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出版者:

作者:Binh, Le Nguyen

出品人:

頁數:580

译者:

出版時間:

價格:1090.00元

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isbn號碼:9781420082050

叢書系列:

圖書標籤:

• 光通信
• 數字通信
• 光縴通信
• 調製解調
• 編碼
• 信道
• 光器件
• 通信係統
• 信息傳輸
• 網絡通信

現代光縴網絡技術：從理論基礎到前沿應用 圖書信息： 書名： 現代光縴網絡技術：從理論基礎到前沿應用 作者： [此處可填入虛構的作者姓名，例如：張偉，李明] 齣版社： [此處可填入虛構的齣版社名稱，例如：藍海科技齣版社] 齣版年份： [此處可填入虛構的年份，例如：2024年] --- 內容提要 本書旨在全麵、深入地闡述當代光縴通信係統的核心原理、關鍵技術、設計優化方法以及麵嚮未來的發展趨勢。它不僅是對光縴技術發展曆程的係統梳理，更是對當前高速率、大容量、低延遲網絡架構構建所需的理論和實踐指導。全書內容覆蓋從光縴的物理特性到復雜多維網絡拓撲的構建，力求為光通信領域的研究人員、工程師及高年級學生提供一本兼具學術深度與工程實用性的參考手冊。 詳細章節結構與內容概述 本書共分為六大部分，二十章內容，構建瞭一個從基礎物理到復雜係統集成的完整知識體係。 第一部分：光縴傳輸介質的物理學基礎（第1章 - 第3章） 本部分聚焦於光縴作為核心傳輸載體的基礎物理特性和信號在其中傳輸時的行為模式。 第1章：光縴的結構與材料科學 深入探討瞭石英玻璃、特種光縴（如保偏光縴、高非綫性光縴）的製造工藝、幾何結構設計，以及材料對光傳輸性能的影響。重點分析瞭光縴的模場直徑、截止波長、有效模場麵積等關鍵參數的物理意義及其對係統性能的製約。 第2章：光在光縴中的傳播理論 詳細闡述瞭電磁波在介質波導中的傳播規律。內容包括光縴的模式理論，特彆是單模與多模傳輸的差異。核心內容是光縴的損耗機製分析，包括瑞利散射、吸收損耗、彎麯損耗和宏觀/微觀彎麯損耗的定量模型。 第3章：色散與非綫性效應的機製 色散是限製高速率傳輸的主要因素之一。本章係統講解瞭材料色散、波導色散的疊加效應（總群速度色散GVD）及其在不同波段的特性。隨後，深入剖析瞭光縴中的非綫性光學現象，如四波混頻（FWM）、自相位調製（SPM）、交叉相位調製（XPM）和受激拉曼/布裏淵散射（SRS/SBS）的物理模型及其對係統容量和傳輸距離的影響。 第二部分：光發射、接收與調製技術（第4章 - 第7章） 本部分轉嚮光信號的源頭和終端處理技術，這是實現電光轉換和信息捕獲的關鍵環節。 第4章：半導體光源與放大技術 詳細介紹分布式反饋激光器（DFB-LD）、垂直腔麵發射激光器（VCSEL）等主流光源的工作原理和性能指標。在放大方麵，重點解析瞭摻鉺光縴放大器（EDFA）的增益特性、噪聲係數（NF）計算及泵浦功率優化，並引入瞭拉曼放大器和半導體光放大器（SOA）的原理與應用場景。 第5章：光探測器與接收機設計 涵蓋PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD）的工作原理及其在不同速率下的應用。重點闡述瞭接收機的噪聲分析、靈敏度計算以及跨阻放大器（TIA）的設計原則，為構建高性能接收端提供理論基礎。 第6章：傳統強度調製與直接檢測技術 分析瞭基於馬赫-曾德爾調製器（MZM）的強度調製（IM）方案，包括載波抑製調製（CS-PAM）等。詳細論述瞭直接檢測（DD）係統的接收性能，以及色散補償技術（如色散補償光縴DCM）的工程應用。 第7章：先進相乾調製技術 相乾通信是當前超大容量係統的基石。本章詳細介紹瞭QPSK、16QAM等高階調製格式的星座圖、能量效率和頻譜效率。重點講解瞭相乾接收機的數字信號處理（DSP）流程，包括載波恢復、偏振解復用（PDM）以及如何利用DSP來補償色散和非綫性效應。 第三部分：光網絡拓撲與係統架構（第8章 - 第11章） 本部分將視角從單通道擴展到整個網絡層麵，討論瞭網絡結構、保護與恢復機製。 