现代光纤通信与网络教程 张宝富,刘忠英,万谦等 9787115102096 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张宝富，刘忠英，万谦等 著

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• 张宝富
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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115102096

商品编码：29291618982

包装：平装

出版时间：2002-07-01

基本信息

书名：现代光纤通信与网络教程

定价：36.00元

作者：张宝富,刘忠英,万谦等

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2002-07-01

ISBN：9787115102096

字数：543000

页码：347

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书全面而系统地论述了现代光纤通信与网络的主流应用技术及发展方向。全书共分四个部分。部分：基础篇，简要介绍了现代光纤通信与网络的特点、光波在光纤中的复用与放大原理、半导体光器件的工作原理，重点介绍了各种新型的常用光器件和各类单模光纤。第二部分：系统篇，介绍了光纤通信系统的基本组成以及各类典型系统，重点介绍了传输系统的设计，包括光发送机、光接收机、光放大器、中继距离的设计以及光纤的选型等和系统性能评估方法，对两种主要系统即强度调制直接检测（IM-DD）与波分复用系统（WDM）的性能进行了评估。第三部分：网络篇，从总体上介绍了各类光纤网络，详细分析了SDH光同步传送网及其同步复用的原理、网络同步、自愈环网的构成及保护恢复、节点设备等，并重点介绍了波长选路光网络WRN的光通道与波长路由、波长选路与光交换、网管等。第四部分：应用篇，介绍了多业务光纤接入网、高速光纤以太网等。
本书取材广泛，内容新颖实用，力求让读者从整体上把握现代光纤通信与网络的基本原理、相关技术以及应用全貌；行文通俗易懂、深入浅出，并配有丰富的图表，各部分独立成篇。本书适合不同层面的读者选用，可以作为高等院校各类通信、广播电视、计算机网络、光信息技术、光电子技术、信息管理等专业的教材及各类光纤通信技术培训班用书 ，也适合广大科研和工程技术人员阅读和参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光纤通信网络：连接世界的脉络与未来 光纤通信，作为现代信息社会基石的通信技术，以其卓越的传输带宽、极低的损耗以及不受电磁干扰的特性，深刻地改变了我们连接、沟通和获取信息的方式。它不仅仅是技术革新，更是文明进步的推动力，为全球范围内的信息流动提供了前所未有的速度与广度。从宏观的全球互联网骨干网，到微观的家庭宽带接入，再到5G、6G等下一代通信技术的核心支撑，光纤通信的身影无处不在，构建起一个由光信号组成的、无远弗届的信息网络。 一、 光纤通信的基石：光纤本身 要理解光纤通信，首先必须深入了解其核心载体——光纤。光纤是一种由极高纯度玻璃（通常是二氧化硅）或塑料制成的细丝，其直径比人类头发还要细。它的工作原理是利用光的全反射定律来传输信息。光纤内部通常由两层不同折射率的介质构成：核心（core）和包层（cladding）。核心的折射率略高于包层，当光信号以合适的角度进入光纤时，会在核心与包层界面发生全反射，从而沿着光纤前进，衰减极小。 根据传输模式的不同，光纤可分为单模光纤（Single-Mode Fiber, SMF）和多模光纤（Multi-Mode Fiber, MMF）。 单模光纤 (SMF): 其纤芯直径极小（通常为9微米），只能允许单一模式的光传播。这种结构能够最大程度地减少模式色散（即不同模式的光传播速度不同导致的信号失真），从而实现长距离、高带宽的传输。单模光纤是构建长途骨干网、海底通信电缆以及高密度城域网的首选。其传输容量巨大，是支撑互联网发展的关键。 多模光纤 (MMF): 其纤芯直径较大（通常为50微米或62.5微米），可以允许多种模式的光传播。由于存在模式色散，多模光纤的传输距离相对较短，且带宽也受限制。然而，其成本较低，易于连接和安装，因此常用于数据中心、局域网（LAN）以及短距离的通信应用。多模光纤在企业内部网络、校园网等环境中扮演着重要角色。 除了上述两种基本类型，还有一些特种光纤，例如用于特种传感、大功率传输或具有特定光学性能的衍生物，它们在特定领域发挥着不可替代的作用。 二、 光信号的产生与检测：光电器件 光信号的产生和检测是光纤通信系统的关键环节，这依赖于各种先进的光电器件。 光源 (Light Source): 用于将电信号转换为光信号。常见的有： 发光二极管 (LED): 结构简单，成本低，但光功率较低，光谱宽度较大，色散较大，适用于短距离、低速率通信。 激光二极管 (LD): 具有高输出功率、窄光谱宽度、良好的方向性，能够产生高度集成的光束，是现代光纤通信的主流光源，广泛应用于各种光纤通信系统。根据工作波长和结构，又有多种类型，如DFB（分布式反馈）激光器、VCSEL（垂直腔面发射激光器）等。 光检测器 (Photodetector): 用于将传输到接收端的光信号转换回电信号。常见的有： 光电二极管 (PD): 结构简单，响应速度快，是基础的光检测器件。 雪崩光电二极管 (APD): 具有内建增益，能够放大微弱的光信号，提高接收灵敏度，适用于需要检测极微弱光信号的场景。 光电晶体管 (Phototransistor): 结合了光电探测和放大功能，但响应速度相对较慢。 这些光电器件的性能，如响应速度、灵敏度、效率以及工作波长，直接影响着整个通信系统的性能和应用范围。 三、 光纤通信系统的组成与工作原理 一个典型的高速光纤通信系统通常包含以下几个关键组成部分： 1. 发送端 (Transmitter): 将输入的电信号（例如数据、语音、视频）调制到光载波上，然后通过光源产生相应光信号。调制方式多种多样，包括强度调制（Intensity Modulation, IM）、频率调制（Frequency Modulation, FM）等，现代高速系统中常采用更复杂的相干调制技术。 2. 光纤传输媒质 (Optical Fiber Medium): 负责承载和传输光信号。光信号在光纤中传播时会经历衰减（光功率随距离减小）和色散（信号脉冲展宽）。 3. 中继设备 (Repeaters/Amplifiers): 为了克服光信号的衰减，在长距离传输中需要使用中继设备。 