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胡先志 著

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出版社： 武汉理工大学出版社

ISBN：9787562950813

商品编码：29778757094

包装：平装

出版时间：2016-07-01

基本信息

书名：通信光纤及其系统应用前沿研究

定价：65.00元

作者：胡先志

出版社：武汉理工大学出版社

出版日期：2016-07-01

ISBN：9787562950813

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《智能电网通信：安全、高效与融合》 概述 在全球能源转型的大背景下，传统电力系统正经历着前所未有的变革。智能电网（Smart Grid）的建设，不仅是为了提升电网的可靠性、稳定性和效率，更是为了更好地整合分布式可再生能源，满足日益增长的用电需求，并支持电动汽车等新兴技术的普及。而这一切的实现，都离不开强大、可靠且智能的通信基础设施。本书《智能电网通信：安全、高效与融合》深入探讨了支撑现代智能电网运行的核心通信技术、关键挑战以及未来发展趋势，旨在为相关领域的科研人员、工程师、技术开发者和政策制定者提供一份全面而深入的参考。 本书的内容并非仅仅停留在对现有通信技术的罗列，而是聚焦于智能电网这一特定应用场景下，通信技术所面临的独特需求和挑战。我们不谈论通用通信技术的理论基础，例如信息论的精妙推导，或者网络协议栈的经典分层模型。相反，我们将直接深入智能电网的实际运作，剖析其通信层面的具体问题。例如，当大量分布式光伏发电接入电网时，如何保证数据传输的低延迟和高可靠性，以实现毫秒级的电网实时调度？当面对日益复杂的网络攻击时，如何构建多层次、自适应的安全防护体系，确保电网关键基础设施的安全？当物联网设备、储能系统、电动汽车充电桩等海量终端接入电网时，如何设计高效的接入和管理机制，避免网络拥塞？ 本书的重点在于“智能电网通信”这一交叉学科领域，我们将围绕以下几个核心主题展开： 第一部分：智能电网通信的基础与演进 本部分将首先勾勒出智能电网通信系统的整体框架，并梳理其从传统电网通信向智能化、融合化演进的历史脉络。我们将关注智能电网通信系统所特有的架构，例如IEC 61850标准在变电站自动化通信中的应用，DNP3等协议在配电自动化中的作用，以及与广域网、城域网、接入网等传统通信基础设施的接口与协同。我们将着重分析在不同应用场景下，通信协议的选择、性能要求以及互操作性问题。 智能电网通信架构与关键协议： 详细介绍智能电网在不同层级（从感知层到控制层再到应用层）的通信需求，并深入分析支撑这些需求的关键通信协议，如IEC 61850在变电站自动化中的应用，DNP3、Modbus等在配电和 SCADA 系统中的使用，以及新一代的通信标准如IEEE 2030.5等。我们将重点讲解这些协议如何适应智能电网的实时性、可靠性和安全性要求。 通信技术在电网中的演进： 回顾通信技术在电力系统中的应用历程，从最初的模拟通信、专线通信，到数字通信、光纤通信，再到如今的IP化、智能化融合通信。分析不同通信技术在智能电网建设中的优势与局限。 与传统通信网络的协同： 探讨智能电网通信如何利用现有通信基础设施，如公用电信网（LTE, 5G）、互联网等，以及如何构建独立的通信网络，分析两者协同的策略和面临的挑战。 第二部分：智能电网通信的安全挑战与防护策略 网络安全是智能电网通信的生命线。本书将投入大量篇幅，深入剖析智能电网通信面临的严峻安全威胁，并提出一系列切实有效的防护策略。我们将重点关注以下几个方面： 智能电网通信面临的威胁分析： 详细分析针对智能电网通信系统的各类攻击，包括但不限于拒绝服务攻击（DDoS）、数据篡改、窃听、假冒攻击、APT攻击等，以及这些攻击可能对电网运行造成的灾难性后果。 