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出版者:高等教育出版社图书发行部（兰色畅想）

作者:张会生 编

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2004-7

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787040146486

丛书系列:

图书标签:

• 通信原理
• 现代通信
• 信号处理
• 调制解调
• 信道编码
• 无线通信
• 信息论
• 数字通信
• 通信系统
• 移动通信

《光通信网络：核心技术与前沿应用》 内容梗概： 本书深入剖析了现代光通信网络的设计、实现与优化，从基础的光物理原理出发，逐步展开到构成复杂网络的光学器件、传输技术、交换机制以及管理与控制系统。全书共分为十章，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解当前光通信网络如何支持全球信息爆炸式增长的需求，并展望其未来的发展方向。 第一章：光信号的产生、传输与接收基础 本章是全书的基石，详细介绍了光通信的核心要素。我们首先从量子力学角度阐述了激光器作为相干光源的工作原理，包括泵浦机制、粒子数反转、受激辐射以及不同类型激光器（如半导体激光器、光纤激光器）的特性比较。接着，深入探讨了光在介质中的传播规律，重点讲解了光纤的传输特性，包括模式理论、色散（材料色散、波导色散、高阶色散）和非线性效应（如受激拉曼散射、受激布里渊散射、自相位调制、交叉相位调制），以及如何通过设计光纤结构（如单模光纤、多模光纤、零色散位移光纤、色散补偿光纤）来抑制这些不利因素。最后，分析了光电探测器的基本原理，包括光电效应、探测器类型（如PIN光电二极管、雪崩光电二极管APD）及其性能参数（如响应速度、量子效率、噪声）。本章为后续章节的光学器件和系统集成奠定了坚实的理论基础。 第二章：光纤通信的传输技术 本章聚焦于光纤通信中的关键传输技术，旨在提升传输容量、距离和效率。我们将详细介绍多种先进的复用技术，包括时分复用（TDM）、频分复用（WDM）及其发展——密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM），并分析它们的优缺点及适用场景。针对DWDM，我们将深入探讨其关键组件，如可调谐激光器、光放大器（光纤放大器EDFA、拉曼放大器）、光滤波器和波长选择开关（WSS）等。此外，本章还将详细讲解单边带（SSB）传输、差分相移键控（DPSK）和正交相移键控（QPSK）等调制格式，分析它们如何提高频谱利用率和抗噪声能力。我们还会讨论光信号的再生与中继技术，包括电再生和光再生（如光电光再生、光再生器）的原理与应用，以及其在长距离传输中的作用。 第三章：光网络中的关键光学器件 本章将全面介绍构建现代光通信网络所需的各类核心光学器件。我们将详细讲解光放大器（EDFA、SOA、拉曼放大器）的设计原理、增益特性、噪声分析及应用。光开关（如MEMS光开关、电致伸缩光开关）的分类、工作机制与性能指标也将被深入探讨，它们在光路由与保护中的作用至关重要。此外，本章还将介绍光学调制器（如Mach-Zehnder调制器、电吸收调制器EAM）的结构、调制原理、驱动电路以及在信号编码中的应用。光耦合器、光分路器、光环形器等无源器件的原理与制造工艺也将被一一解析。最后，我们将讨论光纤传感器的基本原理及其在网络监测中的潜在应用。 第四章：高速光传输系统设计 本章致力于深入研究构建高容量、高效率光传输系统的关键设计考量。我们将详细阐述相干光通信系统的原理，包括其在信号的幅度和相位上进行编码的优势，以及相干接收技术（如本振）如何实现高灵敏度接收。在此基础上，我们将深入分析不同调制格式（如QPSK、8PSK、16QAM）在相干系统中的性能表现，以及它们对信号处理硬件的要求。