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胡庆，王敏琦 著

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• 网络技术

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121030055

商品编码：29729409155

包装：平装

出版时间：2006-09-01

基本信息

书名：光纤通信系统与网络

定价：25.00元

作者：胡庆,王敏琦

出版社：电子工业出版社

出版日期：2006-09-01

ISBN：9787121030055

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

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编辑推荐

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内容提要

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本书较全面地介绍了现代光纤通信系统和网络的构成及其分析设计方法，包括光纤通信系统与网络的原理和组成、光纤传输原理及传输特性、基本光纤通信器件、光纤通信系统及设计、SDH光同步数字传输网络、DWDM/WDM光传输网络、光纤接入网、高速光纤计算机网及全光通信网等内容。
全书注重理论与实践、设计与工程的结合，精选了一些当前*的应用实例进行分析，有助于读者学习。为了配合教学和学习，每章都精选一定数量的习题。可供科研、教学和工程技术人员参考，也可作为各高等院校工科通信与信息工程类专业课教材。

目录

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章 概论
1.1 光纤通信的发展简况
1.2 光纤通信系统及发展
1.3 光纤通信网络及现状
1.4 光纤通信发展趋势
习题
第2章 光纤传输原理及传输特性
2.1 光纤和光缆的结构及类型
2.2 光纤传输原理分析
2.3 光纤的结构参数
2.4 光纤的传输特性
2.5 光纤的非线性效应
习题
第3章 光纤通信基本器件
3.1 光源器件
3.2 光检测器件
3.3 光纤放大器（EDFA）
3.4 连接器件
3.5 光耦合器和波分复用器
3.6 光隔离器与光环行器
3.7 光衰减器和光开关
3.8 偏振控制器和光调制器
习题
第4章 光纤通信系统及设计
4.1 两种数字传输体制
4.2 光发射机
4.3 光接收机
4.4 光中继器
4.5 系统的主要性能指标
4.6 系统总体设计考虑因素
习题
第5章 SDH光同步数字传输网络
5.1 SDH传输体制的基本概念
5.2 SDH的复用映射
5.3 SDH的基本网络单元设备
5.4 SDH网络结构与保护
5.5 SDH网同步的概念
5.6 SDH网络管理
习题
第6章 DWDM/WDM光传输网络
6.1 DWDM系统构成模型
6.2 DWDM基本网络单元设备
6.3 DWDM网络结构与保护
6.4 DWDM网络管理
6.5 DWDM光网络在长途干线的应用
习题
第7章 光纤接入网
7.1 接入网的基本概念
7.2 光纤接入网
7.3 光纤接入网络结构
7.4 光纤接入网的应用
习题
第8章 高速光纤计算机网
8.1 光纤局域网概述
8.2 光纤分布式数据接口（FDDI）环网
8.3 高速光纤以太网
8.4 光互联网简介
习题
第9章 全光通信网
9.1 全光通信网概述
9.2 光交换技术
9.3 自动交换光网络（ASON）
习题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《光纤通信系统与网络》是一本深入剖析现代通信技术基石的著作。本书的精髓在于全面阐释了信息传输的物理媒介——光纤，以及支撑起全球互联互通的通信网络。它并非仅仅罗列技术名词，而是通过严谨的理论推导、生动的实例分析，带领读者逐步揭开光纤通信的神秘面纱，理解其在信息时代不可替代的地位。 第一章：光纤通信的宏伟蓝图——起源与演进 本书的开篇，我们将追溯光纤通信的诞生之路。从早期电信号传输的局限性，到光学原理的初步探索，再到高纯度玻璃纤维的突破性发展，本书将勾勒出这项革命性技术从概念走向现实的每一个关键节点。我们将了解到，为什么光纤能够承载如此巨大的信息量，其传输损耗为何远低于传统的铜线，以及它如何催生了互联网的爆炸式增长。这一章将为读者建立起对光纤通信的整体认知框架，理解其发展历程中的技术创新与社会需求之间的紧密联系。 第二章：光纤的奥秘——结构、原理与关键特性 深入了解光纤通信，首先需要解构光纤本身的奥秘。本书将详细介绍光纤的内外结构，包括纤芯、包层以及它们是如何协同作用，实现光信号的“全内反射”传输的。我们会学习到不同类型光纤（如单模光纤和多模光纤）的特点、适用场景，以及它们在制造过程中涉及到的复杂工艺。更重要的是，本书将深入探讨影响光信号传输质量的关键参数，例如衰减（损耗）、色散（不同波长的光以不同速度传播导致信号失真）以及非线性效应（在高强度光信号下发生的现象）。通过对这些特性的深刻理解，读者将能明晰光纤通信在实际应用中可能面临的挑战。 第三章：点亮信息之路——光源与探测器 光纤通信并非孤立存在，它需要高效的光源来产生信号，以及灵敏的探测器来接收信号。