多层次安全防护体系构建： 提出构建纵深防御的安全体系，涵盖物理安全、网络安全、系统安全和应用安全。重点介绍身份认证、访问控制、数据加密、安全审计、入侵检测与防御等关键安全技术在智能电网通信中的实现。 安全协议与标准的应用： 探讨TLS/SSL、IPsec、SSH等安全协议在智能电网通信中的应用，以及IEC 62351等面向电力行业的安全标准如何指导安全实践。 安全态势感知与应急响应： 强调建立实时安全态势感知机制，通过日志分析、行为分析等手段，及时发现异常和攻击迹象，并制定完善的应急响应预案，最大限度地降低安全事件的影响。 关键信息基础设施（CII）安全： 聚焦智能电网作为关键信息基础设施的特殊性，深入探讨其安全保障的特殊要求和国际国内的相关政策法规。 第三部分：智能电网通信的高效传输与融合 高效的通信是智能电网实时运行和海量数据处理的基础。本部分将聚焦于提升通信效率，并探讨不同通信技术和应用之间的融合问题。 面向实时性与可靠性的通信技术： 深入研究支持毫秒级响应的实时通信技术，如时间敏感网络（TSN）、确定性网络（DetNet）等，分析其在电网保护、调度等关键应用中的优势。探讨如何通过QoS（服务质量）保障机制，确保关键业务的通信性能。 海量物联网设备接入与管理： 面对海量分布式能源、智能终端等接入需求，本书将研究低功耗广域网（LPWAN）、NB-IoT、LoRa等技术在智能电网末端接入中的应用，以及有效的设备管理和数据采集平台。 通信网络融合与虚拟化： 探讨如何整合不同的通信网络资源（如光纤、无线、电力线载波等），实现通信能力的共享与优化。重点介绍软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等技术在提升智能电网通信灵活性、可管理性和成本效益方面的应用。 边缘计算在智能电网通信中的作用： 分析边缘计算如何通过将计算和数据存储能力下沉到网络边缘，减少数据传输延迟，提升响应速度，从而更好地支持智能电网的实时控制和就地决策。 第四部分：智能电网通信的未来发展与前沿研究 展望未来，智能电网通信将继续朝着更加智能化、自主化、可信化的方向发展。本部分将探讨一些前沿的研究方向和新兴技术，以及它们可能为智能电网通信带来的颠覆性变革。 人工智能与机器学习在通信中的应用： 探讨如何利用AI和ML技术优化通信网络的资源分配、路由选择、故障预测和安全防护，实现网络的自适应和自主运行。例如，基于AI的故障诊断与定位，基于ML的通信拥塞预测与缓解。 5G/6G技术在智能电网中的赋能： 深入分析5G及其演进技术（如URLLC、mMTC、eMBB）如何满足智能电网多样化的通信需求，例如超可靠低延迟通信（URLLC）支持的实时控制，海量机器类通信（mMTC）支持的广泛接入，以及增强型移动宽带（eMBB）支持的视频监控和数据传输。展望6G技术可能为智能电网通信带来的新机遇。 区块链技术在可信通信中的探索： 研究区块链技术在提升智能电网通信的可信度、数据完整性和交易安全性方面的潜力，例如用于分布式能源交易、设备身份认证等。 量子通信与网络安全： 简要介绍量子通信的基本原理，并探讨其在未来智能电网通信中的潜在应用，特别是其在构建绝对安全的通信链路方面的优势。 人机协同与智能交互： 探讨未来智能电网通信如何更好地支持人与系统之间的交互，例如通过语音助手、增强现实等技术，为电力运维人员提供更直观、高效的操作体验。 目标读者 本书的目标读者广泛，包括但不限于： 电力行业工程师和技术人员： 负责智能电网通信系统的规划、设计、建设、运维和优化。 通信行业工程师和技术人员： 关注电力行业在通信技术应用方面的特殊需求，以及如何为智能电网提供定制化的通信解决方案。 