宽带传输与交换/高等学校电子信息类专业系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡明 著

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• 信息技术

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302496090

版次：1

商品编码：12313471

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

页数：237

字数：314000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《宽带传输与交换》主要介绍宽带传输及分组交换技术，由电子科技大学胡明副教授编著。他曾在先后在华为技术有限公司、飞搏创科技有限公司等从事光通信产品的开发及管理工作，2003年起，在电子科技大学通信与信息工程学院从事信息传输与通信网方面的教学、科研工作，有着深厚的学术根基以及丰富的产业经验。本书具有以下特点：

　　?将构建宽带通信网的传输及分组交换技术纳入同一本书，使读者对我国信息高速公路所采用的主流支撑技术有一个整体认识和了解。

　　?在传输方面，依次介绍PDH、SDH、DWDM，包括其中的关键技术及网络构建方式等内容，帮助读者了解我国骨干网传输技术的发展过程，同时为从事技术开发、网络维护的读者提供必要的技术参考。

　　?在分组交换技术方面，通过缓存策略、多级交换结构、队列调度算法等内容的分析介绍，使读者从总体上了解大规模分组交换结构的同时，能初步掌握其中的关键技术，为进一步学习打下坚实基础。

　　?本书在分析介绍各项关键内容时，均按照由浅入深、迭代改进的方式进行，有利于读者了解和掌握各项关键技术的发展脉络，为读者预测相关技术的发展方向提供思路借鉴。

内容简介

　　《宽带传输与交换》主要介绍宽带传输及分组交换技术，这两方面技术为我国信息高速公路的建设提供了强大的支撑作用。全书共有13章，第1章为绪论。第2~8章介绍传输技术，从我国早期采用的PDH技术到后来的SDH技术，再到目前广泛采用的DWDM技术，包括信号的处理过程、关键技术、主要设备、网络的拓扑结构及其保护等方面内容。第9~13章介绍分组交换技术，内容主要包括分组交换的基本原理、缓存策略、多级交换结构、队列调度算法，以及多协议标记交换技术。本书依据技术的发展过程，按照由浅入深、迭代改进的方式进行分析介绍，便于读者了解和掌握各项关键技术的发展脉络，既可作为通信专业教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。

目录

目录第1章绪论1.1数据通信网的组成及特点1.2网络传输技术1.3网络交换技术1.4差错控制技术1.5网络体系结构本章小结思考题第2章PDH、SDH概述2.1PDH概述2.2PDH过渡到SDH本章小结思考题第3章SDH帧结构以及复用映射结构3.1SDH信号的帧结构3.2开销3.3基本复用映射结构3.4映射、定位和复用3.5PDH信号适配到SDH信号流本章小结思考题第4章SDH中的指针4.1指针的作用4.2指针调整本章小结思考题第5章SDH网络的主要设备5.1SDH网络的常见网元5.2SDH设备的逻辑功能模块5.3几种常见网元的逻辑构成本章小结思考题第6章SDH网络拓扑6.1基本的网络拓扑结构6.2复杂网络的拓扑结构及特点6.3SDH网络的整体层次结构本章小结思考题第7章SDH网络的保护与恢复7.1SDH网络保护7.2SDH网络恢复本章小结思考题第8章密集波分复用网8.1密集波分复用系统框架8.2DWDM系统关键部件本章小结思考题第9章分组交换基本原理9.1基本概念9.2时分交换9.3空分交换本章小结思考题第10章交换结构中的缓存策略10.1时分交换结构的缓存策略10.2空分交换结构的缓存策略本章小结思考题第11章多级交换结构11.1多级交换结构中的路由决策方式11.2Clos交换结构的路由选择11.3Banyan交换结构的路由特点及改进本章小结思考题第12章队列调度12.1交换结构基本模型及最大极限匹配12.2最大匹配12.3输出端分组调度本章小结思考题第13章多协议标记交换(MPLS)技术13.1基本概念及工作原理13.2标记分配13.3LDP的操作过程13.4标记交换路径13.5MPLS提供的服务本章小结思考题参考文献