光放大器 (Optical Amplifier): 如掺铒光纤放大器（EDFA），可以直接放大光信号，无需进行光-电-光转换，因此可以实现高效率、宽带宽的信号放大，是现代长途光纤通信的核心设备。 再生中继器 (Regenerative Repeater): 接收衰减后的光信号，将其转换为电信号，经过整形、判决等处理后，再转换为光信号重新发射出去。这种方式可以同时克服衰减和失真，但效率较低，成本较高。 4. 接收端 (Receiver): 接收光信号，通过光检测器将其转换为电信号，然后进行解调、信号处理，最终恢复出原始的电信号。接收端的灵敏度、动态范围和抗噪声能力是关键指标。 四、 光纤网络架构与技术 光纤通信并非仅仅是点对点的传输，而是构建成复杂的网络。其中，光网络是现代通信的重要组成部分。 波分复用 (Wavelength Division Multiplexing, WDM): 这是一种将多个不同波长的光信号在同一根光纤中同时传输的技术，极大地提高了光纤的传输容量。 粗波分复用 (CWDM): 信道间隔较宽，通道数量相对较少，成本较低，适用于城域网等中短距离应用。 密集波分复用 (DWDM): 信道间隔非常窄，能够在一根光纤中传输几十甚至上百个波长通道，实现超大容量的传输，是长途骨干网和超大规模数据中心互联的关键技术。DWDM系统通常需要高性能的光放大器、可调谐激光器和精密的滤波器。 光交换 (Optical Switching): 旨在直接在光域内进行信号的路由和交换，避免了光-电-光转换的损耗和延迟。 光开关 (Optical Switch): 可以根据需要改变光信号的传输路径。 光交叉连接 (Optical Cross-Connect, OXC): 是一种更复杂的设备，能够实现对大量光信号的灵活调度和连接。 无源光网络 (Passive Optical Network, PON): 是一种广泛应用于接入网的技术，利用无源的光分路器将一个光信号分发给多个用户，简化了网络结构，降低了运营成本。EPON（以太网PON）和GPON（吉比特PON）是目前主流的PON技术。 光网络拓扑: 光纤网络可以采用多种拓扑结构，如星型、总线型、环型、网状型等，不同的拓扑结构适用于不同的应用场景，并影响网络的可靠性、灵活性和成本。 五、 光纤通信的未来发展趋势 光纤通信技术仍在飞速发展，以满足日益增长的数据需求和对更高性能的要求。 更高传输速率: 通过采用更先进的调制技术（如高级相干调制）、更高阶的编码技术以及更高效的信号处理算法，不断提升单波长的传输速率，例如从100Gb/s、400Gb/s向800Gb/s、1.2Tb/s甚至更高方向发展。 更大网络容量: 进一步密集化波分复用通道，例如利用可见光或近红外波段的更多信道，以及探索新的复用技术。 更智能化与灵活化的网络: 引入人工智能（AI）和机器学习（ML）技术，实现网络的自动化管理、故障预测与自愈、资源优化调度，构建更具韧性和弹性的智能光网络。软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等技术也在光网络中得到应用，提高了网络的灵活性和可编程性。 “光进铜退”的进一步深化: 光纤接入将覆盖更广泛的区域，为物联网（IoT）、高清视频、虚拟现实/增强现实（VR/AR）等新兴应用提供强大的网络支撑。 量子通信与光纤的结合: 量子通信技术的发展，将为光纤通信带来全新的安全特性，例如量子密钥分发（QKD），有望在未来实现更安全的通信。 结语 光纤通信网络，作为支撑现代社会运行的“神经网络”，其重要性不言而喻。从基础的光纤材料，到精密的电子器件，再到庞大而复杂的网络架构，每一个环节都凝聚着科技的智慧与创新。随着技术的不断演进，光纤通信将继续以前所未有的速度和广度，连接世界，驱动进步，塑造我们未来的生活与社会形态。它不仅是技术的延伸，更是信息时代最坚实的基石，承载着人类社会日益增长的连接需求和对美好未来的无限憧憬。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对光电技术充满好奇的业余爱好者，我一直想找一本能够系统地介绍光纤通信的书籍。在朋友的推荐下，我入手了这本书。这本书最大的优点在于其结构的清晰和内容的全面。它从最基础的光学原理开始，循序渐进地讲解光纤通信的各个方面，让一个非专业人士也能逐渐理解其中的奥秘。我特别喜欢书中关于光纤制造工艺和连接技术的介绍，这些内容让我对光纤通信的“幕后英雄”有了更深的认识。读完之后，我对于光信号如何在光纤中传输，以及如何克服各种损耗和失真有了更清晰的理解。书中还涉及了一些光通信系统的设计和优化问题，虽然有些细节我可能无法完全掌握，但其提出的设计理念和优化方法对我来说非常有价值。总的来说，这本书满足了我对光纤通信基础知识的探索需求，并且让我对这个领域产生了浓厚的兴趣。它就像一本打开新世界大门的钥匙，让我看到了科技发展的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是为了了解光纤通信在当前大数据、5G等技术浪潮中的地位和作用。这本书的分析角度非常独到，它并没有局限于单纯的技术介绍，而是将光纤通信置于整个信息技术生态系统中进行考察。书中对光纤通信容量的增长、传输速率的提升如何支撑起海量数据传输和高速网络连接，进行了详细的论述。我尤其对书中关于光网络安全和可靠性的章节印象深刻，这对于构建稳定高效的通信基础设施至关重要。同时，书中也探讨了光纤通信在云计算、物联网等新兴领域的应用前景，这为我理解未来的技术发展趋势提供了重要的参考。虽然书中涉及的一些算法和模型我需要花时间去深入研究，但总体来说，这本书的分析非常有深度，并且具有很强的现实意义。它帮助我看到了光纤通信不仅仅是一项技术，更是驱动信息时代发展的核心引擎，让我对它的价值有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一次思维的洗礼。我一直认为通信技术是一个庞大而复杂的体系，而光纤通信又是其中的佼佼者。这本书没有仅仅停留在技术层面，而是从更宏观的角度，分析了光纤通信在信息时代所扮演的关键角色，以及它如何推动了互联网、移动通信等领域的发展。书中关于光网络架构的讨论，让我对未来通信网络的形态有了新的认识。比如，书中提到的下一代光网络技术，如软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）在光网络中的应用，让我看到了这个行业的创新活力。此外，书中对光纤通信面临的挑战和未来的发展方向也进行了深入的探讨，这对于我理解行业动态和潜在的投资机会非常有帮助。它不是一本简单的数据手册，而是一部引领思想的书籍，让我开始思考光纤通信的本质和它的未来走向。我会被书中那种对技术的热情和对未来的憧憬所感染，并开始重新审视自己对科技的理解。