高校和科研院所的研究人员： 从事智能电网、通信技术、网络安全、人工智能等相关领域的研究。 政府和监管部门的政策制定者： 了解智能电网通信的技术现状与发展趋势，为制定相关政策和标准提供依据。 对智能电网和未来能源系统感兴趣的读者： 希望深入了解支撑这些系统运行的通信技术。 结论 《智能电网通信：安全、高效与融合》将以一种务实、深入且富有前瞻性的视角，全面而细致地阐述智能电网通信的方方面面。本书力求避免空泛的理论探讨，而是聚焦于实际应用场景中的技术挑战与解决方案，提供切实可行的指导和启示。我们相信，通过对本书的学习和研究，读者将能够更深刻地理解智能电网通信的核心价值，把握未来的发展方向，并为构建更加安全、可靠、高效和可持续的能源未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人惊叹。它不仅涵盖了光纤通信的方方面面，而且在每个领域都进行了深入的探讨，特别是对一些前沿研究成果的介绍，让我看到了光纤技术未来的无限可能。我最感兴趣的章节之一是关于光子集成技术。这本书对光子集成芯片的最新进展，以及它如何能够实现更小尺寸、更低功耗、更高效率的光器件进行了详细的介绍。这对于我所在的行业来说，具有极其重要的意义，因为光子集成技术有望彻底改变光通信模块的设计和制造方式，从而降低成本并提高性能。 另外，书中关于光纤传感技术的应用也给我留下了深刻的印象。光纤传感技术在环境监测、工业自动化、健康医疗等领域都有着广泛的应用前景。这本书详细介绍了各种光纤传感技术的工作原理，以及它们在不同应用场景下的具体实践。例如，书中就提到了如何利用光纤光栅传感器来实现对桥梁、隧道等基础设施的实时监测，以及如何利用光纤传感器来检测空气中的有害气体。这些内容都让我看到了光纤技术在非通信领域的巨大潜力，也让我对未来的技术发展趋势有了更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《通信光纤及其系统应用前沿研究》是一本极具价值的书籍，它为我提供了许多宝贵的知识和启示。书中对光纤通信技术未来发展方向的预测，以及对新兴应用领域的探讨，都让我受益匪浅。我尤其对书中关于“空芯光纤”和“多模光纤”在下一代通信网络中的应用进行了详细的阐述。这些新型光纤技术有望突破传统光纤的带宽限制，实现更高的数据传输速率和更低的传输损耗，这对于满足未来日益增长的网络流量需求至关重要。 此外，书中还深入探讨了光纤通信在人工智能和大数据领域的应用。随着人工智能和大数据技术的快速发展，对高速、低延迟的数据传输需求也越来越高。书中就详细介绍了如何利用光纤通信技术来支持人工智能模型的训练和部署，以及如何利用光纤网络来构建高效的大数据处理平台。这些内容都让我对光纤技术在未来的重要性有了更深刻的认识，也为我未来的技术研究和应用提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，就像是在跟随一位经验丰富的向导，在浩瀚的光纤技术星空中进行一场精彩绝伦的探索。我发现这本书的作者团队非常具有前瞻性，他们不仅关注当下最热门的研究方向，更对未来的技术发展趋势有着深刻的洞察。书中对下一代光网络架构的设想，以及对光纤通信在人工智能、大数据等新兴领域应用的探讨，都让我耳目一新。例如，书中关于“光子集成芯片”的详细论述，以及它如何能够将多种光器件集成在一个芯片上，实现更小体积、更低功耗、更高性能的光通信模块，这对我来说是非常重要的信息。 我非常欣赏书中对复杂概念的讲解方式。尽管涉及了很多高深的技术原理，但作者们通过清晰的逻辑、恰当的比喻以及丰富的图示，使得我这个非理论物理出身的读者也能比较容易地理解。特别是对于一些涉及量子力学和电磁场理论的内容，书中都做了循序渐进的解释，并且将理论与实际应用紧密结合，让我能够看到这些理论的实际价值，而不是仅仅停留在抽象的公式中。