现代光纤通信与网络教程 张宝富,刘忠英,万谦等 9787115102096 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张宝富，刘忠英，万谦等 著

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• 张宝富
• 刘忠英
• 万谦

店铺： 天乐图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115102096

商品编码：29311616641

包装：平装

出版时间：2002-07-01

基本信息

书名：现代光纤通信与网络教程

定价：36.00元

作者：张宝富,刘忠英,万谦等

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2002-07-01

ISBN：9787115102096

字数：543000

页码：347

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书全面而系统地论述了现代光纤通信与网络的主流应用技术及发展方向。全书共分四个部分。部分：基础篇，简要介绍了现代光纤通信与网络的特点、光波在光纤中的复用与放大原理、半导体光器件的工作原理，重点介绍了各种新型的常用光器件和各类单模光纤。第二部分：系统篇，介绍了光纤通信系统的基本组成以及各类典型系统，重点介绍了传输系统的设计，包括光发送机、光接收机、光放大器、中继距离的设计以及光纤的选型等和系统性能评估方法，对两种主要系统即强度调制直接检测（IM-DD）与波分复用系统（WDM）的性能进行了评估。第三部分：网络篇，从总体上介绍了各类光纤网络，详细分析了SDH光同步传送网及其同步复用的原理、网络同步、自愈环网的构成及保护恢复、节点设备等，并重点介绍了波长选路光网络WRN的光通道与波长路由、波长选路与光交换、网管等。第四部分：应用篇，介绍了多业务光纤接入网、高速光纤以太网等。
本书取材广泛，内容新颖实用，力求让读者从整体上把握现代光纤通信与网络的基本原理、相关技术以及应用全貌；行文通俗易懂、深入浅出，并配有丰富的图表，各部分独立成篇。本书适合不同层面的读者选用，可以作为高等院校各类通信、广播电视、计算机网络、光信息技术、光电子技术、信息管理等专业的教材及各类光纤通信技术培训班用书 ，也适合广大科研和工程技术人员阅读和参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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数字时代的基石：光纤通信与网络技术精要 我们身处一个信息爆炸的时代，数字浪潮以前所未有的速度重塑着我们的生活、工作乃至思维方式。从高清视频流的顺畅播放，到全球范围内的实时通信，再到支撑人工智能、大数据和物联网等前沿科技的蓬勃发展，这一切的背后，都离不开一项核心技术——光纤通信与网络。这项技术不仅是现代信息社会不可或缺的物理基础设施，更是未来数字世界无限可能性的基石。 光纤通信，顾名思义，就是利用光信号作为信息载体，通过光导纤维进行信息传输的技术。它巧妙地将信息编码为光的开关（亮或灭，或不同的频率、相位），然后将这些光脉冲注入到特制的光纤中，使其在光纤内部以极高的速度和极低的损耗传播，最终在接收端被还原为原始信息。与传统的电信号传输相比，光信号具有带宽极宽、传输损耗低、抗电磁干扰能力强、安全性高等诸多优势，这些优势使得光纤通信在信息传输的容量、速度和距离上都实现了质的飞跃。 光纤通信的奥秘：从基础原理到核心构成 要理解光纤通信，我们首先需要深入其核心原理。光信号在光纤中的传输，主要依赖于“全内反射”这一物理现象。光纤由高纯度的玻璃或塑料制成，其内部通常包含一个纤芯（core）和一个包层（cladding）。纤芯的折射率略高于包层，当光线以合适的角度从纤芯射向纤芯与包层的界面时，就会发生全内反射，沿着光纤蜿蜒前进，如同光在镜子之间不断弹射。这种机制确保了光信号能够高效地、低损耗地在光纤中传输很长的距离。 光纤本身并非单一材料，其结构的设计也颇具匠心。我们常见的单模光纤（single-mode fiber）和多模光纤（multi-mode fiber）便是两种主要类型，它们在纤芯直径、传输模式和应用场景上有所区别。单模光纤纤芯直径极细（约9微米），只允许单一模式的光传输，因此信号失真小，传输速度快，适用于长距离、大容量通信，是骨干网和海底光缆的首选。多模光纤纤芯直径相对较大（50或62.5微米），允许多种模式的光传输，但不同模式的光在光纤中传播速度不同，容易引起“模式色散”，限制了其传输距离和带宽，但其生产成本较低，更适合短距离、低成本的应用，如局域网内部连接。 除了光纤本身，光纤通信系统还包含一系列至关重要的组成部分。 光源（Light Source）：这是光信号的“制造者”。目前广泛使用的是半导体激光器（Laser Diode, LD）和发光二极管（Light Emitting Diode, LED）。激光器发出的光具有高方向性、高单色性和高亮度，是实现高速、长距离通信的理想选择。LED虽然亮度较低，但成本较低，适用于短距离传输。 调制器（Modulator）：将电信号转换为光信号的过程，即信息“编码”到光信号上。这可以通过直接调制光源的电流强度，或者使用外部调制器来实现，后者能提供更精确的控制和更高的调制速率。 光放大器（Optical Amplifier）：在光信号长距离传输过程中，会发生衰减。光放大器能够在不将光信号转换为电信号的情况下，直接放大光信号的功率，弥补损耗，延长传输距离。掺铒光纤放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）是目前应用最广泛的光放大器类型。 光电探测器（Photodetector）：这是光信号的“接收者”。它将接收到的光信号转换回电信号，以便后续的信号处理和信息解码。