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张宝富，刘忠英，万谦等 著

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• 刘忠英
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店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115102096

商品编码：29763973660

包装：平装

出版时间：2002-07-01

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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：

页码：

版次：1

装帧：平装

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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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部分 基础篇
章 绪论
1 光纤通信的发展
2 光纤通信系统
3 光纤通信系统
4 现代光纤通信的特点
第2章 通信光纤
1 通信光纤概述
2 光纤的损耗特性
3 光纤的色散特性
4 光纤中信号的线性传输
5 新型的单模光纤
6 光纤的非线性效应
7 光纤中信号的非线性传输
第3章 光纤通信器件
1 光器件概述
2 半导体发光器件
3 半导体检测器
4 光纤耦合器与隔离器
5 光开关
6 光纤光栅
7 光波长复用器与滤波器
8 光波长变换器
第4章 光波复用与放大
第二部分 系统篇
第5章 光纤传输系统
第6章 传输系统设计
第7章 传输系统性能评估
第三部分 网络篇
第8章 光网络
第9章 SDH光同步数字传送网
0章 WDM光传送网络（OTN）
第四部分 应用篇
1章 多业务光纤接入网
2章 高速光纤计算机网
附录1 有助于误差概率计算的数学知识
附录2 英文缩写词
主要参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代光纤通信与网络技术导论》 内容简介 本书旨在为读者提供一个关于现代光纤通信与网络技术的全面、深入的导论。从基础的光学原理到复杂的网络架构，本书系统地阐述了光纤通信系统的工作机制、关键技术、发展趋势以及在现代信息社会中的重要作用。本书力求以清晰易懂的语言，结合丰富的实例和图示，帮助读者理解这一快速发展的技术领域，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。 第一章 光纤通信基础 本章将从光纤通信的基本原理出发，逐步揭示其核心概念。我们将首先探讨光的本质及其传播特性，包括电磁波理论、光的频率、波长和速度等基本属性。随后，我们将深入介绍光纤的结构和材料，重点讲解不同类型光纤（如单模光纤和多模光纤）的特性差异及其适用场景。文章还将详细阐述光在光纤中传播的物理机制，如全内反射原理，并分析光纤中的损耗（吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等）及其对信号传输的影响。最后，本章将概述光纤通信系统的基本构成，包括光源、光调制、光探测、光放大等关键环节，为后续章节的学习奠定坚实的理论基础。 第二章 光源与调制技术 光源是光纤通信系统中信息传递的起点，其性能直接影响着整个系统的传输质量和速率。本章将详细介绍当前主流的光源技术，包括发光二极管（LED）和激光器（LASER），并分析它们的结构、工作原理、 spectral characteristics（光谱特性）以及在不同应用场景下的优劣势。激光器部分，我们将重点介绍半导体激光器，如外腔激光器、分布式反馈（DFB）激光器和垂直腔面发射激光器（VCSEL），以及它们的特点和应用。 信息传输的关键在于如何有效地将电信号转换为光信号，即调制技术。本章将深入探讨各种调制方式，从基本的幅度和相位调制，到更高级的频率调制、脉冲编码调制（PCM）等。我们还将介绍光信号的编码方式，如AMI编码、曼彻斯特编码等，以及它们在提高传输效率和抗干扰能力方面的作用。此外，本章还将触及直接调制和外部调制技术，分析它们各自的特点、适用范围以及在高速光通信系统中的应用。 第三章 光探测与解调技术 光信号在传输过程中会发生衰减和失真，因此需要精确的光探测器将其重新转换为电信号，并从中恢复原始信息。本章将详细介绍各种类型的光探测器，包括光电二极管（PIN）、雪崩光电二极管（APD）等。我们将分析它们的工作原理、灵敏度、响应时间和量子效率等关键参数，并讨论不同探测器在特定应用中的选择依据。 解调技术是将接收到的光信号进行还原和处理，以提取出原始的电信号。本章将介绍各种解调策略，包括直接检测（IM/DD）和相干检测。我们将详细阐述直接检测的原理、优点和局限性，并深入探讨相干检测技术，包括其基本概念、不同类型的相干接收机（如零差检测、外差检测）以及它们在提高接收灵敏度、抑制噪声方面的优势。