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出版者:人民邮电出版社

作者:韦乐平

出品人:

页数:634

译者:

出版时间:1998-12

价格:38.0

装帧:精装

isbn号码:9787115073440

丛书系列:

图书标签:

专业书
通信
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具体描述

本书全面系统地介绍了光同步传送网体制和光缆SDH系统方面的最新成果，内容包括：概述、速率与帧结构、同步复用和映射方法、SDH传送网结构、SDH复用设备、SDH数字交叉连接设备、传输媒质与SDH线路系统、物理层、网同步、传输损伤、网络管理和SDH测试。修订本按照最新国际标准修订和补充了相关内容，更新和增加了有关网络结构的分析和比较，网络恢复、交叉矩阵、节点延时分析，新型非零色散光纤，超高速SDH系统

现代通信系统中的光纤骨干网络技术本书面向光通信领域的研究人员、工程师、高校师生以及对高速网络技术感兴趣的专业人士，深入探讨了构成现代信息社会基石的超大容量、长距离、高可靠性光纤骨干网络的核心技术、关键挑战与前沿发展方向。本书摒弃了对具体某一种网络架构（如同步数字体系的演进路径）的窄化描述，而是聚焦于支撑全球数据洪流的基础物理层、数据链路层和网络层技术，旨在构建一个全面、深入且与时俱进的技术图景。 --- 第一部分：光纤传输物理层基础与极限本部分详尽阐述了驱动现代高速光通信系统的底层物理学原理与工程实践，重点关注如何克服光纤传输中固有的损耗和色散限制，实现TB/s量级的单载波传输。第一章：光纤介质特性与非线性效应的控制详细分析了当前主流单模光纤（SMF）的几何参数、材料损耗机制，并深入剖析了光纤传输中的核心非线性效应：受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）以及四波混频（FWM）。本书不仅解释了这些效应的数学模型和物理起源，更重要的是，提供了在实际高功率系统中有效抑制或利用这些效应的设计策略，包括优化脉冲占空比、采用高非线性度光纤的谨慎使用等。第二章：相干检测技术与高阶调制格式相干光通信是现代超长距离、超大容量传输的核心。本章系统介绍了相干接收机的工作原理，包括偏振分集和本地振荡器的要求。重点剖析了先进的高阶调制格式，如QPSK、16QAM、64QAM等，并计算了它们在给定信噪比下的频谱效率和容量增益。此外，本书详细讨论了数字信号处理（DSP）在补偿色散、极化模色散（PMD）以及实现频率同步中的关键作用，展示了如何通过复杂的算法将噪声和失真转化为可恢复的信息。第三章：多维复用技术与频谱效率最大化探讨了如何将有限的光谱资源利用到极致。拉曼增益平坦化和掺铒光纤放大器（EDFA）的最新进展被细致讲解，特别是宽带EDFA和掺镱光纤放大器（FA）在超大容量系统中的应用。核心内容集中在先进的波分复用（WDM）技术： 1. 密集波分复用（DWDM）：介绍高通道数、亚100GHz间隔下的串扰管理。 2. 偏振复用（PDM）：阐述如何利用两个正交偏振态来使系统容量翻倍，以及DSP在解耦两个偏振信号时的复杂度与精度平衡。 3. 频率间隔可变复用（Flex-Grid/Nyquist Signaling）：讲解如何突破传统固定信道间隔的限制，实现频谱资源的灵活分配，以适应不同传输距离和速率的要求。 --- 第二部分：网络层架构与动态管理本部分将视角提升至网络层面，探讨如何构建具备灵活业务调度、高可靠性和低延迟的骨干网络，主要侧重于光层与包层的融合技术。第四章：光交叉连接（OXC）与全光交换技术光信号在网络节点处无需经过电域转换即可实现路由和交换是提升网络效率的关键。本书全面回顾了光交叉连接（OXC）的演进，从基于波长的OXC（传统的ROADMs），到基于波束、波长、时隙的复合交换技术。基于波长的可重构光分插复用器（ROADM）：深入分析了全动态、基于网格（Gridless）ROADM的架构、通道选通技术（如基于MEMS或LCoS的器件）以及其在网络动态重构中的优势。光包交换（OPS）与光电路交换（OCS）：探讨了在超高速网络中实现低延迟数据包级交换的技术瓶颈与前沿研究，如时间-空间交叉点的精确控制。第五章：软件定义光网络（SDON）的构建与控制平面软件定义网络（SDN）理念正在重塑光网络管理。本书详细介绍了SDN在光层和网络层中的应用框架： 1. 控制平面与转发平面分离：阐述OpenFlow等协议如何应用于光网络，实现集中化的拓扑发现和路径计算。 2. 光网络抽象与建模：讨论如何为光纤资源建立精确的性能模型（如OSNR裕度、时延），并将其抽象为SDN控制器可理解的资源池。 3. 动态链路保护与恢复：利用SDN的快速响应能力，实现毫秒级的故障检测和业务重路由，确保关键业务的恢复目标时间（RTO）。第六章：网络可靠性、延迟管理与能效优化在超大容量网络中，可靠性和效率是至关重要的指标：可靠性机制：详细分析了端到端的冗余策略（1+1、1+N保护）在光层和包层中的协同工作。重点讨论了前向纠错（FEC）技术，从早期的FEC到当前广泛采用的硬判决/软判决RS-FEC，以及面向未来的超前FEC（Ultra Forward Error Correction, UFEC）的增益分析。实时延迟分析：探讨了网络延迟的来源（传输延迟、处理延迟、缓冲延迟），并研究了在相干DSP延迟显著增加的背景下，如何通过优化网络拓扑和交换策略来满足严格的实时业务（如金融交易、远程医疗）的需求。绿色光网络：分析了网络能耗的主要来源（光模块、DSP芯片、冷却系统），并提出通过动态波长关闭、优化光放大器偏置电流以及采用低功耗调制格式等手段实现网络整体能效的提升方案。 --- 第三部分：前沿技术与未来展望本书最后一部分展望了下一代光通信系统可能采用的关键技术，主要集中在突破现有速率瓶颈的物理和网络创新。第七章：空分复用（SDM）技术：容量的几何级增长 SDM被认为是下一代骨干网突破Tb/s/波长限制的关键。本书系统介绍三种主要的SDM技术： 1. 多芯光纤（MCF）：分析了多芯光纤的耦合模式理论、芯间串扰的抑制技术（如间隔层设计），以及如何通过DSP的MIMO处理实现高效的解耦。 2. 少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF）：讨论了基于模式正交性的复用，以及实现模式转换和模式分离的高效耦合器设计。 3. 空分复用系统集成：探讨了如何将SDM技术与WDM/PDM/QAM结合，构建真正的超高容量传输系统。第八章：光电融合与下一代超高速接口探讨了光模块集成化和接口速率提升的趋势：硅光子学（Silicon Photonics）：详细阐述了硅基光电子器件（调制器、探测器、集成滤波器）的制造工艺、性能优势及其在降低功耗和成本方面的作用。 Tb/s级接口技术：分析了PAM4（脉冲幅度调制四电平）等技术在数据中心和短距离干线中的应用，及其与传统相干技术的性能互补关系。本书通过结构化的技术讲解和深入的工程分析，为读者勾勒出一幅清晰的、超越具体技术代际限制的现代光通信骨干网络蓝图，强调了物理层性能突破与网络层智能化管理相互驱动的发展趋势。