精彩书摘

　　第5章SDH网络的主要设备

　　第4章介绍了指针及其处理方式这项SDH网络中的关键技术，从本章开始，将逐步从更加宏观的角度去观察SDH设备的构成以及SDH网络的工作方式，以便对SDH有一个全面认识和了解。

　　本章将首先介绍几种常见的SDH网络设备，然后以终端复用器(TM)为例，详细介绍它的逻辑功能构成，特别是各种信号的产生及处理过程，最后用典型的逻辑功能模块去构建不同的网络设备。在学习过程中，要注重与前面两章的内容联系起来，以达到融会贯通的目的。

　　5.1SDH网络的常见网元

　　SDH传输网是由不同类型的网元通过光纤连接而成，通过不同的网元完成SDH网的传送功能，包括上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。下面介绍SDH网络中常见网元的基本功能。

　　1.终端复用器：TM

　　终端复用器用于网络的终端站点，例如一条链路的两个端点，如图5��1所示。

　　图5��1终端复用器(TM)模型

　　TM的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM�睳中，或从STM�睳的信号中分出低速支路信号。它的线路“输入/输出”端口仅为一路STM�睳信号，而支路端口却可以“输入/输出”多路低速支路信号。在将低速支路信号复用到STM�睳帧时，有一个交叉连接功能，可将支路的一个STM��1信号，复用到线路侧16个STM��1中的任一个位置上，也可以将支路的2Mb/s信号，复用到一个STM��1所包含的63个VC��12中的任一个位置上，等等。

　　2.插分复用器：ADM

　　插分复用器用于SDH传输网络的转接站点，例如链路的中间节点或环上节点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口器件，如图5��2所示。

　　图5��2插分复用器(ADM)模型

　　ADM有两个线路端口和一个支路端口。两个线路端口各接一侧的光缆(每侧收、发共两根光纤)，为了描述方便将其分为西向(W)、东向(E)两个线路端口。ADM的作用是将低速支路信号交叉复用到东向或西向线路上去，或从东侧、西侧线路端口收到的线路信号中分离出低速支路信号。另外，还可将东、西向线路侧的STM�睳信号进行交叉连接，例如，将东向STM��16中的第5个STM��1与西向STM��16中的第9个STM��1连接在一起。

　　ADM是SDH最重要的一种网元，它可等效成其他网元，完成其他网元的功能，例如，一个ADM可等效成两个TM。

　　3.再生中继器：REG

　　光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到不积累线路噪声的目的，保证线路上传送信号波形的完好性。这里介绍的是后一种再生中继器。REG是双端口器件，如图5��3所示。

