全光光纤通信网

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出版者:科学出版社
作者:杨淑雯
出品人:
页数:436
译者:
出版时间:2004-1
价格:45.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030121547
丛书系列:
图书标签:
  • 光纤通信
  • 全光网络
  • 通信工程
  • 网络技术
  • 光传输
  • 光纤网络
  • 信息技术
  • 通信系统
  • 光器件
  • 网络工程
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具体描述

《全光光纤通信网》内容简介:全光光纤通信网是新一代网络,是信息社会的神经系统。《全光光纤通信网》基于语音、数据、图像等多媒体信息的高速无阻塞传输和交换,阐述打破现有网络的“电子瓶颈”限制,在光域上进行传输和交换的新型网络及其关键单元技术。全光光纤通信网技术是21世纪前沿信息科学技术的高度集中和升华。

《全光光纤通信网》共有两篇十五章,网络篇包括概论、全光光纤网、光传送网、智能光网络、光分组交换网络、光纤接入网、光互联网络、光网络应用,技术篇包括光网络链路、光网络用器件、光放大技术、光调制技术、光编码技术、光信道多路复用和光网络多址技术、光交换技术,书末另有附录、缩略语及主要参考文献。

《全光光纤通信网》取材新颖、内容丰富、论点明确、文字简练,具有先进性、系统性和实用性。

《全光光纤通信网》可供从事信息技术研究和应用的高等院校师生、科研机构、工程技术人员,以及从事信息化建设工作的有关人员和对信息网络技术感兴趣之人士学习和参考。

好的,这是一份关于《全光光纤通信网》的图书简介,侧重于该领域之外的相关主题,力求内容详实,避免人工智能痕迹。 --- 图书简介:探索信息时代的基石与未来——光纤通信网络之外的广阔天地 书名:全光光纤通信网 【内容概述】 本书《全光光纤通信网》专注于构建、优化和管理现代信息传输的骨干网络——全光网络(All-Optical Networks, AONs)。然而,本导读旨在深入探讨支撑和影响这一核心技术体系的周边领域、前沿交叉学科以及其在更宏大社会与技术图景中的定位。我们将从光纤通信网络的物理基础出发,逐步拓展到支撑其运行的计算架构、网络安全策略、应用场景的演进,乃至光通信技术在非传统领域的潜在应用。 第一部分:光通信的物理与材料基础(超越网络拓扑) 尽管本书核心聚焦于网络层面的架构设计,但要理解全光网络的性能极限,必须追溯到其物质基础。本部分将深入探讨支撑光纤通信的材料科学、器件物理与信号传输的理论极限。 1. 光纤材料的深度解析与新型光纤的研发 特种光纤的化学与物理特性: 我们将审视非二氧化硅基光纤(如硫系玻璃、氟化物玻璃)在特定波长窗口的传输优势。探讨光纤预制棒的拉丝工艺、杂质控制以及掺杂技术(如铒、镱)对放大性能的影响。 光纤损耗的微观机制: 深入分析瑞利散射、吸收损耗、弯曲损耗和拉曼散射等现象的量子力学和统计学基础,而非仅仅停留在网络损耗预算层面。 空芯光纤(Hollow-Core Fiber, HCF)的结构设计: 考察光在空气中传播的潜力,分析光子带隙(Photonic Bandgap, PBG)结构和反谐振(Anti-Resonant)结构如何实现超低延迟和高功率传输。 2. 光电子器件的半导体物理与制造工艺 激光源的能带工程: 探讨半导体激光器(如DFB, DBR, EML)的设计原理,聚焦于量子阱、量子点结构如何调控注入载流子和光子之间的耦合效率,以及对线宽和噪声性能的影响。 光调制器的非线性光学效应: 深入分析马赫-曾德尔调制器(MZM)、电吸收调制器(EAM)和更前沿的硅光子集成调制器的工作原理,关注其在高阶调制格式(如QPSK, 16QAM)下的线性化技术与代价。 光电探测器的量子效率与暗电流: 考察PIN和APD器件的响应速度、量子效率的材料依赖性,以及如何通过热电制冷等手段控制暗电流,以提高接收灵敏度。 第二部分:计算架构与网络管理:信息处理的范式转换 全光网络的核心价值在于减少光电转换的次数,但数据最终仍需处理和调度。本部分聚焦于支撑网络运行的计算环境、资源调度策略及其对网络动态性的影响。 1. 