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出版者:科学出版社

作者:李明琪编

出品人:

页数:221

译者:

出版时间:2002-3

价格:25.0

装帧:平装

isbn号码:9787030100856

丛书系列:

图书标签:

• 宽带接入
• 接入网
• 通信工程
• 网络技术
• 光纤通信
• DSL
• PON
• 以太网
• 网络工程
• 宽带网络

深入理解现代信息基础设施：下一代数据传输技术与未来展望 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的视角，审视当前信息传输领域的核心技术、挑战与未来发展方向，重点聚焦于超越传统宽带接入范畴的前沿技术体系。 本书不涉及传统意义上的“宽带接入网络”的具体实现细节、设备选型、或者现有接入技术（如ADSL、VDSL、GPON/EPON的详细协议栈）的配置与维护。相反，我们将目光投向构建未来信息高速公路的更深层次、更具颠覆性的技术栈与架构重塑。 --- 第一部分：超越现有接入范畴的传输介质与物理层创新 本部分将探讨在现有光纤接入网络达到物理极限后，我们如何通过介质本身的革命性进步来拓展传输容量和覆盖范围。 1. 太赫兹（THz）通信的理论与实践： 我们将详尽分析太赫兹频段（0.1 THz 至 10 THz）在实现超高密度数据传输方面的潜力与瓶颈。这包括对太赫兹波在空气中传播的损耗模型、大气吸收效应（特别是水分吸收峰）的精确建模。深入探讨新型半导体材料（如砷化镓、氮化镓基异质结）在太赫兹源和探测器开发中的前沿进展，以及如何应对皮秒级脉冲的产生与接收技术挑战。本书将重点分析超大规模MIMO（Massive MIMO）在太赫兹频段中的信道估计与波束赋形技术的独特需求，以及实现可见光通信（VLC）作为室内高密度接入的补充技术路线。 2. 先进光纤技术：空芯光纤与非线性光学 放弃对传统实芯光纤的常规讨论，本书专注于提升光纤本身传输能力的革命性技术。我们将详细解析空芯光纤（Hollow-Core Fiber, HCF）的结构设计原理，包括光子带隙（PBG）与反向绝对带隙（RAINBOW）的差异，以及HCF在降低延迟（传输速度接近光速）和抑制非线性效应方面的关键优势。此外，关于非线性光学部分，我们将探讨如何利用受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM）等效应，在单根光纤中实现更高阶的多路复用，而非传统的波分复用（WDM）层面的简单叠加。重点讨论分布式拉曼放大（DRA）在超长距离、超高容量传输链中的应用。 --- 第二部分：网络架构的彻底重构：从接入到核心的融合 本部分着眼于网络逻辑层的根本性变革，探讨如何构建一个具有弹性、低延迟和自优化的全融合网络。 3. 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）的深度集成 本书将超越SDN/NFV的基本概念介绍，转而关注在全光网络和下一代无线网络场景中，如何利用SDN的集中控制平面实现跨层级的资源动态调度。具体包括：光网络中的流（Flow）管理，即如何通过SDN控制器直接控制波长路由和光功率分配，实现毫秒级的路径重构；以及虚拟化功能（VNF）的边缘化部署，探讨如何将网络功能（如防火墙、负载均衡器）下沉到汇聚层甚至用户侧，以支持超低延迟应用。分析基于P4语言的下一代数据面可编程性，以及其对网络设备硬件依赖性的解耦作用。 4. 实时计算网络（RCN）与确定性网络（DetNet） 传统网络关注平均性能，但新兴的工业互联网、远程手术和自动驾驶对延迟的确定性要求极高。本书深入研究确定性网络（DetNet）的标准框架，包括时间敏感网络（TSN）在数据中心和广域网中的扩展应用。重点解析时间同步机制（如高精度同步协议PTP的改进）以及基于预约带宽（Pre-emption）和流量整形的端到端延迟界限保证。讨论如何将计算任务与网络传输路径紧密耦合，形成实时的反馈回路，以确保数据包在特定时间窗口内到达目标处理单元。 --- 第三部分：赋能未来的跨界技术融合 本部分探讨了支撑未来通信系统的革命性赋能技术，它们共同塑造着未来信息传输的边界。 5. 量子信息科学在通信中的应用 本书将详细区分量子密钥分发（QKD）与量子网络的不同侧重点。在QKD方面，重点分析基于卫星的远距离QKD链路面临的信噪比挑战和大气湍流补偿技术。更重要的是，本书将聚焦于量子中继器（Quantum Repeater）的理论模型，探讨如何利用纠缠交换和纠错码来实现可扩展的量子网络，以及这对于构建未来“绝对安全”传输层的意义。这部分内容将着重于纠缠源的产生效率和光子存储技术的瓶颈分析。 6. 人工智能驱动的网络自治与优化 探讨如何利用深度学习和强化学习（RL）技术实现网络管理的完全自治。这包括：基于RL的动态频谱管理，使网络能够根据实时的干扰和拥塞情况，自动调整调制编码方案（MCS）和频率分配，以最大化频谱效率；以及故障的预防性诊断，通过对海量网络性能指标的异常模式识别，在故障发生前进行自动化的网络健康修复。分析如何构建数字孪生网络（Digital Twin），用以在虚拟环境中测试和验证新的网络策略，从而消除对真实生产网络的风险性干预。 --- 结语：信息传输的极限与哲学思考 本书最后一部分将总结当前技术的演进路径，并对信息传输在能源效率、全球连接公平性方面可能面临的伦理与社会挑战进行前瞻性思考。我们探讨的不是如何让现有网络更快一点，而是如何构建一个完全不同于今天的、能够支撑万亿级物联网节点和沉浸式元宇宙体验的“智能信息基础设施”。