本书将聚焦于驱动光纤通信系统的核心器件。我们将详细介绍各种类型的光源，如激光器（包括半导体激光器如DFB激光器、FP激光器）和发光二极管（LED），分析它们的原理、特性、优缺点以及在不同通信系统中的应用。同样，对于光信号的接收，本书将深入讲解光电探测器的分类（如PIN光电二极管、雪崩光电二极管APDs），阐述它们的响应速度、灵敏度、量子效率等关键指标，并探讨如何选择最适合特定应用场景的光探测器。 第四章：信号的保驾护航——调制与解调技术 将电信号转化为光信号，并在光纤中传输，需要精密的调制技术。本书将详尽解析各种光信号调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）在光域的实现方式。我们会学习到如何通过改变光的强度、频率或相位来编码信息，以及各种调制格式（如NRZ、RZ、PSK、QAM）的优劣势。反之，在接收端，高效的解调技术至关重要。本书将深入探讨解调器的作用，以及不同解调方式（如相干解调、非相干解调）的工作原理，确保接收到的光信号能够被准确地还原成原始的电信号。 第五章：网络之基石——光复用与多路传输 为了最大化光纤的传输容量，多路传输技术应运而生。本书将重点介绍两种最核心的光复用技术：波分复用（WDM）和时分复用（TDM）。我们将深入理解波分复用技术，如何利用不同波长的光信号在同一根光纤中独立传输，极大地提升了传输带宽。本书将介绍无源WDM（如CWDM、DWDM）的原理、关键器件（如波长选择开关、光栅）以及其在长距离、高容量通信中的重要性。同时，时分复用技术，如何将不同用户的数据流在时间上分割并依次传输，也将被详细阐述。 第六章：信号的重生与净化——光放大器与再生技术 光信号在长距离传输过程中会不断衰减，而色散等效应也会导致信号失真。本书将聚焦于解决这些问题的关键技术——光放大器与信号再生。我们将深入介绍不同类型的光放大器，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、增益特性、噪声系数等，以及它们如何在不将光信号转换为电信号的情况下进行放大。同时，本书还将探讨光再生技术，包括如何通过光电光转换、信号整形和再定时等过程来恢复退化的光信号，确保信号在长距离传输中的完整性。 第七章：连接世界的脉络——光网络架构与拓扑 光纤通信并非仅仅是点对点的连接，它构成了复杂庞大的网络。本书将系统性地介绍各种光网络架构，从早期的点对点链路，到更复杂的总线型、星型、环型以及网状拓扑。我们将深入分析不同拓扑结构的优缺点，以及它们在可扩展性、可靠性、成本等方面的权衡。本书还将介绍当前主流的光网络技术，如同步光纤网络（SONET/SDH）和分组交换光网络（PONS），以及它们在传输速率、网络管理和灵活性方面的演进。 第八章：高效传输的智慧——路由与交换 在庞大的光网络中，如何高效地将信息从源头传输到目的地是核心问题。本书将深入探讨光网络的路由与交换技术。我们将学习到各种路由算法，以及如何根据网络状况和业务需求动态地选择最优传输路径。同时，本书将详细介绍光交换技术，包括电路交换、包交换以及混合交换的原理和实现方式，以及它们在提高网络效率、降低延迟方面的作用。 第九章：可靠通信的保障——网络管理与保护 光通信网络的高可靠性是其成功的关键。本书将聚焦于网络管理和故障保护机制。我们将学习到如何通过网管系统来监控网络状态、故障诊断、性能优化以及配置管理。更重要的是，本书将详细阐述各种网络保护技术，如冗余备份、环回保护、路径保护等，以及它们如何快速地检测故障并自动切换到备用路径，最大限度地减少服务中断时间。 第十章：未来的展望——新一代光通信技术 随着信息需求的不断增长，光通信技术也在持续演进。本书的最后一章将带领读者展望未来。我们将探讨下一代光通信技术的发展趋势，包括更高容量的WDM技术（如超宽带WDM）、硅光子学技术、光子集成电路、量子通信在光网络中的应用前景，以及下一代移动通信（如6G）对光网络提出的新挑战和机遇。这将为读者提供一个前瞻性的视野，理解光纤通信的未来发展方向。 总而言之，《光纤通信系统与网络》是一本集理论深度、技术广度和工程实践于一体的著作。它不仅仅是一本教科书，更是一扇通往现代信息世界核心技术的大门。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解光纤通信的原理，掌握光网络的构建与管理，并对未来的通信技术发展趋势有清晰的认识，为投身于信息科学和通信工程领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一本参考书，它的检索和自学友好度极高。我发现这本书的一个突出优点是它对专业术语和缩写词的规范化处理。全书的术语表非常详尽，而且几乎每个关键缩写词（比如EDFA、DFB、FEC、BER）在第一次出现时，都会用括号清晰地标注出其全称和基本的概念定义，这对于快速回顾或者在不同章节间跳转学习时，能节省大量时间去翻阅其他资料。此外，书后附带的习题设计也颇具匠心，它们大多不是那种只需要套用公式就能得解的题目，而是要求综合运用多个章节知识进行分析和计算的综合题。举个例子，有一道题要求根据给定的传输距离、光纤衰减系数和色散参数，反推出在满足特定误码率要求下，发射功率需要达到的最低值，同时还要考虑接收机的饱和阈值。这种层层递进的思考训练，真正把知识内化成了解决问题的能力，而不是单纯的记忆。

