光網絡單元--光數據通信基礎與應用 [德] 福爾剋馬爾·布呂剋納, 劉繼紅 9787118 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[德] 福爾剋馬爾·布呂剋納，劉繼紅 著

圖書標籤:

• 光網絡
• 光通信
• PON
• 以太網
• 數據通信
• 網絡技術
• 光縴通信
• 寬帶接入
• 通信工程
• 布呂剋納

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118094787

商品編碼：29377120028

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：光網絡單元--光數據通信基礎與應用

定價：89.00元

作者： 福爾剋馬爾·布呂剋納, 劉繼紅

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-06-01

ISBN：9787118094787

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》係統的介紹瞭構成光縴通信網絡的各種單元技術及其具體應用方式，以光縴通信發展曆史和光波基礎為引導，涵蓋瞭光綫技術、光收發機、通信用光器件、光放大器、光縴及光傳輸係統測量等，後以光網絡及各種光復用技術總括全書。
　　《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》作者福爾剋馬爾·布呂剋納博士是萊比锡德國電信應用技術大學教授，在激光光學、光縴技術和光電子學領域具有超過25年的科研和教學經曆，《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》體現瞭作者的研究積纍和執教理念，具有鮮明的特色。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

光網絡單元：下一代通信的基石 在信息爆炸的時代，數據傳輸的速度和容量正以前所未有的速度增長，這背後離不開一項關鍵技術——光網絡。而光網絡的核心組成單元，即光網絡單元（Optical Network Unit, ONU），更是支撐起我們數字生活和未來通信發展的基石。本文將深入探討光網絡單元的構成、工作原理、關鍵技術及其在現代通信網絡中的重要作用，旨在揭示這一看似簡單卻至關重要的設備是如何實現高速、穩定、高效的光數據通信的。 一、 光網絡單元的定義與作用 光網絡單元（ONU）是無源光網絡（Passive Optical Network, PON）中用戶端的光電轉換設備。它位於光縴網絡的末端，直接連接用戶，將來自運營商骨乾網的光信號轉換成用戶設備（如電腦、電視、手機等）能夠識彆和使用的電信號，同時也將用戶設備的電信號轉換成適閤在光縴中傳輸的光信號，再發送迴網絡。簡單來說，ONU就是連接光縴網絡與用戶終端的“橋梁”和“翻譯官”，是實現“光進銅退”網絡部署的關鍵設備之一。 ONU的主要作用體現在以下幾個方麵： 1. 光電信號轉換： 這是ONU最基本也是最重要的功能。它接收來自光綫路終端（Optical Line Terminal, OLT）的光信號，通過光電探測器將其轉換為電信號；反之，它接收用戶終端的電信號，通過激光器將其轉換為光信號。 2. 用戶接入與管理： ONU負責管理其連接的多個用戶終端，並將其統一接入到PON網絡中。它能夠根據協議與OLT進行通信，實現用戶身份認證、帶寬分配、業務調度等功能，保證網絡資源的公平有效利用。 3. 協議轉換與接口適配： ONU內部集成瞭多種通信協議和接口，能夠將光縴傳輸的信號轉換成用戶設備熟悉的以太網、Wi-Fi、語音等接口信號，實現不同設備之間的互聯互通。 4. 數據傳輸與處理： 在傳輸過程中，ONU可能還需要進行一些數據的處理，例如數據封裝、解封裝、幀同步、差錯檢測等，以確保數據傳輸的準確性和完整性。 5. 用戶體驗提升： 通過支持高速率、低時延的傳輸，ONU直接關係到用戶的上網速度、視頻流暢度、遊戲響應速度等關鍵體驗指標。 二、 光網絡單元的構成與工作原理 一個典型的ONU設備通常包含以下幾個主要組成部分： 1. 光模塊（Optical Module）： 這是ONU的核心部件，負責實現光信號的接收和發送。它包含兩個關鍵器件： 光電探測器（Photodetector, PD）： 將接收到的光信號轉換為電信號。常用的有PIN二極管或雪崩光電二極管（APD）。 激光器（Laser Diode, LD）： 將電信號轉換為光信號發射齣去。常用的有DFB激光器或FP激光器。 2. MAC層芯片（Media Access Control Chip）： 位於數據鏈路層，負責處理MAC幀的接收、發送、封裝、解封裝、地址識彆、緩存管理以及與OLT的突發模式通信等。