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前言/序言

　　前言　　近二十多年以来，我国从只有少量的电话终端到户户都有电话机，再发展到人人都可以通过互联网进行工作、学习和娱乐，这一进程体现了我国通信行业的发展过程，也展示了我国信息高速公路的建设速度。为这一进程提供强大基础支撑作用的是宽带传输及分组交换技术。密集波分复用技术将信息高速公路由单车道扩展到了16、32车道，而大规模分组交换结构又大幅增强了通信枢纽的业务疏导能力。为了将构建宽带通信网的传输及分组交换技术纳入同一本书，使读者对宽带通信网有一个整体认识，满足现有教学需要，特编著本书。　　全书共有13章。第1章绪论主要介绍通信网络的基础背景知识，包括网络组成、基本的传输及交换技术、差错控制技术等内容，为后续章节的学习作准备。　　第2~8章介绍传输技术，从我国早期采用的PDH技术到后来的SDH技术，再到目前广泛采用的DWDM技术。其中，PDH技术在第2章作了简要介绍。而SDH技术作为重点，在第3~7章对其核心内容进行了详细分析、说明，包括帧结构、复用映射过程、指针处理、主要设备构成、网络拓扑结构、网络保护等内容。作为骨干网扩容主要手段的密集波分复用技术，在第8章进行了介绍，主要包括系统框架及其关键部件，由于每个波长信道传输的基本仍然是SDH信号，因此前面章节介绍的SDH关键技术在密集波分复用系统中仍然有效。　　作为交换技术的核心内容，分组交换结构在第9~12章进行介绍，包括分组交换的基本原理、缓存策略、多级交换结构、队列调度算法等内容。先介绍基本工作原理，然后再对几项关键内容进行重点分析、说明。在介绍缓存策略、调度算法等内容时，均参照其发展历程，按照由浅入深、迭代改进的方式进行，以便读者掌握其发展过程及脉络。　　作为网络通信发展过程中的一项新兴技术，多协议标记交换技术在第13章进行介绍。多协议标记交换技术将网络层连接映射到数据链路层，通过数据链路层的标记交换就可以完成网络层数据分组的传递过程，简化了处理流程，提升了传统IP网络的服务质量。这一章主要对其中的核心内容进行介绍，包括基本概念及工作原理、标记的分配、标记交换路径的建立等内容。　　由宽带传输与交换技术构建起来的信息高速公路，为我国各行各业的发展提供了强大通信平台。在这个平台上，人们可以远程办公、远程学习、远程购物、远程视频，它让人们随时随地都能体会到“天涯若比邻”的感觉，大量创业公司正在以这个平台为基础进行各种应用的开发，人们的生活、工作方式正在因此而发生改变。本书可以帮助读者对我国的骨干网络技术有一个初步了解和认识。　　由于篇幅有限，本书只介绍了宽带传输、大规模交换结构、多协议标记交换技术等的基本知识及关键内容，要对这些内容及其关联知识作进一步了解和学习，还需要查阅其他相关资料。同时，由于编者水平有限，书中难免会存在一些不妥之处，希望广大读者不吝批评指正。　　编者2017年10月

