Optical Transmission, Switching, and Subsystems III (Proceedings of Spie) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:SPIE-International Society for Optical Engine

作者:Rodney S. Tucker

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-12-23

价格:USD 210.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780819460523

丛书系列:

图书标签:

• Optical communication
• Optical transmission
• Optical switching
• Photonic subsystems
• Fiber optics
• Telecommunications
• SPIE proceedings
• Optical networks
• Photonics
• Optical engineering

好的，这是一份关于《Optical Transmission, Switching, and Subsystems III (Proceedings of Spie)》一书的详细内容介绍，侧重于介绍该书所涵盖的议题、技术进展和行业影响，旨在提供一个全面、深入的概览，而不涉及该书的具体内容本身。 --- 光传输、交换与子系统 III (SPIE 会议论文集) 主题焦点与技术前沿概览 本书汇集了光通信领域最前沿的研究成果与工程实践，聚焦于现代光网络基础设施的核心要素：高速光传输系统、光交换技术以及关键光子子系统的性能优化与集成。作为系列会议的第三卷，它记录了在数据中心互联、长距离骨干网升级以及下一代接入技术演进过程中的关键突破和挑战。 第一部分：高速光传输系统的性能提升与挑战 光传输技术一直是通信网络带宽扩展的驱动力。本卷深入探讨了如何突破现有物理极限，实现更高比特率和更远距离的传输。 1. 调制格式与信号处理的演进： 在高速光纤通信中，频谱效率和传输距离的平衡是核心议题。本部分重点分析了相干光通信系统中的先进调制方案，如高阶正交幅度调制（QAM）及其对信噪比（SNR）和色散容限的需求。探讨了如何通过更精密的数字信号处理（DSP）技术，如前馈均衡（FFE）和判决反馈均衡（DFE），来补偿光纤中的非线性效应和偏振模色散（PMD）。特别关注了面向 400G、800G 乃至 1.6T 速率的系统设计考量，包括对洪泛式（P-bit）光信号的处理挑战。 2. 光纤特性的深入理解与利用： 传输性能的瓶颈往往受限于光纤本身的物理特性。书中对新型光纤结构进行了详尽的讨论，例如，旨在拓宽有效模场面积（Aeff）以减轻克尔效应的单模光纤（SMF）的改进，以及多芯光纤（MCF）和少模光纤（FMF）在空分复用（SDM）技术中的潜力分析。对于长距离传输，光纤中的非线性损伤模型，特别是受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）的抑制策略，是关键的研究方向。 3. 传输系统架构与功耗优化： 随着网络容量的激增，系统功耗成为制约部署的关键因素。本部分考察了不同传输架构的能效比，包括线路侧和线路卡侧的功耗优化技术。探讨了如何通过更紧凑的集成方案，例如硅光平台上的光模块，来实现单位比特传输能耗的降低。同时，对相干接收机的设计也进行了深入分析，旨在降低对高精度激光器和低噪声放大器的依赖，从而简化并降低整体系统的复杂度和成本。 第二部分：光交换技术与网络灵活性 从传统的基于电域交换到纯光域交换，是构建下一代灵活、低延迟网络的必经之路。 1. 电域交换的性能极限： 尽管光域交换是长期目标，但电域交换（Cross-Connect）依然是当前高密度数据中心和城域网络中的主流。本部分关注了超大容量 CMOS 器件在光交叉连接中的应用，探讨了如何设计低延迟、高密度的光电转换架构。重点分析了诸如 O-E-O 转换中的能效问题以及如何利用先进的封装技术（如 2.5D/3D 封装）来集成更多的交换容量。 2. 光域交换（OTS）的实现路径： 纯光域交换，避免了光电转换带来的时延和功耗，是实现超高速、透明传输的关键。书中详细分析了基于波长选择开关（WSS）的矩阵式光开关。研究了微机电系统（MEMS）开关、热光（Thermo-Optic, TO）开关以及基于载流子注入（Carrier-Injection）的半导体光放大器（SOA）阵列在构建可重构光分插复用器（ROADM）和全光交叉连接器（OXC）中的优缺点和性能指标。特别是对于 ROADM 的动态波长管理和色散补偿能力的评估是核心内容。 3. 软件定义网络（SDN）与光层控制： 光网络的灵活性和快速配置依赖于先进的控制平面。本部分讨论了如何将 SDN 架构应用于光网络层，实现波长路由的动态分配和故障快速恢复。研究了光层网络管理协议（如 Netconf/YANG 模型）与数据层流量感知机制的协同，以优化资源利用率，并探讨了开放式光网络接口（Open ROADM 架构）的部署挑战。 第三部分：关键光子子系统与集成 高性能光通信系统的稳定运行，离不开高精度、高可靠性的光子子系统的支撑。 1. 激光源与调制器的集成： 相干光通信对激光器的线宽、相位噪声和频率稳定性要求极高。本部分深入探讨了分布式反馈（DFB）激光器、垂直腔面发射激光器（VCSEL）在不同应用场景中的优化，以及如何将其与调制器（如 Mach-Zehnder 调制器 MZM 或 IQ 调制器）高效集成。硅光子技术在实现高性能、低成本激光器和调制器集成方面的前景和遇到的材料学挑战，是讨论的重点。 2. 光放大技术与噪声管理： 光信号在长距离传输中必须进行周期性放大。本书评估了掺铒光纤放大器（EDFA）的性能极限，特别是针对超大容量和超长距离传输场景下，EDFA 增益平坦化和噪声特性（如受激发射噪声）的控制策略。同时，对新型放大技术，如基于半导体光放大器（SOA）的放大器、拉曼放大器（RA）及其与 EDFA 混合配置的优势也进行了分析，旨在提高系统动态范围和降低功耗。 3. 传感与监测子系统： 除了核心的传输和交换功能，系统的健康监测至关重要。本部分讨论了光纤链路的实时状态监测技术，包括 OTDR（光时域反射仪）和 OPM（光功率计）的集成。对于高阶调制信号，如何通过内置的偏振分析仪和色散监测单元，实时反馈链路质量参数给 DSP 单元进行补偿，是确保网络稳定性的重要环节。 总结与展望 本书所涵盖的研究工作共同勾勒出当前光通信技术向“更高密度、更低延迟、更优能效”方向发展的清晰路线图。从底层光纤物理特性的挖掘，到中层灵活的光交换架构设计，再到上层智能化的网络控制，每一环节的进步都在为下一代万物互联的基础设施奠定坚实的技术基础。这些进展预示着光网络将更加透明、更具弹性，能够更有效地支撑云计算、人工智能和 5G/6G 移动通信带来的海量数据需求。

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