具体描述
《光纤通信网》紧密结合光通信的发展，全面系统地介绍了光纤通信网络及其主要技术。《光纤通信网》包括两大部分，第一部分是对光纤通信系统组成及其主要技术的介绍，包括光纤结构及传输特性、各类有源和无源光器件的工作原理、光纤通信系统的组成以及光链路相关技术；第二部分紧扣光纤通信技术的发展方向，重点讨论了光传送网、光接入网、城域光网络、智能光网络、全光通信网和光互联网等光纤通信网络技术。
《光纤通信网》可作为高等学校电子、通信和信息类专业的教学用书，也可作为相关领域科技人员和管理人员的参考用书。
《光纤通信网》图书简介 概述 《光纤通信网》是一部深度剖析现代光通信网络技术、架构、应用及发展趋势的权威性著作。本书不仅系统梳理了光纤通信从基础原理到前沿进展的演进历程，更聚焦于当前和未来光网络在信息时代扮演的关键角色。它以严谨的学术态度、清晰的逻辑结构和丰富的实践案例，为读者提供了一个全面、深入、易于理解的光纤通信知识体系，是通信工程、电子信息、计算机科学等领域专业人士、科研人员以及对此技术感兴趣的读者的必备参考书。 内容详述 第一部分：光纤通信的基础原理与技术演进 本部分将带领读者穿越光纤通信的起源，深入理解其核心技术。 光纤的基本原理与结构： 详细阐述光的传播原理（全反射、折射），以及光纤作为信息载体的物理基础。深入解析单模光纤和多模光纤的结构、特性、优势与劣势，以及它们在不同应用场景下的选择标准。介绍光纤的制造工艺、损耗机制（如吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗）和色散效应（如材料色散、波导色散、模式色散），并探讨抑制这些不利因素的方法。 光信号的产生与检测： 详细介绍激光器（LED、DFB激光器、FP激光器等）和光电探测器（PIN二极管、APD等）的工作原理、关键参数及其在光通信系统中的作用。分析不同光源和探测器在传输速率、光谱特性、响应速度和灵敏度等方面的差异，以及如何根据系统需求进行匹配选择。 光调制与解调技术： 深入讲解光信号的调制方式，包括强度调制（IM）、相位调制（PM）、频率调制（FM）等，以及它们在数字和模拟光通信中的应用。详细介绍光解调技术，如直接检测（DD）和相干检测（Coherent Detection），并分析相干检测在提升频谱效率和传输距离方面的显著优势。 光通信系统的发展历程： 回溯光纤通信技术从第一代（2.5Gbps）到当前第四代（100Gbps、400Gbps乃至Tbps）甚至更高速率的演进历程。分析每个阶段的技术突破，如掺铒光纤放大器（EDFA）、波分复用（WDM）技术的出现，以及它们如何极大地拓展了光纤的传输容量。 第二部分：核心光网络技术与架构 本部分将重点聚焦构建高效、可靠光纤通信网络所需的关键技术和架构设计。 波分复用（WDM）技术： 深入解析波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）的技术原理、实现方式和应用场景。详细介绍光分插复用器（OADM）和光添加/删除复用器（ADM）的功能，以及它们在构建灵活、可扩展光网络中的作用。分析DWDM系统的信道规划、间隔选择、光源一致性、色散补偿和信号监测等关键问题。 光放大器技术： 详细介绍不同类型的光放大器，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、增益特性、噪声特性以及在长距离传输中的应用。分析拉曼放大器、光纤布里渊放大器（FBA）等技术，以及它们如何补充EDFA的性能或满足特定需求。探讨光放大器的非线性效应及其对信号质量的影响。 光交换与路由技术： 深入研究光交换（Optical Switching）在光网络中的应用，包括光电光交换（OEO）、光光交换（OOO）以及它们在不同网络层级的优势。