Optical Networking Best Practices Handbook pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:John R. Vacca

出品人:

页数:472

译者:

出版时间:2006-11-28

价格:USD 129.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471460527

丛书系列:

图书标签:

• Optical Networking
• Optical Communication
• Network Design
• Fiber Optics
• WDM
• DWDM
• Optical Transport Network
• OTN
• Network Management
• Telecommunications

现代通信系统设计与优化：原理、挑战与前沿技术 本书旨在为通信工程师、网络架构师以及对高速、可靠通信技术感兴趣的专业人士，提供一套全面且深入的现代通信系统设计、部署与优化指南。本书不涉及光传输网络的特定最佳实践，而是聚焦于支撑所有现代通信基础设施的通用工程原则、关键技术挑战以及面向未来的创新方向。 第一部分：通信系统基础与信道建模 本部分将奠定读者理解复杂通信系统所需的技术基础，重点关注信号在真实物理信道中的传输特性与限制。 第一章：数字通信系统概述 本章首先回顾了数字通信的基本架构，包括信源编码、信道编码、调制、多址接入和同步技术。详细阐述了香农-哈特利定理在评估信道容量方面的核心作用，并讨论了不同调制方案（如QAM、PSK、PAM）在频谱效率和抗噪声性能之间的权衡。特别地，本章强调了在实际部署中，功率效率与带宽效率之间的动态平衡。 第二章：信号在噪声和干扰环境中的传播 深入探讨了信号在不同物理介质中传播时面临的主要挑战。这包括热噪声（高斯白噪声）的统计特性分析，以及系统内部和外部引入的各种干扰源（如互调失真、串扰）。我们将详细介绍如何构建精确的信道模型，以准确预测系统的误码率（BER）和误帧率（FER）。 第三章：高级信道编码理论与应用 本章不再局限于传统的块编码或卷积码，而是侧重于当前高性能系统中使用的前沿纠错技术。内容涵盖低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码的结构、译码算法（如概率传播算法——BP）、以及它们在提升信噪比（SNR）极限附近的性能优势。此外，还讨论了面向未来高速率传输的前向纠错（FEC）的最新研究进展，例如基于图论的编码结构优化。 第四章：多载波与正交多址接入技术 重点剖析正交频分复用（OFDM）技术的内在机制，包括循环前缀（CP）的设计、子载波的同步与频率偏移补偿。本章深入分析了OFDM在应对频率选择性衰落方面的优势，同时也详细讨论了其在峰均功率比（PAPR）抑制方面的挑战，以及相应的降PAPR技术（如信号域预失真技术）。对于新兴的、超越传统OFDM的空分复用（SDM）和滤波多载波（FBMC）技术，也将进行初步的原理介绍。 第二部分：网络架构、协议栈与性能评估 本部分将视角从单个物理层提升到整个网络层面，关注如何设计高效、可扩展的网络架构和管理复杂的协议栈。 第五章：网络拓扑设计与路由算法 本章探讨了构建大型通信网络所依赖的拓扑结构（如网格、环形、星形、混合拓扑）的选择原则。重点分析了动态路由协议（如OSPF、BGP）在收敛性、负载均衡和故障恢复方面的性能差异。同时，引入了面向软件定义网络（SDN）的集中式控制和路径优化方法，讨论如何利用全局视图实现更优化的流量工程。 第六章：传输控制协议（TCP）性能调优与瓶颈分析 深入研究TCP协议族（如TCP Reno, CUBIC, BBR）在不同网络环境（高延迟、高带宽延迟积网络）下的行为。本章详细剖析了拥塞控制算法的工作原理，如何通过调整窗口大小、缓冲区管理来优化吞吐量和公平性。更重要的是，将指导读者如何使用专业的网络性能分析工具识别和诊断实际网络中的延迟尖峰、丢包源和缓冲区溢出问题。 第七章：流量工程与资源分配 本章关注网络资源（带宽、时延预算）的精细化管理。探讨了区分服务（DiffServ）和集成服务（IntServ）模型的实现细节及其在保证服务质量（QoS）方面的能力。引入了基于流的、动态的资源预留和回收机制，以及如何利用预测分析来主动分配资源以避免拥塞。 第八章：网络安全基础与威胁缓解 网络安全是现代通信系统的核心考量。本章涵盖了物理层、数据链路层、网络层和应用层面临的主要安全威胁（如DDoS攻击、中间人攻击、路由欺骗）。重点阐述了加密技术（如公钥基础设施PKI、IPsec）的应用，以及基于行为分析的异常流量检测系统设计。 第三部分：新兴技术与未来展望 本部分聚焦于驱动下一代通信系统发展的关键技术领域，探索如何应对未来数据洪流带来的挑战。 第九章：网络虚拟化与软件定义架构 详细阐述了网络功能虚拟化（NFV）的原理，包括虚拟网络功能（VNF）的部署模型和服务链的编排。本章分析了如何通过将硬件功能解耦到通用服务器上，实现运维的敏捷性和成本效益。同时，深入探讨了SDN控制器与数据平面（如OpenFlow）的交互机制，以及如何构建多层级的控制平面。 第九章：面向未来的媒介接入技术 本章将目光投向无线和新兴的接入技术。讨论了正交频分复用接入（OFDMA）在无线宽带中的应用，并深入探究了MIMO（多输入多输出）技术的核心原理，包括空间复用和波束赋形，以实现频谱效率的显著提升。对于太赫兹（THz）通信、可见光通信（VLC）等前沿领域，本章将概述其物理层挑战和潜在应用场景。 第十章：系统级仿真、建模与性能验证 在部署昂贵的基础设施之前，精确的系统级仿真至关重要。本章指导读者如何选择和使用行业标准的仿真平台（如NS-3, OPNET/Cisco Modeling Labs）来构建复杂、大规模的网络场景。重点讲解了如何建立合理的模型参数（如设备延迟、链路衰落模型），并设计科学的实验方案来验证新算法或新架构的性能指标，确保理论设计能平稳过渡到实际部署。 --- 本书内容聚焦于通信系统设计的通用理论、工程实践中的核心挑战，以及前沿技术的原理分析。它为读者提供了一个坚实的、跨越物理层到网络管理层的技术框架，而非针对特定传输媒介或介质的最佳配置手册。

