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张中荃 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115321084

商品编码：29723066562

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：现代交换技术(第3版)

定价：49.00元

作者：张中荃

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787115321084

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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　　本书主要有以下几个特点：
　　（1）内容安排匠心。将交换技术的过去、现在和将来编排在一起，使学生通过本书的学习对当代各种交换技术有一个全面的认识与了解。
　　（2）知识层次深浅得当。本书内容新颖、概念准确、知识全面、由浅入深，注重基本概念和基本原理。
　（3）注重实用技术，提倡创新能力。以典型集成电路为例，介绍专用集成电路的应用方法，促进学生对基本原理的理解和创新能力的培养。
　（4）文笔通俗流畅，可读性好。作者能以通俗易懂的语言娓娓讲述枯燥的理论知识，有利于提高学生的阅读兴趣和阅读效率。

内容提要

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　　本书以程控交换、ATM交换、MPLS交换到软交换的技术发展为线索，对现代交换技术进行了系统介绍。重点介绍程控交换技术和MPLS交换技术，简述移动交换的技术特点和ATM交换的基本机理，并简要介绍软交换技术、IMS技术和光交换技术。全书内容分为10章，包括交换技术概述、数字交换和数字交换网络、程控交换机的硬件系统、程控交换机的软件系统、移动交换系统、ATM交换技术、MPLS交换技术、MPLS技术的工程应用、软交换技术，以及交换新技术。　　本书注重基本概念、基本原理和实用性，力求做到内容新颖、知识全面，由浅入深、通俗易懂。　　　本书可作为通信工程专业的本科教材和从事相关专业的技术人员培训教材，也可供相关专业的硕士研究生学习参考。

