFB, DBR, EML）的设计原理，聚焦于量子阱、量子点结构如何调控注入载流子和光子之间的耦合效率，以及对线宽和噪声性能的影响。 光调制器的非线性光学效应： 深入分析马赫-曾德尔调制器（MZM）、电吸收调制器（EAM）和更前沿的硅光子集成调制器的工作原理，关注其在高阶调制格式（如QPSK, 16QAM）下的线性化技术与代价。 光电探测器的量子效率与暗电流： 考察PIN和APD器件的响应速度、量子效率的材料依赖性，以及如何通过热电制冷等手段控制暗电流，以提高接收灵敏度。 第二部分：计算架构与网络管理：信息处理的范式转换 全光网络的核心价值在于减少光电转换的次数，但数据最终仍需处理和调度。本部分聚焦于支撑网络运行的计算环境、资源调度策略及其对网络动态性的影响。 1. 异构计算与数据中心的能效优化 面向数据中心互联的计算架构（DCI）： 研究超越传统TCP/IP栈的RDMA（Remote Direct Memory Access）在光网络环境下的高效实现机制，以及DPU（Data Processing Unit）在卸载网络控制平面任务中的作用。 绿色计算与散热技术： 探讨液冷技术（直接芯片冷却、浸没式冷却）在超大型光网络设备机房中的应用，以及如何通过优化计算节点的拓扑布局来减少功耗。 2. 复杂系统理论与网络资源调度 排队论在分组光网络中的应用： 运用先进的排队论模型（如GI/G/1，复合泊松到达）来分析突发流量下的光缓冲器（Optical Buffer）性能，研究如何平衡延迟与丢包率。 图论与网络鲁棒性分析： 考察网络拓扑结构在面对多点故障时的韧性（Resilience）。应用最小割、最大流理论来设计冗余路径和快速恢复机制，这远超传统的光路保护切换范畴。 第三部分：网络安全与信息对抗的前沿挑战 光网络作为信息高速公路，其安全性至关重要。本部分不侧重于传统路由器的加密方法，而是关注物理层和数据链路层可能面临的特定威胁。 1. 物理层安全与侧信道攻击 光纤窃听的物理学原理： 分析微弯曲、温度变化、光注入等手段如何耦合出信号信息。研究针对这些物理扰动的信号指纹识别和反制技术。 激光驱动侧信道泄露： 探讨通过监测光模块的功耗波动、温度变化或电磁辐射来推断正在传输数据的潜在风险，以及相应的硬件层面的屏蔽措施。 2. 量子安全密码学与后量子迁移 格密码学与后量子密钥交换： 介绍基于Lattice的加密算法（如Kyber、Dilithium）在长距离光纤链路上的可行性部署，以及其在现有网络设备上软硬件兼容性的挑战。 量子密钥分发（QKD）的集成与局限： 讨论QKD技术（如BB84协议）如何在实际城域/接入网中与经典全光网络共存，并分析其在光纤损耗限制下的实际可达距离。 第四部分：光通信技术的跨界应用与未来展望 光纤通信不仅仅服务于电信运营商的骨干网，其基础技术正渗透到其他关键领域，带来了革命性的变革。 1. 传感与测量：分布式光纤传感（DOFS） 基于拉曼、布里渊散射的分布式测量： 详细介绍如何利用光纤本身的散射特性，实现对温度、应变、振动在数百公里范围内的连续、分布式实时监测。探讨其在油气管道安全、边境监控、结构健康监测中的应用细节。 2. 生物医学成像与光计算 光学相干层析成像（OCT）的原理与进展： 介绍基于低相干干涉原理的高分辨率活体组织成像技术，分析其在眼科、皮肤病学中的应用，以及所需的高速扫频光源技术。 光计算的计算范式： 探讨直接利用光波的并行性进行特定任务计算（如傅里叶变换、矩阵乘法）的模拟计算架构，分析其与电子计算的性能边界和应用场景互补性。 3. 卫星与空地光通信（FSO） 自由空间光通信的链路预算与大气效应： 研究激光在真空和穿过大气层（湍流、气溶胶）时面临的衰减、光束漂移和抖动问题，以及如何通过自适应光学系统进行补偿。 地基与星间链路的设计考量： 讨论光通信终端在移动平台上的稳定追踪技术（Pointing, Acquisition, and Tracking, PAT）和高可靠性通信协议的设计。 --- 总结： 本书《全光光纤通信网》虽然以核心网络架构为锚点，但其真正的价值在于提供一个广阔的视角，将光通信置于信息科学、材料工程、复杂系统和前沿安全技术的交汇点。它不仅仅是关于“如何铺设光纤”，更是关于“光如何改变我们处理、保护和利用信息的一切方式”。读者将获得对驱动现代信息社会运转的底层技术及其周边生态系统的全面认知。
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