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这本书最让我感到价值连城的一点，是它对于光网络运维自动化和AIOps（人工智能运维）的展望与实践指导。在当前对网络弹性要求越来越高的时代，仅仅依靠人工巡检和手动配置已经无法适应业务发展的速度。书中详细分析了如何通过Netconf/YANG模型对光层设备进行配置自动化，以及如何利用采集到的PM（性能管理）数据和告警数据，建立异常检测模型。作者没有停留在概念层面，而是提供了如何设计数据采集流、如何清洗和标准化这些海量光层遥测数据的具体建议。例如，书中有一部分专门讨论了如何利用机器学习来预测EDFA的寿命或预测光信噪比的缓慢下降趋势，从而在故障发生前进行预防性维护。这种将数据科学与光网络工程深度融合的探讨，是当前行业内非常前沿和稀缺的内容。它引导我们思考，如何将原本相对静态的光网络基础设施，转化为一个能够自我感知、自我优化和自我修复的智能系统。阅读完这部分内容，我立刻组织了一个内部研讨会，尝试将书中的理念应用到我们现有的监控体系升级中去，这充分说明了这本书在激发实践创新方面的强大驱动力。

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从项目管理的角度来看，这本书提供了一套非常实用的光网络建设和维护的SOP（标准操作流程）框架。很多时候，光网络项目延期或预算超支，并非技术难度本身，而是流程控制和资源协调不当所致。这本书中关于光缆路径勘测、光纤熔接质量控制的标准、以及OTDR（光时域反射仪）测试的最佳实践，都给出了非常具体的操作阈值和验收标准。特别是针对新一代城域网的‘零停机’割接方案，书中详尽列出了从前期的业务影响分析到最终业务切换完成的每一个时间节点和负责人，这对于项目经理来说是极具指导意义的。我特别关注了关于光缆路由选择的讨论，作者强调了地理环境因素（如地震带、水文条件）对光纤长期稳定性的影响，并建议在关键节点采用冗余的物理路径设计，而不是仅仅依赖于光层或电层的保护。这些宏观层面的规划建议，对于确保网络生命周期的成本效益是至关重要的。这本书真正做到了技术深度与管理实践的完美结合，使得技术人员和项目管理者都能从中找到切实的价值点。