现代通信网络：从基础原理到前沿技术 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代通信网络知识体系，涵盖了从基础的信号传输原理到复杂的网络交换技术，并进一步拓展至当前备受关注的前沿领域。我们力求以清晰易懂的语言，结合丰富的实例和图示，帮助读者理解通信网络的核心概念，掌握关键技术，并为未来在这一快速发展领域的学习和工作奠定坚实基础。 第一部分：通信传输的基础 本部分将带领读者走进通信世界的核心，深入探讨信息是如何在不同节点之间传递的。我们将从最基本的信号形式入手，解析模拟信号与数字信号的差异，以及它们在信息编码和调制过程中所扮演的角色。 信号的本质与表示： 我们将首先介绍信号的基本概念，包括其随时间或空间变化的特性。读者将学习如何用数学语言描述信号，理解周期信号、非周期信号、连续信号和离散信号的区别。在此基础上，我们将深入讲解傅里叶变换在信号分析中的重要作用，它能帮助我们从时域和频域两个维度揭示信号的内在规律，理解信号的频谱构成，这对后续的调制、解调以及信道特性分析至关重要。 信道模型与传输介质： 信号的传输离不开信道，而信道的特性直接影响着信号的质量。我们将详细介绍各种常见的信道模型，例如高斯白噪声信道、衰落信道等，并分析这些信道模型对信号的影响。同时，我们会对不同的传输介质进行比较，包括有线传输（如同轴电缆、光纤）和无线传输（如无线电波、微波），探讨它们各自的优势、劣势以及适用场景。特别是对于光纤通信，我们将深入讲解光纤的结构、光波在光纤中的传播原理（全反射）、不同类型光纤（单模、多模）的特性以及光纤损耗与色散等问题，理解其为何能实现高带宽、低损耗的远距离传输。 调制与解调技术： 为了适应不同信道的传输特性，我们需要对原始信号进行“包装”——调制。本部分将详细介绍各种调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更高级的数字调制技术，如相移键控（PSK）、频移键控（FSK）、正交幅度调制（QAM）等。我们将解释不同调制方式的原理、优缺点以及它们在实际通信系统中的应用。同时，我们将讲解对应的解调技术，即如何从接收到的、可能已经失真的信号中恢复出原始信息。 编码与纠错： 在信息传输过程中，噪声和干扰是不可避免的，它们会导致信息出错。为了提高通信的可靠性，编码技术应运而生。我们将介绍信源编码（数据压缩）和信道编码（差错控制）的概念。在信道编码方面，我们将重点讲解线性分组码（如汉明码）和卷积码的原理，以及它们如何通过添加冗余信息来检测和纠正错误。读者将理解，通过巧妙的编码设计，我们可以在一定程度上“免疫”信道带来的干扰。 第二部分：网络交换与架构 在本部分，我们将视角从单一的信号传输转移到整个通信网络的层面，探讨信息在网络中是如何被高效、可靠地组织和传递的。我们将深入理解各种交换技术和网络架构，它们是构建现代通信网络不可或缺的基石。 电路交换与分组交换： 我们将对比两种最基本的交换方式：电路交换和分组交换。电路交换在通信开始前需要建立一条独享的物理通路，适用于电话通信等场景。而分组交换则将信息分割成若干个数据包，每个数据包独立路由，具有更高的资源利用率和灵活性，是现代互联网的核心交换方式。我们将深入分析分组交换的原理，包括数据包的封装、路由选择、拥塞控制等关键环节。 网络拓扑与协议栈： 不同的网络连接方式构成了多样的网络拓扑，如星型、总线型、环型、网状型等。我们将分析各种拓扑结构的优劣及其在不同规模网络中的应用。在此基础上，我们将详细讲解网络协议栈的概念，特别是TCP/IP协议族。我们将逐层解析TCP/IP模型的各层功能，包括应用层（HTTP, FTP, DNS等）、传输层（TCP, UDP）、网络层（IP, ICMP）和数据链路层。理解各层协议的作用以及它们之间的协作关系，是理解网络通信流程的关键。 交换设备与技术： 各种交换设备是网络中信息流动的“交通枢纽”。我们将介绍集线器（Hub）、交换机（Switch）和路由器（Router）的工作原理及区别。重点将放在二层交换机和三层交换机（路由器）上，讲解它们如何在数据链路层和网络层进行帧和包的转发。此外，我们将探讨虚拟局域网（VLAN）技术，它如何实现物理上互联的设备在逻辑上划分成不同的广播域，提高网络的安全性和管理效率。 路由选择与拥塞控制： 在复杂的多跳网络中，如何找到信息传输的最优路径是一个至关重要的问题。我们将介绍静态路由和动态路由的概念，并深入讲解RIP, OSPF, BGP等常见的路由协议的工作原理，理解它们如何构建和维护路由表。同时，我们将分析网络拥塞的成因及其危害，并讲解各种拥塞控制算法，如慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复等，理解它们如何动态地调整网络传输速率，以避免网络崩溃。 第三部分：现代通信网络技术前沿 在掌握了通信传输和网络交换的基础后，本部分将引领读者展望现代通信网络的最新发展和未来趋势。我们将聚焦于当前最热门、最具潜力的技术领域，探讨它们如何塑造未来通信的面貌。 移动通信技术： 从2G的语音通信到如今的5G，移动通信技术经历了翻天覆地的变化。我们将深入分析4G LTE的技术特点，包括OFDM、MIMO等关键技术，以及它们如何提升数据传输速率和频谱效率。随后，我们将重点介绍5G的核心技术，如大规模MIMO、波束赋形、网络切片、边缘计算等，探讨5G在超高带宽、超低时延、海量连接等方面的突破，以及它在物联网、自动驾驶、智能制造等领域的应用前景。 光网络与下一代光通信： 光纤通信作为现代通信网络的“主干道”，其发展从未停止。我们将探讨更高阶的调制格式（如PDM-QAM）和相干光通信技术，它们如何进一步提升单波长的传输容量。我们将介绍光网络的发展趋势，包括软件定义光网络（SDON）的概念，以及其如何实现光网络的智能化和柔性化。同时，我们将展望下一代光通信技术，如可见光通信（VLC）、太赫兹通信等，它们在特定场景下的独特优势和潜在应用。 网络虚拟化与软件定义网络（SDN）： 传统的网络设备硬件功能耦合，灵活性差。