第8章：光分插復用係統（WDM/DWDM） 深度剖析波分復用技術，包括光柵、薄膜濾波器等關鍵器件。討論瞭密集波分復用（DWDM）係統的通道間隔、C/L波段的利用、以及色度色散補償矩陣（DCM）的配置策略，以實現長距離、高通道數的傳輸。 第9章：光網絡的可重構性與交叉連接 介紹光層網絡（Optical Layer Network）的架構，重點分析瞭光開關、光交叉連接（OXC）和動態波長選擇（OADM）技術。討論瞭基於MEMS、SOA陣列和熱光效應的交叉連接器件的性能對比。 第10章：網絡保護、恢復與彈性（All-Optical Protection） 探討光網絡中的可靠性問題。詳細闡述瞭1+1保護、1:1保護方案在光層和電層中的實現方式。重點分析瞭光路層的快速保護切換（100毫秒內）技術，以及基於路徑計算的恢復策略。 第11章：網絡拓撲設計與優化 本章側重於網絡規劃的工程實踐，包括最小化光縴需求、優化放大器放置位置的算法。討論瞭環形拓撲、網狀拓撲在不同業務需求下的適用性分析。 第四部分：超高速率與新型傳輸係統（第12章 - 第15章） 本部分關注當前業界正在突破的速率極限以及支撐這些極限的關鍵技術。 第12章：單載波與多載波超高速傳輸 分析瞭400Gbps及以上速率的實現技術。對比瞭單載波（如PDM-16QAM）和多載波（如Flexi-Grid OFDM）方案在頻譜效率和色散容忍度上的優劣。 第13章：空分復用（SDM）技術原理 SDM被認為是解決未來流量爆炸的核心技術。本章詳細介紹空分復用的三種主要形式：少模光縴（MMF）、多芯光縴（MCF）和少模多芯光縴（MM-MCF）。重點分析瞭模式耦閤的抑製技術和模式復用/解復用（Mux/Demux）的挑戰。 第14章：超低損耗光縴與新型傳輸介質 探索超越傳統石英光縴的材料和結構。介紹空心光縴（Hollow Core Fiber）在降低非綫性效應和光傳播延遲方麵的潛力，以及其在特定高精度應用中的前景。 第15章：光電融閤與矽光子技術 矽光子學是實現高速光通信芯片化的關鍵。本章介紹集成光波導、載流子注入調製器（MZM的集成化）和光電探測器的單片集成技術，分析瞭其在數據中心和城域網中的成本效益。 第五部分：數據中心與短距離高速互聯（第16章 - 第17章） 本部分聚焦於光通信在數據中心內部和DCI（數據中心互聯）場景中的特殊需求。 第16章：數據中心內部光互連技術 討論瞭短距離、大規模、低功耗的互連需求。分析瞭VCSEL陣列、多模光縴（MMF）在100G/400G/800G速率下的應用，以及PAM4等簡化接收端復雜性的調製格式。 第17章：數據中心互聯（DCI）的城域解決方案 探討DCI對延遲、功耗和部署靈活性的要求。介紹基於相乾技術或直接檢測技術的DCI專用光模塊，以及這些模塊如何與現有承載網絡融閤。 第六部分：網絡智能化與未來展望（第18章 - 第20章） 最後一部分展望瞭光通信網絡嚮自智化、軟件定義演進的方嚮。 第18章：軟件定義光網絡（SDON） 闡述瞭控製平麵與轉發平麵的分離理念。重點介紹OpenFlow在光網絡中的應用潛力，以及如何通過集中控製器實現動態的波長分配和路徑優化。 第19章：基於機器學習的光網絡運維 探討人工智能和機器學習在光通信中的應用，包括：利用AI進行故障預測性維護、實時信噪比（OSNR）監測、非綫性損傷的實時補償模型訓練，以及智能動態帶寬分配。 第20章：光通信的終極瓶頸與下一代技術構想 總結瞭當前光通信麵臨的挑戰，如能效極限、頻譜資源枯竭等。展望瞭量子通信在安全領域的應用，以及未來可能齣現的超高維度調製技術和基於拓撲絕緣體的光波導器件研究前沿。 --- 適用讀者對象 本書內容既包含光縴物理和器件的深度理論推導，也涵蓋瞭實際工程中的係統設計與優化案例，特彆適閤以下人群： 1. 光電子工程、通信工程、電子信息等專業的高年級本科生及研究生。 2. 從事光通信係統設計、網絡規劃和維護的工程師。 3. 緻力於光縴通信前沿研究的科研人員。 本書通過嚴謹的數學推導和豐富的工程實例相結閤的方式，確保讀者在掌握核心原理的同時，能洞悉行業發展的最新脈絡。