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这本书的排版和结构设计，可以说体现了极高的专业素养。它似乎是为那些需要快速查阅特定问题的工程师量身定制的，章节划分逻辑清晰，索引做得非常到位。我曾经在某个深夜需要紧急验证一个关于OTN（光传送网）的帧结构定义，这本书几乎是秒速定位到了相关章节，并且提供了清晰的图示来辅助理解复杂的帧封装过程。除了技术层面的详尽阐述外，书中穿插的‘陷阱警示’和‘常见错误纠正’部分尤其实用。这些内容往往是教科书里不会提及的‘潜规则’，比如在特定厂商的设备中，由于固件差异导致的波长锁定问题，或者在光放大器增益平坦化设计中，由于通道间串扰引起的性能下降。作者以一种非常坦诚的态度，把这些实战中暴露出来的‘坑’直接摆在了桌面上。这种务实的写作风格，让我感觉不是在阅读一本冷冰冰的技术手册，而是在向一位经验丰富的前辈请教。此外，书中对标准合规性的强调也令人印象深刻，它不仅指导我们如何达到目标性能，更提醒我们在任何优化操作中，都必须确保符合ITU-T或IEEE的相关规范，这对保证互操作性和系统的长期维护至关重要。

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这本书，老实说，在光网络领域里能找到一本像这样系统梳理实践经验的实操手册，简直是太不容易了。我记得我刚开始接触DWDM架构的时候，那些冗长的标准文档和晦涩难懂的白皮书让我头疼不已，真正能落到实处的‘最佳实践’往往只能靠项目中的摸爬滚打积累。这本书最让我眼前一亮的是它对不同运营商场景下的部署策略进行了详尽的对比分析。比如，它对城域、干线以及数据中心互联这三种典型场景下的光层保护机制、动态波长分配（WDM）的颗粒度选择，以及如何平衡CAPEX和OPEX进行了深入的探讨。特别是关于降低非计划停机时间的章节，作者并没有停留在理论层面，而是通过列举一系列实际案例，说明了在光缆中断时，如何快速定位故障源、切换保护路径，以及如何通过预先部署的OAM（操作、管理和维护）工具集实现自动化恢复。书中对光功率预算的计算方法也做了细致的解析，特别是考虑到光放大器（EDFA/Raman）的噪声累积效应和非线性效应的引入后，如何精确预测接收端的OSNR（光信噪比），这对于确保长距离传输链路的稳定性至关重要。整体感觉，这本书更像是一位经验丰富的老工程师，把他多年积累的‘独门秘籍’毫无保留地分享了出来，对于我们这些在一线奋斗的技术人员来说，无疑是一份宝贵的财富，它极大地缩短了我们从理论到生产环境的知识鸿沟。

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阅读这本书的过程中，我深刻感受到作者对于光网络演进趋势的敏锐洞察力，尤其是在应对当前爆炸式增长的数据流量和对低延迟、高带宽需求的背景下，这本书提供了一套非常前瞻性的视角。它没有过多纠缠于过时的技术细节，而是聚焦于下一代网络——特别是基于相干光通信技术（Coherent Optics）的部署挑战和优化策略。书中详细阐述了如何在高阶调制格式（如256QAM）下，通过先进的DSP（数字信号处理）技术来补偿色散和偏振模色散（PMD），同时探讨了如何在保持高频谱效率的同时，兼顾传输距离和接收灵敏度之间的取舍。我特别欣赏它对SDN（软件定义网络）在光层融合的讨论，作者描绘了一幅未来光网络如何通过集中控制实现资源的动态调度和服务的快速开通。这种从传统固化架构向灵活可编程架构转变的思路，在许多行业参考资料中往往只是浮光掠影，但在这本书里却被系统地分解为可实施的步骤。它甚至涉及到了量子密钥分发（QKD）在现有光纤网络中的集成路径，这表明作者的视野已经超越了单纯的“光纤传输”本身，而是将其置于整个信息安全和未来计算环境的大背景下去考量。这本书的深度，足以让资深的网络架构师受益匪浅，它不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”的深刻解读。

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