网络虚拟化技术（如NFV）和软件定义网络（SDN）的出现，为网络带来了革命性的改变。我们将深入理解NFV如何将网络功能从专用硬件解耦，以软件的形式运行在通用服务器上，从而提高部署的灵活性和降低成本。SDN则通过将网络的控制平面与数据平面分离，实现了网络的集中化管理和编程控制，使得网络更加智能化、自动化和易于管理。 物联网（IoT）与边缘计算： 物联网的快速发展催生了海量设备接入和数据处理的需求。我们将探讨物联网的网络架构、通信协议（如MQTT, CoAP）以及常见的物联网应用场景。边缘计算作为应对海量物联网数据挑战的关键技术，将数据处理能力推向网络边缘，从而降低时延、减轻核心网负担。我们将分析边缘计算的优势、挑战以及它与物联网的协同发展。 网络安全与隐私保护： 随着通信网络日益普及和复杂化，网络安全和隐私保护变得尤为重要。我们将讨论常见的网络攻击类型（如DDoS攻击、中间人攻击、病毒木马等）以及相应的防御策略。我们将介绍加密技术、身份认证、访问控制等安全机制，以及它们在保护网络数据和用户隐私方面所发挥的作用。 本书的编写宗旨是激发读者对通信网络技术的兴趣，培养其解决实际问题的能力。通过系统地学习本书内容，读者将能够深刻理解现代通信网络的运作机制，并对未来通信技术的发展趋势有一个清晰的认识，为投身于这一充满活力和挑战的领域做好准备。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《宽带传输与交换》在“技术前沿性”和“实用性”之间找到了一个绝佳的平衡点。它不仅涵盖了宽带传输和交换的基础理论，还触及了一些最新的技术发展趋势。例如，书中对SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）等新兴技术进行了介绍，虽然篇幅可能不是最详尽的，但其引入和概述，为我打开了新的视野，让我了解到未来网络的发展方向。这对于我们这些即将踏入工作岗位的学生来说，提前了解这些前沿技术，可以让我们在未来的学习和工作中更具竞争力。此外，书中的一些章节，例如关于网络安全在传输和交换层面的防护措施，以及对不同应用场景下的网络设计考量，都非常贴近实际工作需求。例如，在讲解VoIP（网络电话）传输时，它会强调对延迟和抖动的控制，以及如何通过QoS来保证通话质量，这都是我们在设计和部署网络时需要重点考虑的问题。书中穿插的一些代码片段或者伪代码，虽然不是重点，但也能帮助理解一些协议的实现细节，显得更加真实和可操作。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《宽带传输与交换》之后，我最直观的感受就是它的“硬核”程度。作为一名即将步入社会的电子信息专业毕业生，我深知理论基础的重要性，而这本书无疑提供了扎实的一线知识。它系统地梳理了宽带传输的各种物理层技术，从光纤通信的基本原理，如光信号的产生、传输、衰减、色散，到各种光通信器件的工作机制，都进行了详尽的阐述。特别是关于光纤接入技术的部分，详细介绍了EPON、GPON等几种主流技术，并通过对比分析，让我对它们的架构、优势和局限性有了深入的了解。这对于我未来在运营商或者通信设备厂商的职业发展至关重要。交换技术的部分同样精彩，书中对各种交换方式，如电路交换、报文交换、帧交换、分组交换进行了深入的剖析，特别是对以太网交换机的工作原理，如MAC地址的学习、转发、过滤等流程，进行了非常细致的讲解。我还特别关注了书中的QoS（服务质量）部分，了解了如何通过流量控制、拥塞控制、优先级调度等机制来保证不同业务的传输质量，这在如今网络应用日益多样化的今天，显得尤为重要。虽然部分内容涉及复杂的数学公式和算法，但整体逻辑清晰，循序渐进，通过例题和习题的辅助，有助于读者巩固理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，我个人认为更多体现在它对“交换”这个核心概念的透彻讲解上。以前我对网络交换的理解比较浅显，总觉得就是“打包发送”。但这本书却把交换机的内部工作机制，比如MAC地址表是如何建立和维护的，不同类型的交换机（如二层交换机、三层交换机）的功能区别，以及各种交换算法（如存储转发、直通转发）的工作流程，都讲解得淋漓尽致。它还深入探讨了各种网络协议在交换过程中扮演的角色，比如ARP协议如何实现IP地址和MAC地址的映射，IP协议如何进行路由选择，以及TCP/IP协议栈在数据传输中的分层处理。最令我着迷的是关于网络拓扑和冗余设计的部分，了解如何构建高可用、高性能的网络架构，如何通过STP（生成树协议）来防止网络环路，以及如何利用链路聚合来提高带宽和可靠性，这些知识对于任何从事网络工程的人来说都是宝贵的财富。书中对数据包在交换机内部的处理流程，例如查找MAC地址表、判断端口、封装/解封装等步骤，都进行了非常详细的分解，配以精美的流程图，让我能一步步地理解数据是如何在网络中穿梭的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最令我赞赏的地方在于它清晰的逻辑结构和由浅入深的讲解方式。从物理层面的信号传输，到数据链路层的帧交换，再到网络层的分组交换和路由，最后到传输层的端到端通信，它如同一个精心编排的交响乐，层层递进，条理分明。每介绍完一个概念，作者都会用通俗易懂的语言进行解释，并配以恰当的图示，让我即使在面对一些复杂的协议时，也能抓住核心要义。尤其是对TCP/IP协议栈的讲解，它不仅仅是罗列了各个层次的功能，而是深入剖析了它们之间的相互作用，以及数据在不同层次是如何被封装和解封装的。书中关于拥塞控制和流量控制的章节，通过生动的比喻和图示，将那些复杂的数学模型和算法变得容易理解，例如对TCP的慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复等机制的讲解，让我对网络是如何自我调节以应对拥塞有了全新的认识。读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在构建一个关于网络运作的完整认知体系，这种感觉非常充实。