例如，在讨论光子晶体光纤的优势时，书中用类比的方式解释了其独特的传播特性，这比枯燥的数学推导更容易让人接受。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常合理，从基础理论的铺垫，到不同类型光纤的深入介绍，再到各种系统应用场景的分析，层层递进，逻辑清晰。即使我并非光纤通信领域的专家，也能从中获得系统的知识。尤其让我印象深刻的是，书中在介绍不同的前沿技术时，都会回顾相关的历史发展脉络，这让我能够更好地理解这些技术的由来和演进方向。例如，在讨论相干光通信时，书中先介绍了其起源和发展，然后逐步深入到其关键技术，如数字信号处理（DSP）在相干光通信中的应用，以及如何利用DSP来补偿光纤中的各种损伤，这让我对相干光通信有了更全面的认识。 另外，书中对于数据中心光通信的探讨也让我受益匪浅。随着云计算和大数据产业的飞速发展，数据中心的带宽需求呈爆炸式增长，这对光纤通信技术提出了前所未有的挑战。书中对数据中心内部及数据中心之间光互连技术的研究，包括对400G/800G甚至更高速率光模块的探讨，以及对低功耗、低成本光器件的追求，都与我日常工作中面临的问题息息相关。我从中看到了很多解决方案的雏形，也对未来的技术发展方向有了更清晰的判断，这对我制定数据中心网络升级的规划非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本《通信光纤及其系统应用前沿研究》绝对是我近期最惊艳的阅读体验之一。作为一名在通信领域摸爬滚打多年的工程师，我一直对光纤技术的发展动态保持着高度关注，但不得不说，市面上很多书籍要么过于理论化，要么不够前沿，要么就是内容零散，不成体系。而这本书，恰恰填补了我的这些阅读空白。从目录就能看出，它并未停留在对现有技术原理的阐述，而是将目光牢牢锁定在了“前沿研究”这四个字上，这对于我这种需要不断更新知识储备，为公司未来的技术路线提供参考的人来说，简直是雪中送炭。 我特别喜欢书中对一些新兴光纤材料的介绍，比如少模光纤、空芯光纤等。过去，我们谈论光纤，更多的是围绕单模和多模光纤的演进，以及一些基础的损耗、色散等问题。但这本书直接把我带到了一个全新的维度，深入剖析了这些新型光纤的独特结构、制备工艺以及它们在解决当前通信瓶颈方面所展现出的巨大潜力。例如，空芯光纤在理论上可以实现超低损耗和极高的传输带宽，这在长距离通信和数据中心互联方面意义重大。书中不仅介绍了这些材料的原理，还列举了相关的实验数据和研究成果，让我对未来的光通信网络有了更清晰的想象，甚至开始思考如何在实际项目中引入这些新技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在运营商一线工作的技术人员，我一直渴望有一本能够指导我解决实际问题的书籍，而《通信光纤及其系统应用前沿研究》恰好满足了我的需求。书中对各种光纤故障的诊断和排除方法，以及对不同光纤接入方案的优缺点分析，都提供了非常实用的信息。例如，书中在讨论光纤衰减和色散问题时，不仅给出了理论计算公式，还结合了实际的测量方法和数据分析，这让我能够更准确地判断和解决现场遇到的问题。 我特别赞赏书中在介绍各种系统应用时，都会分析相关的商业模式和市场前景。这不仅仅是一本技术书籍，更是一本关于技术如何驱动产业发展的指南。书中对光纤通信在智慧城市、自动驾驶、远程医疗等新兴领域的应用前景分析，让我看到了光纤技术更加广阔的发展空间，也让我对未来的职业发展有了新的思考。我甚至开始考虑，如何将书中介绍的前沿技术和应用理念，融入到我们现有的网络优化和新业务开发中，以提升我们的服务质量和市场竞争力。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于“系统应用”的部分尤为看重。毕竟，再好的技术，如果不能落地应用，也只是纸上谈兵。