脉冲整形滤波器（如升余弦滤波器、高斯滤波器）在优化信号眼图、减少符号间干扰（ISI）中的作用也将被详细阐述。此外，本章还将探讨前向纠错（FEC）技术，包括其不同编码方案（如里德-所罗门码、Turbo码、LDPC码）的原理、性能增益以及在提升传输可靠性中的关键作用。 第五章：光交换技术与网络架构 本章将重点解析光交换技术以及构成复杂光网络的不同架构。我们将深入研究电路交换、分组交换和混合交换在光网络中的实现方式，并对比它们的性能特点。无阻塞光交换网络的设计原则、关键技术（如多级交叉连接网络）和性能评估方法（如吞吐量、延迟）将是本章的核心内容。同时，我们将详细介绍光网络的发展历程，从早期的点对点连接到今天的多种复杂网络拓扑，如星型、环型、网状型以及更复杂的IP/MPLS与光网络融合的架构。最后，本章还将探讨软件定义网络（SDN）在光网络中的应用，以及如何通过集中式控制器实现对光网络的灵活管理与优化。 第六章：光网络管理与监控 本章聚焦于光网络的运行与维护，探讨如何实现高效的网络管理与实时监控。我们将详细介绍网络管理模型（如FCAPS），包括故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理在光网络中的具体实现。光传输网络的性能监测技术（如误码率测试、光功率监测、时钟同步监测）将是本章的重要内容。我们还将深入研究网络监控系统（NMS）的设计与实现，以及如何利用SNMP、NETCONF等协议进行网络设备的配置与信息采集。最后，本章还将探讨光网络的可视化管理工具及其在故障诊断与性能优化的作用。 第七章：下一代光网络技术 本章将展望光通信网络的未来发展，介绍当前正在研究和开发的下一代技术。我们将深入探讨多维复用技术（如空分复用SDM），以及如何利用多芯光纤或空分复用光纤来进一步提升传输容量。动态带宽分配（DBA）技术在实现网络资源的灵活调度和优化利用方面的作用将被详细阐述。此外，本章还将关注光载无线（RoF）通信技术，分析其在满足移动通信日益增长带宽需求中的潜力。量子通信技术（如量子密钥分发QKD）在网络安全领域的突破性进展也将被初步介绍。 第八章：数据中心光互连 本章将专门探讨数据中心内部及数据中心之间的高速光互连技术。我们将分析数据中心网络架构（如Leaf-Spine架构）对光互连的需求，以及如何通过低成本、高密度的光模块（如QSFP、CXP）来实现服务器、交换机之间的连接。高功率光通信的挑战与解决方案，以及硅光子技术在推动数据中心光互连小型化、集成化和低功耗方面的作用也将被详细解析。我们将讨论不同速率（如100GbE、400GbE、800GbE）下的互连方案，以及其对光模块、连接器和光纤的要求。 第九章：光网络的安全与可靠性 本章将深入探讨光网络面临的安全威胁以及保障网络可靠性的策略。我们将分析光网络中可能存在的安全漏洞，如物理层攻击（如光纤探测）、数据层攻击（如协议劫持）以及管理层攻击，并提出相应的防护措施。冗余设计、保护倒换机制（如1+1保护、N+1保护）在提高网络生存性方面的重要性将得到重点分析。我们还将讨论灾难恢复（DR）策略在光网络中的应用，以及如何通过多路由、多节点备份来确保业务的连续性。 第十章：光通信技术的最新进展与未来趋势 本章将对全书内容进行总结，并对光通信技术的未来发展进行前瞻性分析。我们将回顾当前光通信领域的热点研究方向，如超长距离传输、超大容量传输、智能光网络、人工智能在光网络中的应用等。我们还将探讨光通信技术与5G/6G、物联网、云计算、边缘计算等新兴技术的融合发展趋势，以及它们如何共同推动信息社会的发展。最后，本章将就未来光通信网络可能面临的挑战与机遇进行讨论，为读者提供一个更广阔的视野。 本书内容涵盖了光通信领域的广泛知识，从基础理论到前沿应用，力求严谨、深入、系统，希望能为相关领域的专业人士、研究人员及对光通信感兴趣的读者提供一份有价值的参考。