异构计算与数据中心的能效优化 面向数据中心互联的计算架构(DCI): 研究超越传统TCP/IP栈的RDMA(Remote Direct Memory Access)在光网络环境下的高效实现机制,以及DPU(Data Processing Unit)在卸载网络控制平面任务中的作用。 绿色计算与散热技术: 探讨液冷技术(直接芯片冷却、浸没式冷却)在超大型光网络设备机房中的应用,以及如何通过优化计算节点的拓扑布局来减少功耗。 2. 复杂系统理论与网络资源调度 排队论在分组光网络中的应用: 运用先进的排队论模型(如GI/G/1,复合泊松到达)来分析突发流量下的光缓冲器(Optical Buffer)性能,研究如何平衡延迟与丢包率。 图论与网络鲁棒性分析: 考察网络拓扑结构在面对多点故障时的韧性(Resilience)。应用最小割、最大流理论来设计冗余路径和快速恢复机制,这远超传统的光路保护切换范畴。 第三部分:网络安全与信息对抗的前沿挑战 光网络作为信息高速公路,其安全性至关重要。本部分不侧重于传统路由器的加密方法,而是关注物理层和数据链路层可能面临的特定威胁。 1. 物理层安全与侧信道攻击 光纤窃听的物理学原理: 分析微弯曲、温度变化、光注入等手段如何耦合出信号信息。研究针对这些物理扰动的信号指纹识别和反制技术。 激光驱动侧信道泄露: 探讨通过监测光模块的功耗波动、温度变化或电磁辐射来推断正在传输数据的潜在风险,以及相应的硬件层面的屏蔽措施。 2. 量子安全密码学与后量子迁移 格密码学与后量子密钥交换: 介绍基于Lattice的加密算法(如Kyber、Dilithium)在长距离光纤链路上的可行性部署,以及其在现有网络设备上软硬件兼容性的挑战。 量子密钥分发(QKD)的集成与局限: 讨论QKD技术(如BB84协议)如何在实际城域/接入网中与经典全光网络共存,并分析其在光纤损耗限制下的实际可达距离。 第四部分:光通信技术的跨界应用与未来展望 光纤通信不仅仅服务于电信运营商的骨干网,其基础技术正渗透到其他关键领域,带来了革命性的变革。 1. 传感与测量:分布式光纤传感(DOFS) 基于拉曼、布里渊散射的分布式测量: 详细介绍如何利用光纤本身的散射特性,实现对温度、应变、振动在数百公里范围内的连续、分布式实时监测。探讨其在油气管道安全、边境监控、结构健康监测中的应用细节。 2. 生物医学成像与光计算 光学相干层析成像(OCT)的原理与进展: 介绍基于低相干干涉原理的高分辨率活体组织成像技术,分析其在眼科、皮肤病学中的应用,以及所需的高速扫频光源技术。 光计算的计算范式: 探讨直接利用光波的并行性进行特定任务计算(如傅里叶变换、矩阵乘法)的模拟计算架构,分析其与电子计算的性能边界和应用场景互补性。 3. 卫星与空地光通信(FSO) 自由空间光通信的链路预算与大气效应: 研究激光在真空和穿过大气层(湍流、气溶胶)时面临的衰减、光束漂移和抖动问题,以及如何通过自适应光学系统进行补偿。 地基与星间链路的设计考量: 讨论光通信终端在移动平台上的稳定追踪技术(Pointing, Acquisition, and Tracking, PAT)和高可靠性通信协议的设计。 --- 总结: 本书《全光光纤通信网》虽然以核心网络架构为锚点,但其真正的价值在于提供一个广阔的视角,将光通信置于信息科学、材料工程、复杂系统和前沿安全技术的交汇点。它不仅仅是关于“如何铺设光纤”,更是关于“光如何改变我们处理、保护和利用信息的一切方式”。读者将获得对驱动现代信息社会运转的底层技术及其周边生态系统的全面认知。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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从一个更宏观、更具战略眼光的角度来看待这本书,它成功地将技术演进置于更广阔的社会经济背景之下进行审视。它探讨的“全光”不仅仅是物理层的技术概念,更是一种面向未来业务承载的战略选择。书中对数据中心互联(DCI)和边缘计算对光网络提出的低延迟、高可靠性需求的分析,非常精准地把握了当前互联网基础设施建设的核心痛点。作者详尽对比了不同承载方案的TCO(总拥有成本)模型,清晰地论证了在特定场景下,端到端全光网络相较于电层汇聚的潜在经济效益。这种从技术可行性到商业可行性的全面评估,使得这本书的受众群体得以扩展,不再局限于单纯的技术专家,也包括网络架构师和技术决策者。它提供了一种清晰的路线图:如何通过光纤资源的极致利用,支撑元宇宙、工业互联网等对延迟和带宽有苛刻要求的下一代应用,其战略高度和对产业趋势的预判,令人信服。

