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金明晔，张智江，陆斌著 著

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• 通信工程
• 光网络
• 信息技术
• 通信技术
• 网络工程
• 密集波分复用

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787505393981

商品编码：29487774329

包装：平装

出版时间：2004-01-01

基本信息

书名：DWDM技术原理与应用

定价：19.00元

作者：金明晔,张智江,陆斌著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2004-01-01

ISBN：9787505393981

字数：200000

页码：182

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书由第0～12章和附录组成。其中第0章简要介绍了全球通信网络的体系结构、存在的问题和危机以及发展的趋势和前景；章介绍了DWDM特点和基本原理、DWDM网络概念和分类，并对WDM和DWDM两个概念在技术上的区别进行了说明；第2章介绍了广播和选择性DWDM网络的网络结构、特点和介质访问控制协议（MAC）；第3章介绍了波长寻径DWDM网络的结构、路由与波长分配问题、结点波长转换问题、多光纤网络设计问题等；第4章介绍了DWDM网络虚拓扑设计的概念和方法；第5章介绍了波长寻径DWDM网络的试验网情况；第6章介绍了DWDM网络的生存性和保护问题；第7章介绍了DWDM网络的控制和管理问题；第8章介绍了光网络的QoS问题和自动交换光网络的技术概况；第9章介绍了IP over DWDM网络的概念、体系结构和路由算法；0章对光分组交换网络的概念和关键技术进行了介绍；1章简要介绍了DWDM的标准发展情况和产品的情况；2章介绍了DWDM技术的应用情况；附录对阅读本书需要具备的相关数学知识进行了简单介绍。

内容提要

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密集波分复用（DWDM）技术是一种可以利用现有光纤资源解决带宽危机的有效方法。本书以DWDM技术的基本原理为出发点，从网络的角度深入浅出地介绍了DWDM网络技术、应用和商用情况，同时也对DWDM技术未来发展的主要趋势和关键问题进行了简要分析。书中还包含了近年来有关DWDM技术研究的*成果。 本书可供从事光通信研究和工程设计的技术人员阅读，也可供相关专业的高校师生用做教材或参考书。

目录

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第0章 绪论
0.1 全球通信网络的体系结构
0.2 经济发展对通信的驱动
0.3 增加承载带宽的方法
章 WDM和DWDM技术概论
1.1 网络发展中的带宽危机
1.2 解决带宽危机的可能方案
1.3 什么是WDM
1.4 DWDM网络概述
参考文献
第2章 广播/选择网络
2.1 引言
2.2 广播/选择网络的网络结构
2.3 波长/选择网络的介质访问控制协议（MAC）
参考文献
第3章 波长寻径网络
3.1 波长寻径网络简介
3.2 结点的波长转换特性及设计
3.3 多光纤网络的特性
3.4 性能指标、业务模型与网络类型
3.5 路由及波长分配问题
参考文献
第4章 虚拓扑设计
4.1 物理拓扑和虚拓扑
4.2 虚拓扑设计在光网络中的含义
4.3 光网络中典型的几种虚拓扑设计的方法和例子
4.4 规则虚拓扑设计——shuffle
4.5 广播与选择网络的虚拓扑设计
参考文献
第5章 波长寻径网络的实验网络
5.1 概述
5.2 国外波长寻径网络的实验网络
5.3 中国的波长寻径实验网络
参考文献
第6章 DWDM网络的保护问题
6.1 网络生存性
6.2 WDM保护机制概述
6.3 环网的保护策略
6.4 网状网络的保护机制
6.5 多层协同保护
参考文献
第7章 DWDM网络的控制与管理
7.1 网络管理控制功能描述
7.2 配置管理
7.3 性能管理
7.4 服务接口
参考文献
第8章 光网络的QoS与智能交换光网络
8.1 光网络的QoS
8.2 智能交换光网络
参考文献
第9章 IP over DWDM网络
9.1 光因特网的概念及结构
9.2 一种IP/DWDM光因特网网络体系结构
9.3 IP over DWDM光网络综合路由算法
参考文献
0章 光分组交换网络
10.1 概述
10.2 光时分复用
10.3 光纤延迟线技术
10.4 光分组交换网络
10.5 光分组交换的实验网络
参考文献
1章 DWDM标准制定与产品介绍
2章 DWDM技术的应用
12.1 DWDM技术在点对点系统中的应用
12.2 DWDM技术在以太网中的应用
12.3 DWDM技术在城域网中的应用
12.4 DWDM技术应用小结
附录A 过程
附录B 图论