评分☆☆☆☆☆

这本《宽带传输与交换》实在是让人惊喜连连。一直以来，我对通信网络的技术细节都抱有一种既好奇又敬畏的态度，总觉得那些光纤、路由器、交换机背后是怎样一套精密的逻辑在运作，着实令人着迷。这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。从最基础的信号传输原理讲起，它没有直接跳到高深的技术术语，而是循序渐进地介绍了信号是如何在介质中传播的，不同传输方式的优劣势，以及如何克服传输过程中的损耗和噪声。尤其让我印象深刻的是关于“码元”和“比特”的区分，以及它们与“波特率”和“比特率”之间的关系，这几个概念的清晰阐释，让我瞬间茅塞顿开，解决了之前一直困扰我的模糊概念。书中的插图和图表也十分生动形象，将抽象的技术概念具象化，比如讲解多路复用技术时，用一个简单的比喻就让我明白了时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）的工作原理，这比枯燥的文字描述要高效得多。而且，作者在讲解过程中，经常会穿插一些实际应用的案例，比如提到宽带接入技术在家庭网络中的应用，让原本理论化的知识变得鲜活起来，也让我看到了这些技术是如何深刻地改变我们的生活。我甚至觉得，即便不是电子信息专业的学生，只要对现代通信技术感兴趣，都能从这本书中获益匪浅。