目录

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章 交换技术概述1．1 交换的基本概念1．1．1 交换的引入1．1．2 交换节点的基本功能1．2 交换技术分类1．2．1 模拟交换与数字交换1．2．2 布控交换与程控交换1．2．3 电路交换与分组交换1．2．4 窄带交换与宽带交换1．3 交换技术的发展1．3．1 电话交换技术的发展1．3．2 分组交换技术的发展1．3．3 ATM交换技术的发展1．3．4 IP交换技术的发展1．4 电话交换信令方式1．4．1 信令的概述1．4．2 信令的类型1．4．3 用户线信令1．4．4 局间信令复习思考题第2章 数字交换和数字交换网络2．1 数字交换原理2．1．1 数字交换2．1．2 时隙交换原理2．1．3 数字交换网络2．2 T型时分接线器2．2．1 T接线器的基本组成2．2．2 T接线器的工作原理2．2．3 T接线器的电路组成2．2．4 T接线器的实际电路与应用2．3 S型时分接线器2．3．1 S型时分接线器的基本组成2．3．2 S型时分接线器的工作原理2．4 三级时分交换网络2．4．1 T-S-T型时分交换网络2．4．2 S-T-S型时分交换网络2．5 阻塞的概念与计算2．5．1 阻塞的概念2．5．2 阻塞概率的计算复习思考题第3章 程控交换机的硬件系统3．1 程控交换机的总体结构3．2 话路系统3．2．1 用户级话路3．2．2 中继器3．2．3 信号部件3．3 控制系统3．3．1 处理机控制方式3．3．2 处理机的备用方式3．3．3 控制系统可用性复习思考题第4章 程控交换机的软件系统4．1 程控交换机的软件组成4．1．1 在线程序4．1．2 支援程序4．1．3 数据4．2 呼叫处理的基本原理4．2．1 呼叫处理过程及状态迁移4．2．2 输入处理4．2．3 分析处理4．2．4 任务执行和输出处理4．3 程序的执行管理4．3．1 软件管理技术4．3．2 程序的级别划分4．3．3 程序的启动控制4．3．4 周期级的调度管理4．3．5 基本级程序的执行管理4．4 系统的诊断与维护4．4．1 故障处理的一般过程4．4．2 故障检测与诊断4．4．3 故障排除复习思考题第5章 移动交换系统简介5．1 移动交换系统概述5．1．1 移动通信系统组成5．1．2 移动交换控制的特征5．2 移动交换控制原理5．2．1 移动呼叫处理5．2．2 移动交换的基本技术5．3 移动交换接口信令5．3．1 无线接口信令5．3．2 基站接入信令5．3．3 网络接口信令复习思考题第6章 ATM交换技术6．1 概述6．1．1 ATM的基本概念6．1．2 ATM交换系统的基本构成及要求6．2 ATM交换网络的实现技术6．2．1 空分交换结构6．2．2 时分交换结构6．2．3 总线交换结构6．2．4 令牌环交换结构6．2．5 ATM多级交换网络6．3 ATM交换的分层技术6．3．1 ATM交换的协议参考模型6．3．2 物理层6．3．3 ATM层6．3．4 ATM适配层复习思考题第7章 MPLS交换技术7．1 IP与ATM的融合7．1．1 融合的技术模型7．1．2 IP交换7．1．3 标记交换7．2 MPLS总体介绍7．2．1 MPLS技术发展动力7．2．2 MPLS网络体系结构7．2．3 MPLS工作原理7．2．4 实现MPLS的关键技术7．3 标记分发协议7．3．1 标记分发协议及其消息7．3．2 LDP操作7．3．3 LDP协议规范7．4 标记交换路径7．4．1 标记交换路径概述7．4．2 LSP路由选择7．4．3 LSP隧道7．4．4 LSP的快速重选路由复习思考题第8章 MPLS技术的工程应用8．1 MPLS在流量工程中的应用8．1．1 流量工程概述8．1．2 MPLS流量工程8．2 MPLS的QoS实现8．2．1 QoS概念及实现过程8．2．2 MPLS的QoS实现方案8．3 MPLS在虚拟专用网络上的应用8．3．1 虚拟专用网的概念和结构8．3．2 利用MPLS技术实现VPN复习思考题第9章 软交换技术9．1 软交换概述9．1．1 软交换的基本概念9．1．2 软交换基本功能9．1．3 软交换的好处9．2 软交换的网络结构9．2．1 基本功能架构9．2．2 各功能层描述9．2．3 网络结构实例9．3 软交换的相关协议9．3．1 软交换接口及其协议9．3．2 H．323协议9．3．3 SIP协议9．3．4 MGCP协议9．3．5 H．248/Megaco协议9．4 软交换的应用9．4．1 语音IP化承载9．4．2 综合业务接入复习思考题0章 交换新技术10．1 IMS技术10．1．1 IMS的概念与背景10．1．2 IMS的标准化进程10．1．3 IMS的网络架构10．1．4 IMS的相关接口协议10．2 光交换技术10．2．1 光交换的概念10．2．2 光交换元件10．2．3 光交换网络10．2．4 新的光交换技术复习思考题附录 英文缩写对照表参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《光纤通信网络：原理、架构与应用》 第一卷：基础理论与核心技术 引言 在信息爆炸的时代，通信的深度、广度和速度正在经历前所未有的变革。