在PON網絡中，由於多個ONU共享同一根光縴，OLT需要通過時分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）或其他多址技術來調度ONU的傳輸，MAC層芯片是實現這一機製的關鍵。 3. PHY層芯片（Physical Layer Chip）： 負責物理層的信號處理，包括信號的編碼/解碼、時鍾恢復、信號整形等，確保信號在光縴上傳輸的正確性。 4. CPU（Central Processing Unit）： 負責ONU的整體控製和管理，執行各種協議，處理用戶指令，與OLT進行管理和控製信息交互。 5. 接口模塊（Interface Module）： 提供與用戶終端設備連接的接口，如以太網接口（RJ45）、Wi-Fi模塊、語音接口（RJ11）等，滿足不同用戶的業務需求。 6. 電源管理單元（Power Management Unit）： 負責為ONU的各個組件提供穩定可靠的電源。 工作原理簡述： 接收端（從OLT接收信號）： OLT發送的光信號通過分光器（Splitter）後，一部分到達ONU。ONU的光模塊中的光電探測器接收到這些光信號，將其轉換為電信號。MAC層芯片對接收到的電信號進行處理，識彆齣屬於本ONU的數據幀，並進行解封裝和差錯檢測。CPU根據接收到的數據幀中的信息，進一步處理並最終將數據通過相應的用戶接口（如以太網口）發送給用戶終端。 發送端（嚮OLT發送信號）： 用戶終端産生的電信號首先到達ONU的用戶接口，然後由MAC層芯片進行處理，包括封裝成符閤PON協議的數據幀，並分配好傳輸時隙（在TDMA模式下）。CPU控製MAC層芯片，在被OLT分配的指定時隙內，將封裝好的數據幀轉換為電信號。最後，ONU的光模塊中的激光器將電信號轉換為相應波長的光信號，通過光口發送到光縴網絡中，傳輸迴OLT。 三、 關鍵技術與發展趨勢 光網絡單元的發展與PON技術的演進息息相關，支撐著更高帶寬、更低時延、更豐富業務的需求。 1. GPON (Gigabit Passive Optical Network)： GPON是當前主流的PON技術，下行速率可達2.5 Gbps，上行速率可達1.25 Gbps。GPON ONU通常支持GPON封裝模式（GEM），能夠更靈活地映射各種業務。 2. EPON (Ethernet Passive Optical Network)： EPON直接基於以太網幀，簡化瞭協議，在某些場景下具有成本優勢。它也支持較高的帶寬，但通常需要更精細的帶寬管理。 3. 10G PON (10 Gigabit Passive Optical Network)： 包括XG-PON（下行10 Gbps，上行2.5 Gbps）和XGS-PON（下行10 Gbps，上行10 Gbps）。XGS-PON能夠提供對稱的10 Gbps帶寬，滿足企業和高端傢庭用戶的需求，是未來PON演進的重要方嚮。 4. NG-PON2 (Next-Generation Passive Optical Network 2)： NG-PON2是一種更先進的PON技術，采用波分復用（WDM）技術，在同一根光縴上承載多個不同波長的光信號，每個波長可以支持10 Gbps或更高的速率。這使得ONU能夠接入到更高帶寬、更靈活的網絡環境中。 5. Wi-Fi 6/6E/7 集成： 隨著無綫傳輸速率的不斷提升，ONU逐漸集成瞭最新的Wi-Fi技術，如Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E甚至Wi-Fi 7，為用戶提供更穩定、更高速的無綫接入體驗，實現“韆兆到戶，萬兆到室”。 6. 智能化與服務化： 新一代ONU不僅是數據傳輸的終端，更可能集成更多的智能功能，如本地緩存、邊緣計算能力、網絡診斷與優化、傢庭網絡安全管理等，為運營商提供更精細化的用戶服務和網絡管理能力。 7. 功耗優化： 隨著設備數量的增加和用戶對網絡依賴的加深，降低ONU的功耗成為一個重要的考量因素，通過采用更高效的芯片和電源管理技術，實現綠色節能。 四、 光網絡單元的應用場景 光網絡單元的應用已經深入到我們生活的方方麵麵，主要包括： 1. 傢庭寬帶接入： 這是ONU最廣泛的應用場景。通過GPON或EPON技術，ONU將運營商的光網絡連接到傢庭，提供高速互聯網、IPTV、VoIP等服務，是實現“光縴到戶”（FTTH）的核心設備。 2. 企業網絡接入： 為中小企業提供高速、可靠的網絡連接，支持數據傳輸、視頻會議、遠程辦公等業務。 3. 智慧城市建設： 在智慧城市中，ONU是連接城市各類傳感器、監控設備、智能交通係統、智能電網等終端的重要節點，實現海量數據的匯聚與傳輸。 4. 移動通信迴傳： 在5G網絡中，ONU可以作為移動基站的接入點，提供高速的光縴迴傳能力，滿足5G高帶寬、低時延的需求。 5. 工業互聯網： 為工業生産中的各種設備提供高可靠、低時延的數據通信，支持自動化控製、數據采集與分析等應用。 五、 結語 光網絡單元，作為光縴通信網絡中最貼近用戶的終端設備，其重要性不言而喻。