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这本书的封面设计，乍一看，还真有点让人摸不着头脑。那种深邃的蓝色调，配上一些像是电路板又像是抽象线条的图案，传递出一种高科技的冰冷感。我原本是冲着对“网络”这个主题的好奇心来的，希望能在字里行间找到一些关于我们日常生活中无处不在的互联网连接是如何实现的奥秘。然而，当我翻开第一章，迎接我的却是大量晦涩难懂的专业术语，比如“最后一公里”的物理实现挑战，以及各种调制解调技术的详细对比。读到这里，我开始怀疑，这究竟是一本面向大众普及知识的书，还是一本为科班出身的工程师编写的参考手册？作者似乎完全没有考虑初学者的接受程度，直接将我们抛入了技术实现的深水区。例如，在谈到光纤到户（FTTH）时，书中深入探讨了GPON和EPON的不同架构，以及它们在光功率预算和协议层面的差异，这对于一个只想了解为什么我家网速时快时慢的普通用户来说，简直是天书。我希望看到的更多是关于网络演进的历史脉络，或者不同接入技术对社会生活带来的具体改变，而不是这些繁复的技术细节。书里缺乏生动的案例分析和形象的比喻，使得原本可能很有趣的技术讲解，变得枯燥乏味，让人读几页就想打瞌睡。

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这本书的案例研究部分，给我的感觉是脱离实际应用场景太远了。书中列举的“典型部署方案”大多是理论上的完美模型，例如，在介绍超高速接入时，描述的场景往往是规划完美的郊区住宅区或新建的商业园区，所有的光纤铺设、设备安装都处于理想状态。然而，对于我们这些生活在老旧城区或者城中村的普通用户而言，实际的接入环境充满了历史遗留问题——复杂的管道资源、不规范的布线、以及与其他基础设施共享通道的诸多限制。书中鲜有提及这些“非理想环境”下的实际工程挑战和创新的解决方案。比如，如何在老旧楼宇内进行无损入户改造，或者在光纤资源有限的情况下如何通过混合技术实现速率提升的实际案例。这种缺乏接地气的分析，让这本书读起来像是在空中楼阁里讨论建筑设计，虽然理论上无懈可击，但在现实世界的“施工”层面，却显得苍白无力，让人难以将书本知识与自己家里的网络连接问题联系起来。

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这本书的排版和字体选择，坦白说，给我造成了不小的阅读障碍。内页采用了略微偏灰的纸张，配合较小的字号和紧凑的行距，长时间阅读下来，眼睛真的非常容易疲劳。更让我感到困惑的是，书中大量的技术图表和流程图，虽然旨在说明复杂的系统结构，但其自身的清晰度却不尽如人意。很多图示的线条过于纤细，标签拥挤不堪，有时甚至需要我反复对照文字描述，才能勉强分辨出箭头指向的意义。记得有一处关于QoS（服务质量）保障机制的图解，涉及多层级的队列调度和整形算法，那张图看起来就像是一团纠缠的毛线球，完全没有起到辅助理解的作用，反而成了需要攻克的视觉难关。对于一本旨在阐述“接入网络”这种涉及物理布局和逻辑连接的学科，清晰的视觉辅助至关重要。如果作者或出版社能在印刷质量和图表设计上多花一些心思，哪怕只是增加一些留白，或者使用更粗的线条和对比度更高的颜色，阅读体验都会得到极大的提升。现在这样子，我不得不经常停下来，揉眼睛，甚至需要借助台灯的强光才能看清那些细小的注释，这极大地分散了我的注意力，也降低了我对整体内容的吸收效率。

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作者在讨论网络安全和用户隐私保护的部分，处理得相对草率和保守。在当前数据泄露事件频发、网络攻击日益复杂的背景下，一本关于接入网络的书籍，理应给予安全议题足够的篇幅和批判性的视角。书中关于接入层面的安全措施，主要集中在物理层的防护和基本的认证机制上，比如端口级别的安全控制。但是，对于数据在接入网络中传输时可能面临的中间人攻击、ARP欺骗，以及家庭网关的安全漏洞等更贴近用户实际风险的问题，讨论得不够深入。更令人遗憾的是，对于新兴的隐私保护技术，如端到端加密在接入层面的应用和挑战，几乎没有涉及。这使得整本书的技术视野显得有些滞后，未能跟上当前网络安全和隐私保护的紧迫需求。我希望作者能用更具前瞻性的眼光，探讨在追求更高接入速率的同时，如何构建一个更加健壮和值得信赖的网络环境，而不是仅仅停留在基础的网络拓扑描述层面。

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书中对不同接入技术历史演变的叙述，显得有些零散和片面。我原本期待能看到一条清晰的时间线，了解从早期的拨号上网（Dial-up）到ADSL，再到如今光纤主导的整个技术更迭过程中的关键转折点和背后的商业驱动力。然而，这本书似乎更倾向于对现有技术的“现状”进行深入剖析，而对“过去如何发展到今天”的描述却显得力不从心。比如，它花了大量篇幅去介绍最新的无源光网络（PON）的技术参数，但对于早期的HFC（混合光纤同轴电缆）网络在宽带普及初期扮演的角色，提及得非常简略，缺乏对技术路线选择的深入探讨。这种侧重于“现在”而忽略“过去”的写法，使得读者很难建立起一个宏观的认知框架。一个完整的技术发展史，应该是充满着妥协、竞争和技术迭代的戏剧性的过程，但这本书读下来，感觉更像是一本冷冰冰的设备规格说明书。我更希望看到一些关于那些“被淘汰”的技术是如何为今天的成功铺路的思考，而不是仅仅将它们作为背景板一笔带过。

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