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这本《信号处理基础》简直是为我这种科班出身但多年未接触理论的工程师量身定做的。我之前在项目里主要和各种应用层协议打交道，对底层的数学模型和算法推导已经生疏得厉害。这本书的厉害之处在于，它并没有停留在概念的简单罗列，而是深入浅出地将傅里叶分析、Z变换、随机过程这些“拦路虎”讲得非常透彻。特别是关于离散时间系统稳定性的讨论，作者用非常直观的图示和严谨的数学证明相结合的方式，让我仿佛回到了大学课堂，但又比当年听课时理解得更深刻。我记得有一章专门讲了LTI系统的卷积运算，它不仅展示了如何计算，更解释了为什么卷积是系统的核心描述工具，这种对“为什么”的深挖，对于真正想吃透技术的人来说太重要了。读完后，我对目前我们使用的各种滤波器的设计思路和性能限制有了全新的认识，不再是盲目套用公式，而是真的明白了背后的物理意义。这本书的习题设置也很有特色，难度适中，既有检验基础概念的直通题，也有需要综合运用多个知识点的开放性思考题，非常适合想夯实基础的专业人士。

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这本书《信息论与编码原理》的编排逻辑，绝对是经过深思熟虑的。我曾经在学习资料中零散接触过香农定理，但总觉得像一个高悬的理想目标，不知如何用工程手段去逼近。这本书的厉害之处在于，它成功地将“信息论的边界”与“编码实现的路径”紧密地结合在了一起。它先用非常严谨的方式建立了熵、互信息这些信息测量的基本工具，让你清楚地知道一个信道最多能承载多少信息量——这是理论的上限。紧接着，它毫不拖泥带水地转向了信道编码部分，从早期的线性分组码，逐步过渡到更现代的卷积码和Turbo码的译码算法。我特别欣赏它对维特比译码算法的阐述，作者通过状态图和前向算法的对比，使得原本抽象的动态规划过程变得清晰可见。读完后，我明白了为什么现在4G/5G系统会采用LDPC码，以及这些信道编码技术是如何在保证极低误码率的同时，又不至于引入过大的编码延迟。它提供了一个从“信息能装多少”到“我们实际装了多少”的完整认知框架，对于任何想深入了解纠错机制的人来说，都是不可多得的宝典。

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坦白说，我本来以为这是一本枯燥的教科书，准备“硬啃”的。我是从事网络运维工作的，主要和TCP/IP、路由协议打交道，对物理层和更底层的模拟电路知识已经基本遗忘了。但这本书《高速数字传输技术》的叙事风格却出乎意料地吸引人。它没有一开始就抛出大量的数学公式，而是通过讲述“如何把比特流塞进光纤”这个实际工程问题，自然地引出了信号完整性（SI）的概念。作者对“眼图”的讲解尤其精彩，他没有仅仅停留在展示眼图的形状，而是深入分析了码间串扰（ISI）、抖动（Jitter）和噪声对眼图轮廓的具体影响，甚至还对比了不同均衡技术（如CTLE、DFE）在实际链路中的优劣。这种“以问题驱动理论”的写作方式，极大地降低了我的阅读门槛。对我来说，最大的收获是理解了为什么在万兆乃至更高速率的网络设备中，PCB走线的长度、阻抗匹配和过孔设计会变得如此敏感，这让我今后在处理高带宽设备选型和故障排查时，能更早地介入到物理层面的考虑，而不是等到链路层报警才开始头疼。

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我是一个对技术有强烈好奇心的电子爱好者，平时喜欢自己捣鼓一些小项目，比如尝试用树莓派搭建一个简单的软件定义无线电（SDR）接收器。在尝试过程中，我发现自己最大的瓶颈在于对“调制解调”这一核心环节的理解停留在非常表面的水平，只会调用库函数，却不知道数据是怎么被“塞进”载波信号里的。我翻阅了市面上很多偏应用的书，都语焉不详。直到我偶然发现了这本《电磁波传播与天线理论》。这本书简直是我的救星！它没有直接讨论复杂的通信系统，而是聚焦于信号如何在空间中传输的物理规律。作者对惠更斯原理的阐述清晰极了，让我第一次真正理解了平面波和球面波的区别。更让我惊喜的是，它详细讲解了不同频率下的电磁干扰和绕射现象，这对我后来排查SDR接收器在高楼环境中接收效果不佳的问题提供了直接的理论指导。书中的插图质量极高，那些关于天线方向图和极化的图例，即便我不完全理解复杂的麦克斯韦方程组，也能通过这些图景建立起对空间电磁场的直观感受。这完全是另一层面的知识补充，它让我从“使用者”向“设计者”的思维迈进了一小步。

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我是一位资深的软件架构师，过去的工作主要集中在分布式系统和云计算领域，对底层硬件和物理层的互动了解非常有限，认为那都是“硬件工程师”的事情。然而，随着我对边缘计算和低延迟数据处理的需求日益增加，我开始意识到，如果不理解数据在链路中传输的“物理代价”，我的软件优化方案可能永远停留在软件层面。偶然间看到了这本《现代通信中的同步与恢复技术》，我抱着了解“时钟恢复”基本原理的心态翻阅。没想到，它让我对“时间”在数字通信中的重要性有了颠覆性的认识。书中对载波恢复、位同步的讲解，不再是简单的数学公式堆砌，而是结合了实际电路中的压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）的工作原理进行解释。特别是关于定时误差检测器的部分，作者详细对比了Gardner定时算法和Costas环的性能差异，这让我体会到，即便是最基本的“对齐”操作，背后也蕴含着精妙的控制论和信号处理智慧。这本书有效地弥合了我软件思维与底层物理现实之间的鸿沟，让我对未来设计超低延迟的通信协议栈有了更具物理感的基础认知。

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