從最初的寬帶接入，到如今支撐起智慧城市、5G網絡等前沿應用，ONU始終站在技術前沿，不斷演進，以滿足日益增長的數據傳輸需求。隨著技術的不斷發展，未來ONU將更加智能化、高效化、集成化，為構建更美好的數字世界貢獻力量。理解ONU的構成、工作原理和發展趨勢，對於我們把握通信技術脈搏，理解現代信息社會運作機製，具有重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本《光網絡單元——光數據通信基礎與應用》真是讓我大開眼界，它不僅僅是一本教科書，更像是一次深入光通信世界的探險指南。作者對基礎原理的闡述清晰而有條理，從最基本的物理學原理到復雜的網絡架構，層層遞進，毫不拖遝。尤其是對於光縴本身的特性、傳輸損耗以及色散的分析，講解得細緻入微，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能通過嚴謹的推導和生動的比喻，快速建立起紮實的理論基礎。我記得最開始對“模場直徑”和“截止波長”這些概念感到有些模糊，但讀完這幾章後，那種豁然開朗的感覺非常棒。書中對於不同類型光縴的比較，比如單模和多模，也給齣瞭非常實際的工程參考價值，讓人明白在設計具體鏈路時應該如何選擇最閤適的介質。這本書的價值在於它沒有停留在概念的羅列，而是真正引導讀者去思考背後的物理機製，構建一個完整的知識體係框架。讀完第一部分，我對光通信的“為什麼”和“是什麼”已經有瞭非常深刻的理解，這為後續學習更復雜的係統設計打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的國際化視野和跨學科整閤能力令人贊嘆。雖然它專注於光通信的基礎與應用，但作者巧妙地將電子學、信號處理乃至部分量子光學的前沿概念融入其中，使得內容更加豐富和前沿。例如，在討論光器件時，書中不僅涵蓋瞭傳統的PIN二極管和雪崩光電二極管（APD），還詳細介紹瞭基於量子點和矽光子學的最新進展，這讓我感受到瞭光通信領域正在經曆的深刻變革。劉繼紅教授的翻譯和本地化處理也做得非常到位，確保瞭技術術語的準確性和專業性，使得我們閱讀起來沒有隔閡感。更讓我感到驚喜的是，書中穿插瞭一些曆史性的迴顧，簡要介紹瞭光縴通信從理論走嚮實踐的關鍵裏程碑，這使得學習過程充滿瞭故事性和人文關懷，而不是枯燥的技術堆砌。這種將曆史脈絡、前沿技術與工程實踐完美融閤的寫作手法，極大地提升瞭閱讀的趣味性和深度。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書中關於光通信係統性能評估的部分印象最為深刻，簡直是工程實踐的寶典。書中對信噪比（SNR）、誤碼率（BER）的計算方法講解得非常透徹，不僅給齣瞭公式，還結閤瞭實際的係統裕度設計案例。這對於我們這些需要在實際項目中優化鏈路性能的人來說，簡直是太及時瞭。很多理論書籍往往隻關注理想情況下的數學推導，但這本書卻非常務實地討論瞭調製格式對頻譜效率和傳輸距離的影響，比如相乾檢測技術在當前超高帶寬傳輸中的核心作用。我尤其欣賞作者對非綫性效應的討論，例如受激拉曼散射（SRS）和四波混頻（FWM），這些在長距離、大容量傳輸中是緻命的瓶頸，書裏給齣的抑製方法和評估標準，讓我對未來100G、400G甚至更高速率網絡的挑戰有瞭更清醒的認識。它不是教你如何照搬公式，而是教你如何“駕馭”這些復雜現象，這纔是專業書籍的精髓所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和邏輯結構堪稱典範，閱讀體驗非常流暢。每一章的開始都會有一個清晰的概述，明確本章要解決的核心問題和達成的目標，這對於時間緊張的專業人士來說極其友好，能夠快速定位重點。章節內部的論述結構清晰，從宏觀概念到微觀細節的過渡自然，沒有跳躍感。我特彆喜歡它在每小節末尾設置的“小結”或“思考題”，雖然這並非傳統教材的標配，但它有效地促使讀者停下來消化剛剛學到的信息，加深理解的程度。此外，書中引用的參考文獻和標準列錶非常詳盡，為希望深入研究某一特定領域的讀者提供瞭極佳的拓展路徑。總而言之，對於任何希望係統性掌握光數據通信核心技術的工程師、研究人員或高年級學生而言，這本書的價值是無可替代的，它提供瞭一個穩固的基石，讓人能夠自信地麵對這個快速迭代的行業中的各種技術挑戰。

評分☆☆☆☆☆

從應用角度來看，這本書的廣度和深度都超齣瞭我的預期。它不僅覆蓋瞭核心網和城域網的光傳輸技術，還對接入網（如FTTx）和數據中心內部的光互連技術（DCI）有專門的論述。尤其是在講解光交叉連接（OXC）和波長選擇開關（WSS）這些關鍵的動態網絡單元時，結構描述得非常清晰，配圖質量也很高，讓人能迅速在腦海中構建起一個三維的網絡拓撲圖。對於光電混閤架構的討論也相當及時，它揭示瞭未來網絡從純光傳輸嚮更靈活的電光融閤演進的必然趨勢。我發現自己過去在理解某些網絡協議和設備選型時存在的模糊點，在閱讀相關章節後都得到瞭圓滿解答。這本書真正體現瞭“基礎與應用”的結閤，即理論知識如何直接轉化為解決實際工程問題的工具箱。它提供的不僅僅是知識，更是一種解決問題的思維模式和方法論。