Optical Switching Networks pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Maier, Martin

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2008-2

价格:$ 131.08

装帧:

isbn号码:9780521868006

丛书系列:

图书标签:

光交换网络
光通信
网络技术
光纤通信
交换网络
网络架构
光器件
通信工程
信息技术
光网络

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具体描述

Optical Switching Networks describes all the major switching paradigms developed for modern optical networks, discussing their operation, advantages, disadvantages and implementation. Following a review of the evolution of optical WDM networks, an overview of the future trends out. The latest developments in optical access, local, metropolitan, and wide area networks are covered, including detailed technical descriptions of generalized multiprotocol label switching, waveband switching, photonic slot routing, optical flow, burst and packet switching. The convergence of optical and wireless access networks is also discussed, as are the IEEE 802.17 Resilient Packet Ring and IEEE 802.3ah Ethernet passive optical network standards and their WDM upgraded derivatives. The feasibility, challenges and potential of next-generation optical networks are described in a survey of state-of-the-art optical networking testbeds. Animations showing how the key optical switching techniques work are available via the web, as are lecture slides (www.cambridge.org/9780521868006).

光子计算与信息传输的未来：跨越传统电子极限的探索书籍名称：《光电集成与高速信息交换架构》内容简介：本书深入探讨了在后摩尔时代，如何利用光子学原理与电子学技术深度融合，构建下一代高性能计算平台和超高速信息传输网络的关键技术与前沿架构。我们正站在一个技术奇点上，传统的硅基电子器件在处理日益增长的数据吞吐量和应对功耗墙挑战时，已显现出其物理极限。因此，将信息载体从电子转向光子，已成为驱动未来信息技术革新的核心方向。本书结构严谨，从基础的光与物质相互作用的物理机制入手，逐步过渡到复杂系统的工程实现层面，旨在为光电子领域的研究人员、系统架构师以及高级工程师提供一套全面且深入的理论指导与实践参考。第一部分：光子学基础与材料科学的革新本部分首先回顾了现代光学理论在信息科学中的应用基础，重点聚焦于等离子激元（Plasmonics）、拓扑光子学（Topological Photonics）以及非线性光学在信息处理中的潜力。我们详细分析了如何利用亚波长尺度的光场限制效应，突破传统衍射极限，实现超高密度信息存储和处理。材料科学的突破是光电集成的基石。书中专题讨论了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在光调制器和光探测器中的应用，探讨了其超快的载流子动力学如何转化为极高带宽的器件性能。同时，对硅光子（Silicon Photonics）技术栈的最新进展进行了详尽梳理，包括高效的片上波导耦合技术、低损耗的集成滤波器设计，以及如何优化硅基激光器和调制器的性能，使其能够稳定、低成本地集成到大规模CMOS生产线上。我们还着重探讨了光子晶体（Photonic Crystals）和超材料（Metamaterials）在构建高性能光子器件中的独特优势，特别是它们在实现任意光场调控、单模传输以及零色散传输线方面的潜力。第二部分：高速光子调制与信号处理技术信息传输的效率直接取决于调制速度和信号完整性。本部分深入剖析了当前主流的高速光调制技术，包括Mach-Zehnder调制器（MZM）、马赫-曾德尔调制器以及更先进的载波注入锁定（Carrier-Injection Locking）技术。重点在于分析提高调制带宽的物理瓶颈，并提出基于电光效应（Electro-Optic Effect）的超高速调制器设计方案，特别是针对铌酸锂（LiNbO3）和新型III-V族半导体材料的优化策略。在信号处理层面，本书详细介绍了片上光子集成电路（PICs）如何替代传统的电子滤波器和混频器。我们探讨了波分复用（WDM）和多输入多输出（MIMO）技术在光域内的实现，特别是如何利用复杂的傅里叶光学原理，在光域内实现高速傅里叶变换（Optical Fourier Transform）和卷积运算，为未来光计算奠定基础。对于相干光通信系统，本书提供了详尽的信号补偿和均衡算法的理论推导与仿真模型，以应对色散、非线性效应等在长距离传输中的挑战。第三部分：下一代网络架构与光互连（Optical Interconnect）随着数据中心规模的爆炸性增长，传统电子铜缆互连面临着严重的功耗和延迟瓶颈。本书将大量的篇幅聚焦于片上光互连（On-Chip Interconnect）和数据中心光互连（DCI）的架构演进。我们详细分析了硅光子技术在服务器和芯片级互连中的集成方案，包括如何设计低串扰、高密度、可大规模封装的阵列波导光栅（AWG）解复用器，以及如何实现与电子逻辑单元（如CPU/GPU）的高效光电混合接口。书中对比了多种光电耦合技术，包括垂直腔面发射激光器（VCSELs）阵列、边缘发射激光器（EELs）以及先进的集成混合光源技术，以期找到最优化的封装和热管理方案。对于跨数据中心和城域网，本书深入探讨了动态光网络（Dynamic Optical Networks）的构建。这包括光开关（Optical Switches）的最新进展——从传统的MEMS（微机电系统）开关到快速的无阻塞波导交叉点开关（如基于SOA或热光效应的阵列）。我们还讨论了如何将软件定义网络（SDN）的概念扩展到光层，实现对网络资源的实时、灵活调度，从而构建出具有极高能效比的“光速”数据中心。第四部分：光计算的理论前沿与新兴范式本书的终极目标是展望纯光计算的可能性。我们不仅关注光通信，更关注光子在信息处理核心——计算——中的角色。本部分介绍了模拟光计算（Analog Optical Computing）和量子光计算（Quantum Optical Computing）的前沿概念。在模拟计算方面，书中详细阐述了如何利用光的线性叠加特性和非线性响应，实现特定矩阵运算的加速。我们研究了如何设计反馈回路，将光信号处理与机器学习算法（如深度学习中的梯度下降）相结合，实现实时的、低延迟的神经网络加速。对于量子计算，本书侧重于基于光子的量子信息处理。我们探讨了线性光学量子计算（LOQC）的理论基础，包括如何利用分束器、相位延迟器和单光子源/探测器来构建通用量子门。特别地，书中对压缩态光（Squeezed Light）源的产生与操控进行了深入分析，这是实现大规模、容错光量子计算的关键技术。结论与展望：《光电集成与高速信息交换架构》不仅是一本技术手册，更是一份对未来信息基础设施的蓝图。它清晰地勾勒出光子学如何从一个辅助性技术，转变为驱动下一代超级计算和全球信息网络的绝对核心。本书内容严谨、覆盖面广，旨在培养新一代能够驾驭光、电、算三者深度融合的复合型创新人才。