光纤通信作为现代信息传输的基石，以其高带宽、低损耗、抗干扰等独特优势，支撑着全球信息网络的飞速发展。本书旨在系统性地梳理光纤通信领域的基础理论、核心技术、网络架构以及前沿应用，为读者提供一个全面而深入的理解框架。本卷将重点聚焦于光纤通信的基本原理、关键组件以及支撑其运作的物理和工程技术，为后续更复杂网络的设计与分析奠定坚实的基础。 第一章：光纤通信的基础物理原理 1.1 光的性质与电磁波谱 1.1.1 光的波动性与粒子性： 深入探讨光作为一种电磁波的本质，理解其频率、波长、能量等基本属性。介绍光子的概念，及其在光纤通信中的作用，例如激光器和光电探测器的工作原理。 1.1.2 光的传播特性： 详述光在不同介质中的传播行为，包括折射、反射、衍射和干涉等现象。重点阐述光在光纤内部传播的关键原理，如全内反射。 1.1.3 电磁波谱与光通信频段： 介绍可见光、红外光等与光通信相关的电磁波谱段，并重点讲解光纤通信系统通常使用的近红外波段（如1310nm和1550nm）及其优势。 1.2 光在光纤中的传播 1.2.1 光纤的基本结构与类型： 详细介绍光纤的组成部分，包括纤芯（core）和包层（cladding），以及它们各自的光学特性（折射率）。区分单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF），并分析它们在模式传播和应用上的差异。 1.2.2 全内反射（Total Internal Reflection）： 深入解析光纤实现长距离传输的核心机制——全内反射。通过菲涅尔方程和临界角的概念，详细说明光线如何在光纤的纤芯与包层界面不断反射，从而沿着光纤向前传播。 1.2.3 光纤的模式理论： 探讨光纤中的传播模式。对于多模光纤，分析不同模式的传播路径和速度差异（模式色散）。对于单模光纤，解释其为何只支持一个基模（LP01），从而大大减小模式色散，实现更高的传输速率和更远的传输距离。 1.2.4 光纤的数值孔径（Numerical Aperture, NA）与纤芯直径： 定义和计算光纤的数值孔径，以及它与光纤接收光的能力、模场直径（MFD）的关系。讲解纤芯直径对模式传播和连接损耗的影响。 1.3 光纤中的损耗 1.3.1 吸收损耗（Absorption Loss）： 分析光纤材料（如二氧化硅）对特定波长光信号的吸收，重点讲解紫外吸收、红外吸收以及由材料中杂质（如羟基OH-）引起的吸收损耗。 1.3.2 散射损耗（Scattering Loss）： 重点阐述瑞利散射（Rayleigh Scattering）作为光纤中最主要的损耗机制。解释其与光波长四次方成反比的关系，以及为何长波长光纤损耗较低。 1.3.3 弯曲损耗（Bending Loss）： 分析宏弯损耗（macrobending loss）和微弯损耗（microbending loss）。宏弯损耗是由于光纤大半径弯曲导致部分光线逃逸；微弯损耗是由于光纤受到微小、不规则的压力或形变。 1.3.4 连接损耗（Connector Loss）与熔接损耗（Splice Loss）： 讨论光纤连接器和光纤熔接对信号的影响。分析端面不匹配、对准误差、表面粗糙度等因素如何导致损耗。 1.4 光纤中的色散 1.4.1 模式色散（Modal Dispersion）： 详细解释多模光纤中不同模式以不同速度传播，导致光脉冲展宽的现象。这是多模光纤传输速率和距离的主要限制因素。 1.4.2 材料色散（Material Dispersion）： 分析光纤材料折射率随波长变化引起的色散。不同波长的光在同一材料中传播速度不同，从而导致脉冲展宽。 1.4.3 波导色散（Waveguide Dispersion）： 阐述在单模光纤中，光能量在纤芯和包层中的分布随波长变化，导致不同波长光传播速度不同的现象。 1.4.4 总色散与色散补偿： 介绍总色散是上述三种色散的综合效应。分析色散对高速率、长距离传输的危害。引入色散补偿技术，如色散位移光纤（DSF）、色散补偿光纤（DCF）以及光栅补偿器等。 第二章：光纤通信的核心组件 2.1 光源 2.1.1 发光二极管（LED）： 介绍LED作为一种半导体光源，其工作原理、特点（低成本、低输出功率、宽光谱）、以及在低速率、短距离通信中的应用。 2.1.2 激光器（Laser Diode, LD）： 深入解析激光器的工作原理，包括受激辐射、谐振腔等。重点介绍半导体激光器的类型，如DFB（分布式反馈）激光器和FP（法布里-珀罗）激光器，分析它们的特点、输出功率、光谱线宽、调制速率等，以及在长距离、高速率通信中的重要性。 2.2 光电探测器（Photodetector, PD） 2.2.1 PIN光电二极管： 介绍PIN二极管的工作原理，分析其响应速度、灵敏度、量子效率等关键参数。 2.2.2 雪崩光电二极管（APD）： 解释APD的内部增益机制，以及其更高的灵敏度，适合接收弱光信号。分析其工作电压、噪声系数等。 2.2.3 光电探测器的性能指标： 详细阐述响应度、量子效率、带宽、噪声等与光电探测器性能评估相关的指标。 