Efficient Next-Generation Optical Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:VDM Verlag Dr. Müller

作者:Jiajia Chen

出品人:

页数:88

译者:

出版时间:2010-03-15

价格:USD 67.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783639224139

丛书系列:

图书标签:

• Optical Networks
• Next-Generation Networks
• Optical Communication
• Network Design
• Network Performance
• WDM
• SDN
• Optical Switching
• Fiber Optics
• Network Optimization

现代通信技术的前沿探索：下一代光网络架构与性能优化 图书名称： 现代通信技术的前沿探索：下一代光网络架构与性能优化 图书简介： 本书深入探讨了当前和未来光通信网络领域的核心挑战、创新解决方案和演进方向。面对全球数据流量的爆炸性增长、低延迟通信需求的日益迫切，以及人工智能、云计算、物联网等新兴应用对网络带宽和灵活性的极限要求，传统光网络架构正面临严峻的考验。本书旨在为光网络工程师、系统架构师、科研人员和高阶学生提供一套全面、深入且具有前瞻性的技术蓝图，聚焦于如何构建一个更高效、更具弹性、更智能化的下一代光传输系统。 第一部分：光网络基础与挑战的再审视 第一章：数据洪流下的光网络瓶颈分析 本章首先回顾了过去二十年光通信技术的发展历程，重点分析了当前商用网络（如DWDM系统）在面对Tbps级别单通道速率和超大规模网络节点时的局限性。我们详细剖析了光纤非线性效应（如四波混频、自相位调制）在超高速传输系统中的影响，并探讨了限制光纤容量密度的关键物理因素。同时，本章对比了不同光纤类型（单模光纤、少模光纤、多芯光纤）在长距离和高密度传输环境下的性能差异，为后续的高级技术选择奠定基础。 第二章：网络功能虚拟化与软件定义网络的融合 在构建下一代网络时，如何实现网络的敏捷性和可编程性至关重要。本章详细阐述了软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）在光层面的应用与适配。我们探讨了如何将SDN控制器扩展到物理层，实现光路动态配置、波长路由优化和故障快速恢复。重点分析了OpenFlow协议在光网络中的扩展性问题，以及如何利用P4等可编程数据平面技术来实现更细粒度的流量工程和保护机制。 第二部分：超越传统调制的极限探索 第三章：高阶相干调制技术的深度解析 本章深入研究了相干光通信技术在提升频谱效率方面的最新进展。我们详细对比了QPSK、16QAM、64QAM等调制格式的复杂度、抗噪声能力和频谱效率。更重要的是，本章聚焦于如何通过先进的数字信号处理（DSP）技术来弥补高阶调制在传输距离上的损失。内容包括：高精度时钟恢复、先进的色散补偿算法（如基于FIR滤波器的残余色散补偿）以及如何优化均衡器的设计以对抗偏振模色散（PMD）。 第四章：先进光纤信道与空间复用技术 为了突破单根光纤的容量瓶颈，本章转向了空间域的创新。我们详尽介绍了少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF）和多芯光纤（Multi-Core Fiber, MCF）的原理和应用潜力。对于FMF，重点阐述了模式复用（Mode Division Multiplexing, MDM）所需的光学元件设计，特别是模间串扰（Inter-Modal Crosstalk, IMXT）的抑制技术。对于MCF，则分析了如何有效隔离不同核心之间的串扰，并比较了与空分复用（SDM）相关的链路设计挑战。 第三部分：光网络架构的智能化与弹性重构 第五章：全光交换与路由技术 随着数据中心间流量的激增，减少电光转换（O-E-O）的需求变得尤为迫切。本章聚焦于下一代全光交换网络（Optical Switching Network）。内容涵盖了光时分交换（OTS）、光波长选择开关（OWSS）和基于微机电系统（MEMS）的光交叉连接器（OXC）的最新发展。我们详细分析了无阻塞光交换架构的设计原理，以及如何利用光缓冲技术（Optical Buffering）来解决突发性流量的对齐问题，从而实现真正意义上的“光纤到光纤”的连接。 第六章：人工智能赋能的光网络运维与优化 本章探讨了如何将机器学习（ML）和人工智能（AI）技术引入光网络管理。我们介绍了如何利用监督学习模型预测光纤链路的健康状况和潜在故障点，提前进行预防性维护。更进一步，本章详细阐述了基于强化学习（RL）的动态波长分配和流量工程策略，使网络能够实时适应流量变化，动态调整传输参数（如功率、调制格式），从而在保证服务质量（QoS）的前提下，最大化网络频谱资源的利用率。 第四部分：面向未来的网络接口与系统集成 第七章：相干光收发器的小型化与集成趋势 光模块的功耗和尺寸是影响网络部署成本的关键因素。本章深入探讨了硅光子技术（Silicon Photonics）在超高速、低功耗光收发器集成中的核心作用。我们分析了如何将激光器、调制器、探测器和DSP芯片集成到更小的封装中（如QSFP-DD、OSFP），以及硅光子平台在实现可插拔相干光模块（Pluggable Coherent Optics）中的关键突破，讨论了其对数据中心互联（DCI）的影响。 第八章：量子安全通信在光网络中的集成展望 随着后量子密码学（PQC）研究的深入，本章探讨了量子安全需求对现有光通信基础设施的潜在影响。我们分析了量子密钥分发（QKD）技术的工作原理，以及如何将其与传统DWDM系统共存（Wavelength Overlay或Hybrid Fiber Solutions），确保未来网络在面对量子计算威胁时的安全性。本章还讨论了量子隐形传态（Quantum Teleportation）在未来光网络拓扑构建中的远期设想。 总结与展望 本书最后总结了当前光网络技术从“管道式”向“智能、可编程、高密度”转型的趋势，强调了光电融合、空间复用和智能控制是构建万兆/太比特时代通信基础设施的关键要素。 本书内容详实，案例丰富，旨在成为光通信领域专业人士案头必备的参考书。

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