作者介绍

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文摘

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序言

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光纤通信系统的奥秘：DWDM技术原理与应用 在信息爆炸的时代，对数据传输的需求呈指数级增长。为了满足日益增长的网络带宽需求，光学通信技术的发展日新月异。其中，密集波分复用（DWDM）技术作为现代光通信网络的核心，以其极高的传输效率和强大的扩展能力，成为了支撑全球信息高速公路的关键。本书将带您深入探索DWDM技术的精髓，从其基本原理到实际应用，揭示其在构建高效、可靠通信网络中的重要作用。 第一章：光纤通信的基石——光的基本性质与通信原理 在深入DWDM之前，我们首先需要回顾光的基本性质。光是一种电磁波，具有波长、频率、振幅和相位等特性。这些特性在光通信中扮演着至关重要的角色。我们将探讨光的传播特性，包括直线传播、反射、折射以及衍射等现象，理解这些基本光学原理是如何为光信号的传输奠定基础的。 光的波动性与粒子性： 简要介绍光的双重性，理解光子和光波的概念，为后续理解光在介质中的行为打下基础。 光的传播： 探讨光在真空和介质中的传播速度，理解折射率的概念及其对光路的影响。 光的颜色与波长： 介绍可见光光谱，并将其延伸至红外光区域，解释不同波长光信号在通信中的潜在应用。 光信号的产生与接收： 简要介绍LED和激光器作为光源，以及光电二极管和APD等作为光探测器的基本工作原理，为理解光收发模块打下基础。 第二章：信息传输的编码艺术——调制与解调技术 为了将数字信息有效地传输到光信号中，我们需要进行调制。调制是将信息信号（如电信号）的某种参数（如幅度、频率或相位）随信息信号的变化而变化的电磁波（载波）的参数改变的过程。解调则是调制过程的逆过程，用于从载波中提取原始信息信号。 模拟调制与数字调制： 区分模拟调制（如AM、FM、PM）和数字调制（如ASK、FSK、PSK、QAM）的基本原理，强调数字调制在现代通信中的主导地位。 幅度键控（ASK）： 介绍ASK的基本原理，即通过改变光信号的强度来代表0和1。分析其优点（简单）和缺点（易受噪声干扰）。 频率键控（FSK）： 介绍FSK，通过改变光信号的频率来代表0和1。讨论其相较于ASK的抗干扰能力提升。 相位键控（PSK）： 介绍PSK，通过改变光信号的相位来代表0和1。解释BPSK、QPSK等不同阶数的PSK及其在数据速率提升方面的优势。 正交幅度调制（QAM）： 详细介绍QAM，结合幅度和相位来编码信息，实现更高的数据速率。重点讲解16-QAM、64-QAM等在高密度传输中的应用。 光调制器： 介绍用于实现上述调制的关键器件，如电光调制器（EOM）和声光调制器（AOM），以及它们在不同调制方案中的应用。 解调技术： 介绍相干解调和非相干解调的基本原理，以及不同调制方案对应的解调器类型。 第三章：拓展传输容量的智慧——多路复用技术的发展 在光纤通信的早期，一条光纤只能传输一路信号，极大地限制了传输容量。多路复用技术应运而生，它允许多个独立信号在同一根光纤中同时传输，极大地提高了光纤的利用效率。 时分复用（TDM）： 介绍TDM的基本原理，即将一条信道划分为多个时间片，每个时间片分配给一个用户使用。分析其在早期数字通信中的应用，以及其在处理突发性业务方面的优势。 频分复用（FDM）： 介绍FDM，即将信道的总带宽划分为若干个较窄的频段，每个频段分配给一个用户。解释其在射频通信中的广泛应用，并引出其在光域的延伸。 码分复用（CDM）： 介绍CDM，通过使用不同的扩频码来区分不同用户。解释其在CDMA系统中的应用，以及其在抗干扰和保密性方面的优势。 波分复用（WDM）： 重点介绍WDM，即利用不同波长（颜色）的光来承载不同的信号。解释其基本原理，以及其在提高光纤传输容量方面的巨大潜力。 第四章：DWDM的核心——密集波分复用技术深度解析 在WDM的基础上，DWDM技术应运而生，它通过在同一根光纤中密集地集成数量众多、间隔极窄的独立波长通道，实现了前所未有的传输容量。本章将深入剖析DWDM技术的关键组成部分和工作原理。 DWDM的原理： 详细阐述DWDM如何通过利用光纤的宽带宽，将不同波长的激光信号复用在同一根光纤中传输。