评分☆☆☆☆☆

网络架构这一块的处理手法非常高明，显示出作者深厚的行业积累。它没有停留在单一的光纤链路层面，而是很自然地将视角拔高到了整个通信网络层面。从早期的SDH到如今盛行的WDM/DWDM，以及更前沿的ASON/GMPLS控制平面，书中的脉络清晰得令人赞叹。最让我印象深刻的是对波分复用技术（WDM）的阐述。作者不仅细致区分了粗波分（CWDM）和密波分（DWDM）的波长间隔、通道数和成本效益差异，还重点讲解了光分插复用器（OADM）和扁平化光交叉连接器（OXC）的工作原理。特别是关于色散补偿和非线性效应抑制的讨论，作者并没有简单地用一个公式带过，而是结合实际组网中会遇到的“色散膨胀”和“四波混频”等问题，给出了一套非常实用的解决方案，比如使用补偿光纤（DCF）或者在特定节点引入相干检测技术。这让我对构建一个跨越千里的骨干网有了更具象化的理解，不再觉得那些网络拓扑图只是空中楼阁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常朴实，那种深蓝色的背景，配上简洁的白色字体，一下子就让人感觉这不是那种哗众取宠的畅销书，而是踏踏实实做学问的专业书籍。我刚拿到手的时候，其实心里是有点忐忑的，毕竟“光纤通信系统与网络”这个名字听起来就非常硬核，我担心里面的内容会过于理论化，充满了晦涩难懂的公式和抽象的原理图，读起来会非常吃力。不过，翻开第一章后，我的顾虑就打消了大半。作者似乎很懂得初学者的心理，他没有一上来就抛出复杂的傅里叶变换或者麦克斯韦方程组，而是从光导纤维的物理结构和光波的传播特性入手，用非常形象的比喻来解释光是如何在纤芯中“跳跃”前进的，那种感觉就像是有人拿着一根细线，在黑暗中演示光的全反射现象。特别是关于损耗机制的部分，作者详细拆解了瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗，图文并茂地展示了不同波长下损耗曲线的差异，这对于我理解为什么1310nm和1550nm会成为主流窗口至关重要。而且，书里大量的历史背景介绍也很有意思，能让你了解这项技术是如何一步步发展到今天这个样子的，而不是孤立地看待某个技术点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和编排逻辑，透露着一种严谨的学术态度，但又保持了极高的可读性，这在技术著作中是难得的平衡。它的行文节奏把握得非常好，不会因为章节的深度不同而显得突兀。比如，在介绍完复杂的光通信器件（如新型半导体光放大器SOA）的物理原理后，下一小节往往会紧接着一个“应用案例分析”或者“常见故障排除”的小框，用更加口语化、场景化的方式来消化前一节的理论密度。这种设计极大地降低了阅读疲劳感。我个人尤其欣赏它对“信令与协议”的讲解。虽然核心是光层技术，但作者清楚地知道，没有上层的管理和控制，强大的物理链路也无法发挥作用。因此，书中对光网络终端（ONT）、局端设备（OLT）的接口标准以及管理接口的描述，虽然篇幅不算大，但关键信息点都抓住了，为后续学习更上层的运维和管理知识打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实操性简直让我感到惊喜，我之前读过一些偏重理论的教材，读完后感觉自己能把理论背下来，但真要动手设计一个链路，脑子里还是乱麻一团。而这本教材，明显是面向工程实践的。它在讲解了系统的基本架构之后，立刻就进入了具体的模块设计环节。比如，在谈到光发射机时，它不仅介绍了激光器的类型（DFB、FP），更重要的是分析了驱动电路的带宽限制、温度漂移补偿等实际工程中必须面对的难题。更让我受益匪浅的是关于光接收机灵敏度和噪声分析那一章。作者构建了一个完整的数学模型，然后通过一系列实际案例展示了如何通过优化跨阻放大器（TIA）的设计来提升信噪比，甚至给出了不同速率（如10Gbps、40Gbps）下所需的最小光功率指标，并附带了相关的测量方法。我拿着书中的步骤，对照着实验室里的OTDR和光功率计，很快就搭建起了一个基础的OTN链路测试平台，那种从书本知识到实际操作的无缝衔接，是很多其他技术书籍所不具备的。