此外，本章还将讨论信号的再生与整形技术，包括时钟恢复、判决再生等，这些技术对于保证数据传输的准确性和可靠性至关重要。 第四章 光放大技术 长距离光纤通信面临着信号衰减的挑战，光放大技术应运而生，极大地扩展了光纤通信的传输距离和容量。本章将聚焦于光放大器的核心技术。首先，我们将介绍掺铒光纤放大器（EDFA），作为当前应用最广泛的光放大技术，我们将详细讲解其工作原理、增益特性、噪声特性以及在不同网络拓扑中的应用。 除了EDFA，本章还将介绍其他重要的光放大技术，如半导体光放大器（SOA）。我们将分析SOA的结构、工作原理、增益饱和效应以及其在波长转换、光开关等方面的潜在应用。此外，我们还将探讨拉曼光纤放大器（RFA）的原理和优势，以及在超长距离通信和高密度波分复用（WDM）系统中的作用。本章还将讨论光放大器的关键性能指标，如增益、噪声系数（NF）、最大输出功率等，并分析这些参数对系统性能的影响。 第五章 波分复用（WDM）技术 波分复用（WDM）技术是实现光纤通信容量指数级增长的关键。本章将深入剖析WDM的原理和各种实现方式。我们将从最基本的粗波分复用（CWDM）开始，介绍其结构、优缺点以及应用场景。随后，我们将重点介绍密集波分复用（DWDM）技术，详细讲解其工作原理、关键器件（如光栅、干涉仪、热光效应器件等）、通道间隔、光谱管理以及在骨干网和城域网中的广泛应用。 本章还将探讨WDM系统的关键技术，包括波长分配、信道监测、功率平衡以及通道保护和恢复机制。我们将分析不同类型的复用器和解复用器，如基波复用器（Mux）和解复用器（DeMux），以及它们在WDM系统中的作用。此外，本章还将讨论WDM技术的未来发展方向，如全光网络的构建、可调谐激光器的应用以及相干WDM等，以展望光通信容量的持续提升。 第六章 光纤传输系统 本章将系统地介绍光纤传输系统的设计、构成与性能评估。我们将从基本的点对点传输系统出发，分析其构成要素，包括光源、光纤、光探测器、中继器等。随后，我们将深入探讨不同类型的光纤传输系统，如同步数字体系（SDH）和吉比特以太网（Gigabit Ethernet）等，介绍它们在网络架构、传输速率和协议方面的特点。 本章还将重点关注系统性能的评估与优化。我们将详细介绍误码率（BER）、信噪比（SNR）、信号衰减、色散（包括模式色散和色度色散）等关键性能指标，并分析它们对传输质量的影响。我们将探讨各种补偿技术，如色散补偿光纤（DCF）、光栅补偿器以及数字信号处理（DSP）技术，以减小色散对高速传输的影响。最后，本章将介绍光纤传输系统的可靠性设计，包括链路冗余、保护倒换机制以及故障诊断技术，确保通信系统的稳定运行。 第七章 光网络技术 光纤传输是基础，而光网络则是在光纤基础上构建的高效信息传输平台。本章将聚焦于现代光网络的核心技术与架构。我们将从概述光网络的分类开始，包括接入网、城域网和骨干网，以及它们在网络层级和功能上的差异。 本章将详细介绍两种重要的光网络技术：无源光网络（PON）和光传送网（OTN）。我们将深入剖析PON的架构，包括OLT、ONU、分光器等关键节点，介绍其工作原理、上行和下行传输方式，并重点介绍GPON、EPON等主流PON技术，以及它们在宽带接入中的作用。对于OTN，我们将阐述其作为下一代光传送网的特点，包括其在面向连接、灵活带宽分配、统一承载不同业务方面的优势，以及其与SDH的比较。 此外，本章还将介绍其他重要的光网络概念，如GMPLS（通用多协议标签交换）在光网络中的应用，用于实现光网络的智能化和可编程性。我们还将讨论网络管理和控制，以及光网络的安全性和可靠性设计。 第八章 光网络应用与发展趋势 光纤通信与网络技术已渗透到现代社会的方方面面，成为数字经济的基石。本章将探讨光网络在各个领域的广泛应用，并展望其未来的发展趋势。 在通信领域，我们将深入分析光网络在固定电话、移动通信（如4G、5G及未来6G）中的作用，尤其是在数据中心互联、基站回传以及核心网建设中的重要性。我们将讨论光网络如何支撑海量数据的传输和处理，以及其在推动物联网（IoT）、云计算、大数据等技术发展中的关键支撑作用。 在互联网服务领域，光网络是支撑搜索引擎、社交媒体、在线视频、电子商务等一切在线服务的基础。本章将分析光网络如何实现低延迟、高带宽的互联网体验。 展望未来，本章将重点介绍光网络技术的发展趋势。我们将讨论全光网络的实现路径，即在网络的各个节点尽可能地实现光信号的传输和处理，以减少电-光转换的损耗和延迟。我们将介绍下一代光通信技术，如超高频谱效率的调制技术、新型光纤材料（如少模光纤、空芯光纤）以及新型光器件（如硅光子技术）的研究进展。 此外，本章还将探讨光网络在人工智能（AI）、边缘计算、量子通信等新兴技术领域的潜在应用。我们将分析光网络如何为这些前沿技术提供强大的基础设施支持，并预测光通信将继续在推动人类社会信息化、智能化进程中发挥不可替代的作用。 结论 本书通过对光纤通信基础、关键技术、系统构成和网络应用的全方位解读，旨在为读者提供一个系统、完整的知识体系。