强调DWDM与粗波分复用（CWDM）在通道间隔和通道数量上的区别。 DWDM的光源： DFB激光器： 介绍分布式反馈（DFB）激光器作为DWDM光源的重要性，强调其窄线宽、高稳定性和可调谐性。 可调谐激光器（Tunable Lasers）： 介绍可调谐激光器的技术发展，以及其在动态配置DWDM网络和简化网络管理方面的作用。 DWDM的光复用器（Mux）与解复用器（Demux）： 基于棱镜的复用/解复用： 介绍早期基于棱镜原理的光复用/解复用技术。 基于光栅的复用/解复用： 详细讲解基于衍射光栅的光复用/解复用器，分析其高通道密度和效率。 基于薄膜滤波器的复用/解复用： 介绍基于介质膜干涉的滤波器在DWDM中的应用，强调其紧凑的结构和可扩展性。 基于干涉仪的复用/解复用： 介绍Mach-Zehnder干涉仪（MZI）等作为波长选择元件的原理。 DWDM的信道间隔与波长规范： 介绍ITU-T G.694.1标准中定义的DWDM标准波长栅格，如100GHz、50GHz、25GHz甚至更窄的间隔，以及这些间隔对传输容量和器件要求的影响。 DWDM的传输距离与性能： 探讨DWDM系统在长距离传输中的挑战，如色散、非线性效应和信号衰减，以及这些因素如何影响系统的性能。 第五章：保持信号的活力——光放大器技术 在DWDM系统中，长距离传输会导致信号的严重衰减，而信号的衰减将直接影响系统的误码率。光放大器技术是克服这一挑战的关键，它能够直接在光域放大信号，避免了光-电-光转换带来的损耗和复杂性。 掺铒光纤放大器（EDFA）： 详细介绍EDFA作为DWDM系统中最重要的光放大器。 EDFA的工作原理： 解释EDFA如何利用掺杂了铒离子的光纤，在泵浦光的激励下，实现信号光的受激辐射放大。 EDFA的增益与噪声： 分析EDFA的增益特性，包括平坦增益、增益抖动等，以及其产生的放大自发辐射（ASE）噪声，并探讨抑制ASE噪声的方法。 EDFA的泵浦源： 介绍EDFA常用的泵浦源，如980nm和1480nm的半导体激光器。 EDFA在DWDM系统中的应用： 探讨EDFA如何部署在DWDM链路中，实现跨洋、跨国等超长距离的信号传输。 其他类型光放大器（简述）： 拉曼放大器（Raman Amplifier）： 介绍拉曼放大器的原理，以及其在拓展放大谱带和降低噪声方面的优势，尤其是在某些特定应用场景下的应用。 光纤光栅对（Fiber Bragg Grating - FBG）放大器： 简要介绍基于FBG的放大器概念。 第六章：克服传输障碍——色散与非线性效应的补偿 随着DWDM通道数量的增加和传输速率的提高，光纤固有的色散和非线性效应对信号传输的影响日益显著，成为制约系统性能的关键瓶颈。本章将深入探讨这些效应的原理及其补偿方法。 色散： 模式色散： 介绍多模光纤中的模式色散，并说明单模光纤如何有效减小模式色散。 材料色散： 解释由于材料折射率随波长变化而导致的色散。 波导色散： 解释由于光纤波导结构对不同模式光的影响差异而导致的色散。 色散的累积效应： 阐述色散在长距离传输中如何累积，导致信号脉冲展宽、失真，最终造成码间串扰（ISI）。 色散补偿技术： 色散补偿光纤（DCF）： 介绍具有负色散系数的DCF如何用于补偿正色散。 光栅色散补偿器（GDD）： 讲解基于光栅的色散补偿原理。 数字信号处理（DSP）补偿： 探讨在接收端利用DSP技术对色散进行补偿的先进方法，尤其是在相干光通信中。 非线性效应： 受激拉曼散射（SRS）： 解释SRS如何将光信号的能量转移到更长的波长。 受激布里渊散射（SBS）： 解释SBS如何将入射光散射回反方向，导致信号损耗。 四波混频（FWM）： 解释FWM如何产生新的波长，干扰原始信号。 克尔效应（Kerr Effect）： 介绍由光强引起的光纤折射率变化，包括自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）。 非线性效应的补偿与抑制： 讨论优化光功率、采用适当的光纤类型、以及使用特定设计的器件来减轻非线性效应的影响。 第七章：DWDM系统的关键组成与设计 一个完整的DWDM系统包含众多相互协作的组件，其设计和优化对于实现高性能、高可靠性的网络至关重要。本章将详细介绍DWDM系统的关键组成部分及其设计考量。 