2.3 光放大器（Optical Amplifier, OA） 2.3.1 掺铒光纤放大器（EDFA）： 重点介绍EDFA作为当前光通信中最主流的光放大器。详述其工作原理（受激辐射、能量泵浦），分析其增益、噪声系数、增益平坦度、输出功率等关键性能指标。讲解EDFA在补偿光纤损耗、实现长距离传输和提高网络灵活性中的作用。 2.3.2 拉曼光纤放大器（Raman Amplifier）： 介绍拉曼放大器的原理（受激拉曼散射），以及其在某些特定应用场景下的优势，如分布式放大和实现宽带增益。 2.3.3 其他类型光放大器： 简要介绍半导体光放大器（SOA）等其他类型放大器及其应用。 2.4 光开关与调制器 2.4.1 光开关（Optical Switch）： 介绍光开关的基本功能，以及不同类型光开关（如MEMS光开关、热光开关、电光开关）的工作原理和特点，阐述其在路由、保护和重新配置网络中的作用。 2.4.2 光调制器（Optical Modulator）： 讲解如何将电信号信息加载到光信号上。介绍主要的光调制技术，如电光调制（Mach-Zehnder调制器）、声光调制等，以及它们在不同速率和应用场景下的选择。 2.5 波分复用器（WDM Components） 2.5.1 耦合器（Coupler）与多路/分路器（Mux/Demux）： 介绍如何将多路不同波长的光信号合成为一路进行传输（复用），以及在接收端将信号分离（分路）。详细分析薄膜滤波器（TFF）、光栅（Grating）等技术在WDM组件中的应用。 2.5.2 光纤光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）： 解释FBG的工作原理，以及其在色散补偿、滤波、波长选择等方面的应用。 第三章：光纤通信系统原理与设计 3.1 光通信系统的组成 3.1.1 发送端： 信号源、调制器、驱动电路等。 3.1.2 传输介质： 光纤（单模、多模）、连接器、熔接点等。 3.1.3 接收端： 光电探测器、放大器、解调电路等。 3.2 光信号的调制与解调 3.2.1 数字调制方式： 介绍如开关键控（OOK）等基本的数字调制技术，以及更复杂的调制格式，如PSK（相移键控）、QAM（正交幅度调制）等，及其对频谱效率和抗噪声能力的影响。 3.2.2 模拟调制方式（历史回顾与特定应用）： 简述模拟调制在早期光通信中的应用，以及其局限性。 3.3 光功率预算（Power Budget） 3.3.1 信号功率的计算： 讲解如何计算发送端的光功率输出，以及在接收端所需的最小接收光功率（灵敏度）。 3.3.2 损耗的累加： 详细列举并计算光信号在光纤传输过程中遇到的所有损耗（光纤损耗、连接损耗、熔接损耗等）。 3.3.3 功率裕度（Power Margin）： 计算发送端和接收端功率之间的差值，作为系统设计的关键指标，确保在各种条件下都能可靠通信。 3.4 信号质量的评估 3.4.1 误码率（Bit Error Rate, BER）： 定义并解释BER作为衡量数字通信系统性能的核心指标。 3.4.2 信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）与信量子比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）： 分析噪声对信号质量的影响，以及SNR和信量子比与BER之间的关系。 3.4.3 眼图（Eye Diagram）： 讲解眼图作为一种直观的信号质量评估工具，如何通过分析眼高、眼宽、抖动等参数来判断信号的完整性。 3.5 光纤通信网络的架构 3.5.1 点对点（Point-to-Point）系统： 最简单的光纤通信连接方式。 3.5.2 线路复用（Line-Rate Multiplexing）： 在同一根光纤上传输多个信号。 3.5.3 波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）： 介绍WDM的基本原理，包括粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM），以及它们在增加通信容量上的巨大作用。 3.6 高级传输技术概念 3.6.1 信号再生与中继（Regeneration and Repeaters）： 早期用于克服损耗和色散的手段。 3.6.2 光信号处理： 引入光域信号处理的概念，探索在光域内进行信号的复用、解复用、切换等操作的可能性。 结语 本卷为理解现代光纤通信系统奠定了坚实的理论和技术基础。从光的物理性质到光纤的微观结构，从核心器件的特性到系统设计的关键指标，本书都力求详尽阐述。掌握这些基础知识，是进一步深入研究光网络架构、高性能传输技术以及未来通信演进的关键。在下一卷中，我们将在此基础上，深入探讨光网络的具体架构、不同类型的网络以及相关的技术挑战与解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的时候，主要目的是想系统地梳理一下自己工作中经常用到但理解不够透彻的那些高级交换特性，比如VXLAN隧道技术和EVPN控制平面。