我们相信，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，光纤通信与网络技术将继续引领信息时代的变革，为构建更智能、更互联的未来社会做出更大的贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，让我这个在业界摸爬滚打了几年的人都感到惊喜。很多教材往往只停留在对标准和协议的表面介绍，但此书却能深入到关键器件的工作原理层面，并且紧密结合了最新的行业动态。比如在谈到DWDM技术时，它不仅讲解了波分复用的基本原理，还详细剖析了不同类型的光放大器（如EDFA、Raman放大器）在实际网络部署中的优缺点和应用场景，甚至提到了光网络中面临的非线性效应及其抑制手段。这种将理论深度与工程实践紧密结合的叙述方式，非常受用。我记得在对比不同光缆结构耐用性的章节里，作者们似乎把自己当成了网络规划师，详尽地分析了在海洋、城市管道、架空等不同环境下对光缆材料和保护层选择的要求。这种贴近实际工程问题的讨论，使得书中的知识点不再是孤立的公式符号，而是活生生地成为了解决实际故障和优化网络性能的工具。读起来，感觉就像是有一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地指导你进行网络设计和故障排查，实在难得。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的排版和设计真是让人眼前一亮，完全不同于我过去接触的那些刻板、晦涩的技术书籍。开篇的绪论部分就非常抓人，作者们似乎深谙如何将枯燥的理论用生动的语言包装起来。他们没有急于抛出复杂的公式，而是先用一些贴近实际应用的场景来勾勒出光纤通信从萌芽到如今高速发展的脉络。我记得有一段描述光纤“光导纤维”如何像一条条信息高速公路，将世界连接起来的例子，特别形象，让我这个初学者一下子就明白了光纤技术的核心价值。而且，书中对于历史背景的梳理也做得非常到位，不只是简单罗列时间节点，而是深入探讨了关键技术突破背后的工程挑战和科学思想的转变。学习这本书的过程，更像是一次精心策划的“技术探险”，而不是被动的知识灌输。章节之间的过渡衔接自然流畅，每学习完一个模块，都能清晰地看到知识体系是如何层层递进、逐步构建起来的。尤其是图示部分，色彩搭配和谐，关键结构点标注清晰，即便是涉及复杂的光学原理，也能通过精美的剖面图得到直观的理解，这对于自学或者复习理解基础概念，起到了无可替代的辅助作用。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来说，这本书的语言风格是极其清晰、逻辑性极强的，但同时又充满了严谨的学术魅力。作者们在构建概念时，总能找到一种平衡点，既确保了概念的准确无误，又避免了过度使用晦涩难懂的行话。比如，在定义一些关键性能指标（KPI）时，书中往往会先给出一个直观的物理意义解释，再辅以精确的数学表达，最后再用一个简洁的例子进行验证。这种“宏观到微观，抽象到具象”的递进式讲解，极大地降低了理解复杂物理过程的认知负荷。我个人特别喜欢它在章节末尾设置的“思考题与拓展阅读”部分。这些题目设计得非常有水平，它们不是简单的知识点复述，而是引导读者去思考技术背后的权衡和取舍，比如“在长距离传输中，如何平衡色散补偿和非线性效应抑制的成本效益？”这类问题，能有效激发读者的批判性思维和自主研究的兴趣，将学习从被动接收转变为主动探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理实际案例分析和项目实践指导方面，做得比我预期的要好很多。它不像有些学术著作那样，只停留在理论层面无法落地。在介绍接入网技术（如FTTx）时，书中不仅细致描绘了GPON和EPON的技术架构差异，还贴心地加入了一张详细的拓扑结构图，标明了OLT、ODN和ONU的物理连接点，甚至探讨了业务承载和QoS保证的实现机制。此外，书中还穿插了一些虚拟的“网络故障诊断”场景，要求读者根据提供的光功率衰减曲线、误码率报告等数据，来判断问题出在哪里——是光缆接头衰减过大，还是激光器老化导致。这种沉浸式的学习方法，极大地提升了读者的实战能力。总而言之，这本书的价值在于它成功地架设了一座坚实的桥梁，连接了光通信领域深厚的理论基础与未来高速、智能网络构建的工程需求，是不同层次学习者都值得反复研读的优秀参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我必须赞扬一下作者团队在内容更新和前沿技术引入方面的努力。面对光通信技术日新月异的更新速度，一本教科书想要保持长久的生命力是非常困难的，但这本书显然在这方面做得非常出色。对于当前热议的相干光通信、空分复用（SDM）等下一代技术，书中都有专门的章节进行深入探讨，而且讲解的角度非常务实。例如，在讨论高速率相干接收机时，作者没有止步于介绍IQ调制，而是详细分析了非理想信道下数字信号处理（DSP）模块中的关键算法，包括前向纠错和均衡技术。这种对“硬核”数字处理环节的关注，反映出作者们对现代光网络全链路的深刻理解。相较于那些停留在十年以前技术的教材，这本书明显更具前瞻性，能够帮助读者构建一个面向未来的知识框架。即使是网络管理和运维的部分，也融入了SDN/NFV的概念，展现了光网络如何向更灵活、软件定义的方向演进，这对于希望在新兴领域有所发展的年轻工程师来说，是极具价值的指引。