评分☆☆☆☆☆

最近在工作上遇到了瓶颈，需要快速掌握一些新的技术知识，于是我把目光投向了这本书。说实话，刚开始抱着“快速过一遍”的心态，但没想到这本书的深度和广度远远超出了我的预期。作者们对于光纤通信网络的发展历程、关键技术以及未来趋势的分析，非常具有前瞻性。书中对波分复用、光放器、光交换等核心技术的原理和实现方式进行了深入的讲解，这对于我理解目前现有的通信网络架构非常有启发。我尤其喜欢书中关于网络管理和运维的部分，这部分内容对于实际工作非常实用，比如如何进行网络监控、故障诊断和性能优化等。我发现，很多我在工作中遇到的问题，在这本书里都能找到理论上的解释和解决思路。而且，它不仅仅是技术的堆砌，更包含了很多作者们对行业发展的思考和洞察，这让我能够从一个更宏观的视角来看待光纤通信这个领域。虽然书中有些章节涉及到一些复杂的数学模型和仿真分析，我可能需要花一些时间去消化，但总体而言，这本书的实用性和前沿性都让我印象深刻。它就像一位经验丰富的行业前辈，给我指明了前进的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书确实是老朋友了，我拿到的时候还是上大学那会儿，想着学点扎实的理论基础，为将来的科研或者工作打下基础。翻开第一页，就被那厚重的篇幅和密集的公式给震撼到了，但同时又有一种莫名的期待。作者们在光纤通信这个领域深耕多年，他们的文字里透露着严谨和深入浅出的智慧。我记得有段时间，我几乎是天天捧着这本书，从光信号的产生、传输，到接收、处理，一步一步地跟着书里的逻辑走。有时候会遇到一些难懂的公式，需要反复推敲，甚至会去查阅相关的论文和资料，但一旦理解了，那种豁然开朗的感觉是无比美妙的。书中对各种光纤的类型、特性，以及它们在不同应用场景下的优势和局限性都有详细的阐述，这对于我理解整个光纤通信的体系架构非常有帮助。更重要的是，它不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量的实际应用案例和工程实例，这让我感觉学到的知识是鲜活的，是有生命力的，能够真正解决实际问题。虽然有些章节对于初学者来说可能有点挑战，但我相信，只要有耐心和毅力，这本书绝对是一笔宝贵的财富。它就像一位循循善诱的老师，引领我一步步走进光纤通信的奇妙世界。