评分☆☆☆☆☆

这本《全光光纤通信网》的问世,对于我们这些在光通信领域摸爬滚打了多年、渴望看到更前沿、更具实操性的技术洞察的工程师来说,无疑是一剂强心针。我尤其欣赏作者在探讨未来网络架构时,那种不拘泥于传统TD/WDM框架的雄心。书中对空分复用(SDM)技术——尤其是少模光纤(MMF)和多芯光纤(MCF)的最新进展进行了深入的剖析,不仅仅是概念上的介绍,更包含了针对信道串扰管理、功率平衡以及与现有器件兼容性的实际工程挑战的独到见解。特别是关于如何利用机器学习算法优化光纤链路的动态均衡和非线性补偿,这部分内容非常贴合当前工业界追求“智能运维”的大趋势。我曾经在实际部署中遇到过长距离、高阶调制格式下的偏振模色散(PMD)治理难题,这本书里提供的那套基于先进信号处理的自适应滤波器组方案,比起我们过去依赖的复杂物理补偿装置,简直是降维打击。它清晰地展示了如何通过更精妙的算法设计,将复杂的物理问题转化为可管理的数字信号处理任务,为下一代超大容量骨干网的构建指明了一条切实可行的技术路径,读起来酣畅淋漓,干货满满。

评分☆☆☆☆☆

说实话,我最初翻开这本书时,内心是抱有一丝怀疑的,毕竟市面上关于光网络的教材汗牛充栋,大多停留在理论推导和经典模型复述的层面,实用价值有限。然而,这本书在光网络运维和故障诊断这一块的表现,彻底颠覆了我的看法。它没有避讳实际网络运行中最让人头疼的“黑箱”问题,而是详细阐述了如何利用OTDR、光谱分析仪等现有测试设备,结合先进的分布式光纤传感技术,实现对光缆物理状态的实时、高精度监控。书中对光电混合网络中的时钟同步和网络保护切换策略的论述尤其精辟,它不再将保护机制视为一个简单的备份逻辑,而是将其融入到实时性能监测和预测性维护的模型中。我特别喜欢其中一个案例分析,关于如何利用基于AI的异常检测模型,提前预警光纤老化和微弯曲导致的性能下降,这对于我们这些要负责数千公里网络稳定性的运维团队来说,简直是雪中送炭。这本书的价值,在于它架起了从“理论设计”到“稳定运行”之间的那座桥梁,内容详实且极富操作指导性。

评分☆☆☆☆☆

这本书在涉及光网络向“云化”和“软定义”演进的章节,展现出了极强的洞察力,与我长期关注的SDN/NFV在接入网和城域网的融合应用高度契合。它不仅介绍了传统的基于GMPLS的控制平面,更着重探讨了如何将OpenFlow、P4等新兴的可编程数据面技术有效地集成到全光层。作者对光交叉连接(OXC)的演进路径进行了细致的梳理,从传统的波长选择开关到基于MEMS、LCoS乃至新兴光子集成芯片的无源/有源交叉连接器件的性能对比,分析得极其到位。最让我眼前一亮的是对“光网络即服务”(ONaaS)概念的深入挖掘,书中描绘了一个未来图景:网络资源可以像云计算资源一样被切片、按需调用,这种灵活性的实现,依赖于底层光层资源的精细化抽象和控制。对于那些希望理解如何将网络功能虚拟化(NFV)的思想延伸到光纤承载层的读者来说,这本书提供的架构蓝图和关键技术瓶颈分析,绝对是宝贵的参考资料,它迫使我们重新思考网络边界的定义。

评分☆☆☆☆☆

我向来对那些只谈“速度”和“带宽”的光通信书籍感到乏味,真正吸引我的是那些能触及物理极限和传输效率本质的作品。《全光光纤通信网》在这方面做得非常出色,它并没有止步于400G/800G的常规讨论,而是大胆地将视角投向了香农极限的逼近和超高维调制格式的潜力。书中对非线性损伤的建模和补偿技术,例如概率星座整形(PCS)和先进的极化复用信号处理,进行了非常严谨的数学阐述,同时又不失对其实际实现复杂度的探讨。我印象尤其深刻的是关于超低损耗光纤的最新研究进展介绍,以及如何通过优化光纤的几何结构来提升其抗弯曲和抗微扰性能,这些细节的把控,体现了作者深厚的物理学功底。对于希望深入理解光纤中光信号如何与玻璃介质相互作用,并希望在物理层面上榨取出最后一丝性能的科研人员而言,这本书提供了必要的理论深度和工程参考,其对前沿物理限制的探讨,远超一般教材的范畴。

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