这本书在这方面的覆盖可以说是相当全面。它没有把这些前沿技术包装得过于神秘，而是将它们置于整个网络演进的大背景下进行考察，让你明白为什么需要这些新技术来解决传统技术栈的局限。让我印象特别深刻的是，书中对Overlay和Underlay网络的解耦处理进行了深入探讨，并分析了在大规模数据中心环境中，如何利用这些技术实现灵活的业务部署和故障隔离。这种深入骨髓的分析能力，体现了作者深厚的行业洞察力。阅读过程中，我甚至能感受到作者在知识更新上的努力，很多旧版教材中已经过时的内容被替换成了业界最新的标准和最佳实践。对于我这种需要持续跟进技术前沿的工程师来说，这种“与时俱进”的更新是极其宝贵的。这本书的排版也十分精良，注释清晰，索引全面，极大地提高了查阅特定知识点的效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，更像是一部严谨的工程手册，而非一本理论专著。它没有过度渲染技术的光环，而是脚踏实地地探讨工程实现中的“痛点”与“权衡”。在讨论QoS和流量工程时，书中详细分析了不同调度算法（如WFQ、DRR）在不同负载场景下的性能表现差异，并给出了在特定业务场景下进行算法选型的建议。这种“实战派”的写作风格，对于我这种每天与网络设备打交道的运维人员来说，简直是雪中送炭。我尤其欣赏作者在描述协议机制时，总会附带提及商用设备厂商在实现该特性时可能出现的差异化处理，这种“避坑指南”式的提醒，避免了我们在实际运维中走不必要的弯路。很多网络问题看似是配置错误，实则源于对底层协议设计意图的误解，而这本书恰恰弥补了这种理解上的鸿沟。它教会我的不仅是配置命令，更是“为什么”要这样配置。阅读过程虽然需要投入大量精力，但最终获得的知识复利是巨大的，它极大地提升了我解决复杂网络故障的信心和效率。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的著作，初次捧读时着实让我对它的深度感到敬畏。作为一名在通信行业摸爬滚打了十多年的老兵，我深知理论基础的重要性，而这本书恰好满足了我对系统性学习的渴求。它并非那种蜻蜓点水、只介绍表层概念的入门读物，而是深入剖析了从基础原理到前沿应用的每一个技术细节。尤其是对SDN和NFV这些新兴架构的阐述，简直可以说是教科书级别的。作者没有满足于描述“是什么”，而是花了大量笔墨解释“为什么会这样设计”以及“在实际部署中会遇到哪些挑战”。书中大量的图示和精确的公式推导，极大地降低了理解复杂协议栈的难度。记得有一次，我们团队在排查一个复杂的路由收敛问题时，正是书中关于BGP路径选择算法的详细分析，为我们指明了方向。这本书的价值在于其知识的广度和深度达到了一个完美的平衡点，既能让新人建立坚实的基础，也能让资深工程师找到精进的方向。它更像是一位沉默而博学的导师，随时准备在你遇到技术瓶颈时提供指引。我个人认为，任何一个以交换和网络技术为职业核心的人，都应该将它置于案头，时常翻阅，因为它所蕴含的知识体系是经得起时间考验的。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是在一个技术交流群里听人推荐这本书的，当时我对市面上那些充斥着华丽辞藻却缺乏实质内容的“新版”书籍已经心生倦怠。然而，《现代交换技术（第三版）》这本书，给我带来了一种久违的踏实感。它的编排逻辑极其严谨，从数据链路层的帧结构到网络层的数据包转发机制，层层递进，逻辑链条清晰得如同精心铺设的光纤网络。最让我赞叹的是，作者似乎完全理解读者的困惑点，总能在关键概念即将模糊不清时，插入一个简洁却一针见血的案例或类比。举个例子，书中对MPLS标签交换的描述，没有陷入枯燥的术语堆砌，而是用了一个非常形象的比喻，让我瞬间理解了标签的本质和其在提高转发效率上的作用。这本书的阅读体验，更像是参加了一场高水平的学术研讨会，发言者条理清晰，论据充分，且始终以解决实际工程问题为导向。它不是一本“读完就扔”的书，而是一本需要反复咀嚼、记录心得的工具书。我甚至开始用它来指导我的实习生，发现他们通过这本书建立起来的知识框架，比我当初自学时要扎实得多。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚从校园步入工作岗位的网络工程师，我对新环境感到既兴奋又有些迷茫。市面上的教材往往过于侧重学术定义，脱离实际生产环境，让我感觉学非所用。直到我接触到这本《现代交换技术（第三版）》，我才找到了一个完美的过渡桥梁。它用一种非常平易近人的方式，将抽象的协议概念转化为可以触摸、可以验证的工程实体。比如，在讲解生成树协议（STP）的收敛过程时，书中不仅展示了经典的拓扑变化图，还模拟了不同根桥优先级设定下的状态机迁移，这让原本复杂的算法变得直观易懂。更关键的是，这本书的更新速度和内容的时效性非常高，它所讨论的技术点，很多都是我入职后立即需要在工作中接触和理解的。它没有故作高深，而是用一种“传帮带”的姿态，引导我逐步掌握复杂的交换架构。这本书对我最大的帮助是建立了一个完整的、自洽的网络知识体系，让我不再是零散地学习各个技术点，而是能够看到它们之间是如何相互连接、相互制约的，为我未来的职业发展打下了坚实的基础。