DWDM收发模块： 可插拔模块（如SFP+, QSFP+）： 介绍现代表性DWDM收发模块的结构和功能，以及它们如何支持不同的传输速率和距离。 相干光收发器（Coherent Transceivers）： 重点介绍相干光收发器在实现更高阶调制格式（如QPSK, 16-QAM）和更长距离传输中的革命性作用。 光传输网络（OTN）： 介绍OTN作为DWDM系统之上的一层协议，如何提供更精细的通道管理、保护倒换和性能监控。 DWDM网络拓扑： 探讨点对点、环网、星型以及网状等DWDM网络拓扑结构，分析不同拓扑的优势与劣势。 信号监测与管理： 光功率监测： 介绍对各波道光功率进行实时监测的重要性，以及如何通过光功率计进行测量。 光信噪比（OSNR）监测： 解释OSNR作为衡量信号质量的关键指标，及其监测方法。 误码率（BER）监测： 介绍BER的测量方法，以及其在评估系统性能中的作用。 网络管理系统（NMS）： 探讨NMS如何实现对DWDM网络的集中化管理、配置和故障诊断。 DWDM系统的设计原则： 综合考虑传输距离、传输速率、通道数量、成本效益以及未来可扩展性等因素，进行合理的系统设计。 第八章：DWDM技术的实际应用领域 DWDM技术凭借其强大的能力，已经在全球范围内得到了广泛的应用，支撑着我们日常生活和工作中不可或缺的通信服务。 骨干网传输： 介绍DWDM如何作为电信运营商和互联网服务提供商（ISP）的核心传输技术，连接城市、区域甚至国家。 城域网（MAN）与接入网： 探讨DWDM在构建高带宽的城域网和为终端用户提供高速接入服务中的作用。 数据中心互联（DCI）： 随着数据中心数量的激增和数据流量的爆炸式增长，DWDM技术在实现数据中心之间的高速、低延迟互联方面扮演着越来越重要的角色。 海底通信系统： 介绍DWDM如何支撑着跨越海洋的通信链路，连接各大洲。 企业网络： 探讨DWDM如何为大型企业提供高带宽、高可靠性的内部通信解决方案。 新兴应用： 简要提及DWDM在5G/6G前传/中回传、人工智能数据传输等新兴领域的潜在应用。 第九章：DWDM技术的未来发展趋势 DWDM技术仍在不断演进，以应对不断增长的数据需求和日益复杂的网络环境。本章将展望DWDM技术的未来发展方向。 更高阶调制格式与相干通信： 讨论更高阶QAM调制格式和相干检测技术的进一步发展，以实现更高的频谱效率。 硅光子技术与集成化： 探索硅光子技术在集成DWDM光源、调制器、探测器等关键器件方面的进展，有望降低成本、减小尺寸并提高能效。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）在DWDM中的应用： 讨论SDN和NFV如何为DWDM网络带来更高的灵活性、自动化和智能化。 量子通信与DWDM的融合： 简要探讨量子通信技术的进展，以及其与DWDM技术可能产生的协同效应。 更窄的通道间隔与超密集波分复用（UDWDM）： 展望未来可能出现的更窄通道间隔技术，进一步压榨光纤的传输潜力。 人工智能（AI）在DWDM网络优化中的应用： 探讨AI如何用于优化网络性能、预测故障和实现更智能的网络管理。 结语 DWDM技术是现代通信网络的灵魂，它以其精妙的物理原理和强大的工程实现，将海量信息以光速传递到世界的每个角落。本书希望通过对DWDM技术原理与应用的全面阐述，帮助读者建立起对这项关键技术的深刻理解，认识到其在构建数字社会中的不可替代的作用，并激发对未来通信技术发展的进一步探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度确实让我耳目一新。《DWDM技术原理与应用》在深入探讨技术细节的同时，也并没有忽略其背后蕴含的工程考量。例如，在关于光模块的部分，书中详细分析了不同类型光模块（如SFP+, QSFP+, CFP等）的接口标准、传输速率、功耗以及适用场景，甚至还触及了一些最新的光模块技术发展趋势。对于理解不同设备之间的兼容性和互联互通，这部分内容非常有帮助。另外，关于DWDM系统的设计和规划，书中给出了系统化的方法论，包括如何根据业务需求选择合适的DWDM平台、如何进行光功率预算计算、如何考虑信道规划和波长分配等。这部分内容对于网络工程师来说，无疑是宝贵的经验总结。我尤其喜欢书中关于“网络演进”的章节，它预见了DWDM技术在未来可能的发展方向，以及如何应对新兴技术的挑战，比如与SDN（软件定义网络）的融合。