这本书在这一点上做得相当出色，它不仅仅是罗列了各种光纤技术，而是深入探讨了这些技术如何在具体的通信系统中发挥作用。例如，在5G/6G通信网络中，对基站的光纤接入提出了更高的带宽和更低的时延要求，书中就详细介绍了如何利用高密度光纤、相干光通信技术等来满足这些需求。此外，书中还涉及了光传感、光互连等更广泛的应用场景，这对于我这种需要从更宏观的角度理解光纤技术价值的人来说，极具启发性。我尤其对书中关于光计算和量子通信应用的章节感到兴奋，虽然这些领域目前还处于研究阶段，但书中提供的清晰的脉络和前瞻性的分析，让我看到了光纤技术在未来可能扮演的颠覆性角色。 值得一提的是，书中在介绍应用时，并非简单地堆砌概念，而是结合了大量的实际案例和模拟数据。这使得我能够更直观地理解不同技术方案的优劣，以及它们在不同应用场景下的可行性。例如，在讨论光模块的集成化和小型化时，书中详细分析了各种封装技术和器件设计，并提供了实际的性能对比数据，这对于我进行设备选型和供应商评估非常有帮助。我甚至可以对照书中的分析，来审视我们目前正在使用的光通信设备，思考哪些方面可以进行升级和优化，以达到更高的性能和更低的成本。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常棒，内容丰富，条理清晰。我尤其喜欢书中关于“光器件集成”和“光模块小型化”的探讨。随着通信速率的不断提高，对光器件的集成度和小型化提出了更高的要求。书中详细介绍了各种光器件的集成技术，以及它们在光模块小型化方面的应用。例如，书中就提到了如何利用硅光子技术来实现多功能光器件的集成，以及如何利用先进的封装技术来减小光模块的体积。 此外，书中还对“光纤到户”（FTTH）的最新发展进行了介绍。FTTH技术能够为用户提供高速、稳定的宽带接入服务，对于推动数字经济的发展具有重要意义。书中详细介绍了FTTH技术的最新进展，以及其在不同国家和地区的推广应用情况。这些内容都让我对光纤技术在日常生活中的重要性有了更深的认识，也为我未来的技术研究和应用提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容非常前沿，让我大开眼界。我尤其喜欢书中关于“相干光通信”的详细介绍。相干光通信技术能够极大地提高光纤的传输效率和频谱利用率，从而实现更高的数据传输速率。书中不仅详细介绍了相干光通信的工作原理，还对其在不同应用场景下的优缺点进行了分析。例如，书中就提到了相干光通信在长距离传输和数据中心互联中的应用，以及其在提高网络容量和降低成本方面的优势。 另外，书中还对“光子晶体光纤”在特殊应用中的潜力进行了探讨。光子晶体光纤具有独特的结构和光学特性，使其在某些领域具有传统光纤无法比拟的优势。书中就详细介绍了光子晶体光纤在非线性光学、光传感以及量子信息处理等方面的应用。这些内容都让我对光纤技术的多样性和创新性有了更深的认识，也为我未来的技术研究提供了新的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论述非常深入，让我对通信光纤的理解更上一层楼。我特别欣赏书中对“光纤接入网”的详细分析。光纤接入网是连接用户终端和核心网的关键环节，其性能直接影响到用户的上网体验。书中详细介绍了各种光纤接入网的技术方案，以及它们在不同场景下的应用。例如，书中就提到了GPON、EPON等主流技术，并对其进行了深入的比较分析。 另外，书中还对“光纤通信在物联网”中的应用进行了展望。物联网是未来通信发展的重要方向，而光纤通信作为高速、低延迟的传输手段，在其中扮演着至关重要的角色。书中详细介绍了光纤通信如何支撑海量物联网设备的连接和数据传输，以及如何实现对物联网设备的远程监控和管理。这些内容都让我看到了光纤技术在未来广阔的应用前景，也为我未来的技术研究和应用提供了新的启示。