详细介绍光交叉连接（OXC）和灵活光网络（FlexGrid）等概念，以及它们如何实现光路径的动态调度和资源优化。分析基于分组交换和电路交换的光网络架构。 光网络保护与恢复机制： 详细阐述光网络中的冗余设计和保护倒换策略，如1+1保护、1:1保护、N+1保护等。介绍光分路保护、光环保护、Mesh保护等多种保护方式，以及如何通过备用路径和快速倒换机制来保障通信的连续性和可靠性。探讨网络管理系统（NMS）在故障检测、定位和恢复过程中的重要作用。 高速光通信接口与协议： 介绍当前主流的高速光接口标准，如SFP、SFP+、QSFP+、QSFP28、CFP等，以及它们在不同速率和应用场景下的适用性。分析以太网（Ethernet）、光纤通道（Fibre Channel）、InfiniBand等高速传输协议在光网络中的应用，以及它们如何与光层技术协同工作。 第三部分：光网络的关键应用与发展趋势 本部分将探讨光纤通信网络在现代社会中的广泛应用，并展望其未来发展方向。 数据中心互联（DCI）： 深入分析随着云计算、大数据和AI的兴起，数据中心之间对高带宽、低延迟互联的需求如何驱动DCI技术的快速发展。介绍DCI的常见架构，如点对点、点对多点，以及400G/800G/1.6T等超高速率传输技术在DCI中的应用。 城域网与接入网： 探讨光纤通信如何在城市范围内实现高速、泛在的连接，包括光纤到户（FTTH）、千兆宽带的普及。分析EPON、GPON、XG-PON、NG-PON2等无源光网络（PON）技术在接入网中的演进和应用。 长途骨干网与海底光缆： 介绍支撑全球通信的长途骨干光网络架构，以及支撑国际通信的海底光缆系统。分析长距离传输面临的挑战，如信号衰减、色散、非线性效应，以及如何通过先进的信号处理、前向纠错（FEC）和相干检测技术来克服。 5G/6G及未来移动通信网络： 深入分析光纤网络作为5G/6G移动通信网络的“信息高速公路”所扮演的关键角色，包括前传、中传和回传网络的解决方案。探讨光网络如何支持更高的带宽、更低的延迟和更广泛的连接需求。 下一代光网络技术展望： 展望光网络未来的发展方向，包括： 相干光通信的进一步发展： 讨论相干光技术在提高频谱效率、降低功耗方面的潜力，以及在数据中心、城域网等领域的更广泛应用。 光网络智能化与自动化： 探讨软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等技术如何应用于光网络，实现网络的智能化管理、灵活配置和按需服务。 人工智能（AI）在光网络中的应用： 分析AI在网络流量预测、故障诊断、资源优化、性能提升等方面的应用潜力。 新型光器件与材料： 介绍硅光子、集成光电子学、新型光纤材料等前沿技术，以及它们可能为光通信带来的变革。 量子通信与光网络融合： 探讨量子密钥分发（QKD）等量子通信技术与现有光网络的融合，以及未来量子互联网的可能形态。 本书特色 理论与实践并重： 在深入讲解理论知识的同时，大量引用实际工程案例和行业标准，帮助读者建立清晰的实践认知。 结构清晰，逻辑严谨： 内容编排循序渐进，从基础到前沿，层层递进，便于读者系统学习和掌握。 图文并茂，可视化强： 大量采用示意图、流程图、性能曲线图等，直观展示复杂的技术原理和网络架构。 前沿性与权威性： 紧跟光通信技术发展的前沿，内容涵盖最新技术动态和研究热点，由行业资深专家审定。 适用性广： 既可作为高校相关专业的教材或参考书，也适合通信工程师、网络架构师、系统集成商以及技术研究人员阅读。 结语 《光纤通信网》致力于为读者构建一个全面、深入、前瞻的光通信知识体系。在信息爆炸的时代，光纤通信网络作为信息传输的基石，其重要性日益凸显。本书将帮助您深刻理解光网络的技术脉络，洞察行业发展趋势，为在这一领域深耕和创新提供坚实的理论基础和实践指导。
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