评分☆☆☆☆☆

《DWDM技术原理与应用》在内容组织上，我认为最成功之处在于其循序渐进的讲解方式。从最基础的光学物理原理开始，逐步过渡到复杂的DWDM系统架构。书中对于“光放大器”的讲解就非常细致，分别介绍了EDFA（掺铒光纤放大器）、SOA（半导体光放大器）等不同类型的放大器的工作原理、增益特性、噪声指标以及在DWDM系统中的作用。随后，在讲解“信道管理”时，详细描述了各种复用和解复用技术，如基于薄膜滤波器、光栅等组件的实现方式，以及它们在不同DWDM系统中的优劣势。我特别喜欢书中对“网络保护与恢复”策略的分析，例如1+1保护、SNCP（单节点保护）等，以及它们如何在DWDM网络中实现快速的业务切换，以保证用户体验。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，让复杂的DWDM技术变得更加易于理解和掌握。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《DWDM技术原理与应用》的过程中，我最欣赏的是其对实际应用场景的描绘。书中不仅仅是理论的堆砌，更重要的是将理论与实践紧密结合。它详细介绍了DWDM技术在骨干网、城域网、特别是数据中心互联（DCI）等场景中的具体部署和优势。例如，对于数据中心日益增长的带宽需求，DWDM是如何成为一种经济高效的解决方案的，以及在不同规模的数据中心应用中，DWDM的配置和优化策略。书中还涉及了一些实际工程中的挑战，比如光路管理、放大器选择、色散补偿等，并提供了相应的解决方案和技术建议。我尤其关注了书中关于“光网络监控与管理”的部分，这对于保障网络的稳定运行至关重要。各种监控仪表、故障诊断方法以及网管系统的介绍，都充满了实操价值。总而言之，这本书为我提供了一个非常全面的视角，让我看到了DWDM技术是如何从实验室走向现实，并在全球通信基础设施中扮演着关键角色的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫《DWDM技术原理与应用》，听起来就像一本硬核的技术指南，所以我抱着非常高的期望去翻阅。首先，我被它严谨的结构所吸引。开篇就详细地阐述了DWDM（密集波分复用）的基本概念，包括它的出现背景、解决的问题以及相对于WDM（波分复用）的优势。作者并没有急于深入技术细节，而是先构建了一个宏观的框架，让读者能够理解DWDM在现代通信网络中的定位。书中对光信号的产生、调制、传输等过程进行了深入浅出的讲解，并通过大量图示和公式来支撑理论。尤其让我印象深刻的是，它详细解释了为什么需要DWDM，以及它如何通过在同一根光纤上传输多个不同波长的光信号来极大地提升传输容量。作者对每个概念的解释都力求准确和透彻，并且通过一些类比，即使是初学者也能相对容易地理解那些复杂的物理原理。我个人之前对光通信的了解有限，但在阅读了前几章后，对于DWDM的核心思想已经有了比较清晰的认识，这为我后续深入学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

当我翻阅《DWDM技术原理与应用》时，最直接的感受就是其内容的专业性和前瞻性。书中不仅覆盖了DWDM技术的经典原理，还大胆地探讨了行业的前沿发展。在“相干光通信”这一部分，作者深入浅出地介绍了相干检测的原理，以及相干DWDM技术如何通过调制和解调更复杂的信号（如QPSK、QAM）来进一步提升单波长传输速率和频谱效率。这对于理解未来超高容量光网络的构建至关重要。书中还分析了DWDM在5G承载网中的应用，探讨了如何利用DWDM技术满足5G网络对低时延、高带宽的需求，以及如何与OTN（光传输网络）技术协同工作。另外，关于DWDM的未来发展趋势，如与人工智能、大数据等新兴技术的结合，书中也给出了一些富有启发性的思考。这本书让我不仅了解了DWDM的“现在”，更窥见了它的“未来”。