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這本書給我帶來的最大驚喜是它在技術深度與廣度之間的平衡掌握得近乎完美。它既沒有淪為一本僅停留在原理介紹的科普讀物，也沒有變成一本隻有同行纔能看懂的窄眾專著。其中關於光信號的編碼與糾錯機製的討論，尤其值得稱贊。作者詳細闡述瞭如何通過復雜的算法來對抗噪聲和乾擾，確保數據在極端條件下依然能被精確地還原，這部分內容讓我對我們日常使用的互聯網服務産生瞭全新的敬畏感。這本書不僅僅是在描述一種技術，更是在描繪一個龐大而精密的係統工程。我從中體會到瞭跨學科協作的重要性，從材料科學到電子工程，再到信息論，光通信是無數領域智慧的結晶。讀完後，我對“速度”這個概念有瞭更深層次的理解，它不再是一個簡單的數字，而是一係列精心調控和優化後的物理過程的最終體現。這本書無疑是我書架上最值得反復研讀的一本工具書。

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這本書的封麵設計著實吸引眼球，那種深邃的藍色背景配上跳躍的光點，很容易讓人聯想到宇宙深處的星辰軌跡，或者說是微觀世界裏電子的舞動。我本來是對技術類書籍持保留態度的，總覺得它們枯燥乏味，充滿瞭晦澀難懂的公式和圖錶。然而，當我翻開這本《[書名]》時，那種強烈的“連接感”立刻抓住瞭我。作者的敘事方式非常巧妙，他沒有一上來就拋齣復雜的物理原理，而是從人類文明史上對“遠距離信息傳輸”的原始渴望開始講起，從烽火狼煙到電報的“滴答”聲，這種曆史的縱深感讓冰冷的技術頓時有瞭溫度。特彆是他描述光縴是如何模仿自然界中光綫的全反射現象時，那種描繪的畫麵感，仿佛真的能看到一道道光束在玻璃絲中永不停歇地奔跑。我尤其欣賞其中對早期光通信實驗的描述，那些充滿著“摸索”與“偶然發現”的片段，讓讀者體會到科學進步並非一蹴而就，而是充滿瞭人性的掙紮與智慧的閃光。這本書的結構組織非常嚴謹，每一章的過渡都像是精心編排的交響樂，層層遞進，讓人在不知不覺中吸收瞭大量專業知識，卻絲毫沒有感到壓力。

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老實說，我購買這本書是抱著“掃盲”的目的，希望對當前高速網絡背後的核心技術有個粗淺的認識。我最欣賞這本書的一點在於其前瞻性和對現實應用的緊密結閤。它並沒有沉溺於理論的完美構建，而是花費瞭大量篇幅探討實際工程中遇到的挑戰——比如如何剋服長距離傳輸中的信號衰減，如何設計齣更穩定、更低功耗的器件。書中對新型光縴材料的介紹，特彆是那些為瞭適應未來TB級彆數據傳輸而開發的特種光縴，描述得既詳實又引人入勝，充滿瞭未來感。我特彆喜歡其中對比瞭不同傳輸介質的優劣勢，從傳統的銅纜到現在的光縴，那種技術迭代的必然性和效率的飛躍，讀起來讓人感到振奮。這本書不僅教會瞭我“是什麼”，更讓我思考瞭“為什麼是這樣”以及“接下來會怎樣”。對於那些希望瞭解下一代信息基礎設施是如何構建的業內人士或高年級學生來說，這本書提供瞭堅實的理論基礎和寶貴的行業洞察。

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這本書的閱讀體驗簡直是齣乎意料的順暢，它成功地架起瞭一座橫亙在專業人士與普通科技愛好者之間的橋梁。我得承認，我對光電子學的一些基礎知識確實感到生疏，尤其是在處理波導理論和調製解調技術時，我原本是準備好要頻繁查閱維基百科的。然而，作者顯然預料到瞭讀者的睏境，他使用瞭一係列非常貼切的比喻和類比來解釋那些抽象的概念。比如，他將光信號的“色散”比喻成一場賽跑中，不同“顔色”的賽車手因為速度略有差異而逐漸拉開距離，這個畫麵感極強，讓我瞬間就理解瞭為什麼我們需要各種復雜的補償技術。更妙的是，書中的插圖設計，那些簡潔的示意圖遠勝過許多教科書中那些密密麻麻的工程圖紙。它們不僅僅是輔助理解，更是藝術品，用最少的綫條勾勒齣最核心的物理過程。讀完關於非綫性光學效應的那幾章後，我甚至有種衝動想去實驗室看看那些“神奇”的激光束是如何被馴服和利用的。這本書沒有故作高深，而是以一種近乎平等的姿態與讀者對話，這是極其難得的。

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這本書的排版和印刷質量絕對稱得上是一流的水準，紙張的選擇很有分量感，閱讀時不會産生視覺疲勞。從閱讀體驗上來說，它非常“友好”。我通常閱讀技術書籍時會做大量的筆記，但這本書的行文邏輯性太強瞭，很多時候，我發現作者的下一段文字恰好就解答瞭我剛剛産生的疑問，這使得閱讀過程變得非常流暢，幾乎不需要頻繁停頓。在深入探討光電探測器的工作原理時，作者使用瞭非常精妙的數學模型，但這些模型都被巧妙地融入到文本敘述中，而不是孤立地呈現齣來，這極大地降低瞭讀者的認知負荷。我尤其欣賞作者對“可靠性”這一主題的強調，在光通信係統中，係統的健壯性和長期穩定性與傳輸速率同等重要，書中對這些工程細節的關注，顯示瞭作者深厚的實踐背景。整本書讀下來，感覺就像是得到瞭一位經驗豐富的老工程師的悉心指導，他對每一個細節都考慮周全，沒有留下模糊地帶。

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