常用的光电探测器包括PIN光电二极管和雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode, APD），后者具有内建增益，灵敏度更高。 复用器与解复用器（Multiplexer and Demultiplexer）：为了最大化光纤的传输容量，需要将多个独立的光信号叠加到同一根光纤中传输。波分复用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）技术便是其中的关键，它利用不同波长的光携带不同信息，通过复用器将不同波长的光合二为一，在接收端通过解复用器将它们分离。 光纤网络：连接世界的神经网络 光纤通信的价值不仅在于单根光纤的传输能力，更在于它们如何被组织成庞大而复杂的网络，连接起世界上的每一个角落。一个现代光纤网络，就像一个高度发达的神经网络，其架构和运行机制复杂而精妙。 网络架构：从宏观上看，光纤网络可以分为多个层级。骨干网（Backbone Network）是网络的核心，由大量高速、大容量的光纤链路组成，连接着各个城市、国家甚至大陆。城域网（Metropolitan Area Network, MAN）则负责连接城市内部的各个区域和企业。接入网（Access Network）则将光纤铺设到家庭、办公室等终端用户，实现“最后一公里”的连接。这种层级化的设计，能够有效地组织和管理海量的信息流。 传输模式：光纤网络中存在多种传输模式。点对点（Point-to-Point）连接是最基本的，直接将两个节点连接起来。点对多点（Point-to-Multipoint）连接则是一个节点连接多个节点，常用于接入网。而网状网络（Mesh Network）则提供了多条路径，增加了网络的鲁棒性和可靠性，即使部分链路发生故障，信息也能通过其他路径绕行。 核心网络技术：现代光纤网络离不开一系列先进的技术支撑。 同步光纤网络（Synchronous Optical Networking, SONET）/同步光纤传输系统（Synchronous Digital Hierarchy, SDH）：这是两种广泛应用于骨干网的标准化传输技术，定义了光信号的封装、复用和同步机制，实现了高效、可靠的数据传输。 光交换（Optical Switching）：在光域直接进行信号路由和交换，避免了电信号转换的损耗和延迟，是实现超高速度网络的核心技术。 无源光网络（Passive Optical Network, PON）：一种接入网技术，通过光分路器在光纤网络中实现分光，省去了中间的有源电子设备，降低了建设和维护成本，是实现“光进铜退”的关键技术。 软件定义网络（Software-Defined Networking, SDN）与网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization, NFV）：这些新兴技术正在重塑传统网络的架构，通过将网络控制逻辑与数据转发分离，实现网络的智能化、灵活化和自动化管理，为未来的网络发展注入了新的活力。 光纤通信与网络的应用前景：赋能未来 光纤通信与网络不仅仅是信息传输的通道，更是驱动社会进步和科技创新的关键引擎。 互联网与数字生活：我们日常使用的互联网，绝大多数内容都通过光纤网络传输。高清视频、在线游戏、社交媒体、云计算、远程办公等，无不依赖于光纤提供的高带宽和低延迟。 5G与移动通信：5G网络的建设，离不开密集的光纤回传网络。光纤为基站提供高速、稳定的连接，是实现5G超高速度、超低延迟的关键。 物联网（IoT）：海量物联网设备的连接和数据传输，对网络带宽和时延提出了巨大挑战，光纤网络是支撑物联网发展的必然选择。 人工智能（AI）与大数据：人工智能和大数据分析需要处理和传输海量数据，光纤网络的高容量和高速度，为这些领域的快速发展提供了强有力的支持。 科学研究与工业应用：粒子加速器、射电望远镜等大型科学设备，以及工业自动化、智能制造等领域，都离不开高性能光纤通信系统的支持。 金融与医疗：高频交易、实时金融信息传输，以及远程医疗、高清医学影像传输等，都对网络的性能有着极致的要求，光纤通信是实现这些场景的基石。 总而言之，光纤通信与网络技术，以其卓越的性能和无限的潜力，正在深刻地改变着我们的世界，并以前所未有的力量，驱动着我们走向一个更加互联、智能和高效的未来。这项技术的发展，不仅是科技的进步，更是人类社会信息文明迈向新高度的标志。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它不仅记录了“是什么”，更深入地探讨了“为什么”以及“如何改进”。我注意到，它在介绍传统光纤通信系统的局限性之后，迅速无缝地过渡到了下一代技术的引入，比如空分复用（SDM）的初步概念介绍，尽管篇幅不长，但显示了作者们对行业前沿的关注度。我发现，书中对光器件的介绍也相当精炼，没有陷入对每个型号器件的参数罗列，而是侧重于介绍其工作原理和在不同网络层次中的作用。这使得读者在阅读时能够始终保持对整个通信系统的宏观把握，而不是沉迷于某个微小部件的技术细节中。对我而言，这本书更像是一张高质量的“路线图”，它指明了光通信技术发展的脉络，帮助我这种技术人员在快速迭代的行业中，保持学习的方向感和战略视野。

评分☆☆☆☆☆

我是在准备一个行业认证考试的时候接触到这本教材的，说实话，最初我只是把它当成一本“应试资料”来看待的。但深入阅读后，我发现它的价值远超出了考试本身。它最吸引我的地方在于其内容的广度与深度达到了一个非常微妙的平衡。比如，在讲解光纤的损耗机制时，作者没有直接跳到超低损耗光纤，而是从最基础的瑞利散射、吸收就开始系统地梳理，这让我对光在光纤中传输的物理本质有了更深刻的理解。更棒的是，它对光网络架构的描述，尤其是涉及ASON/GMPLS的部分，非常贴近当前运营商网络的实际部署情况。我曾经为了理解一个路由切换流程在网上找了无数资料，最后还是在这本书里找到了最清晰、最权威的解释。那种豁然开朗的感觉，是看零散的技术博客或标准文档无法比拟的，因为它提供了一个完整的知识体系框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手里的时候，我最直观的感受就是“厚重”。从拿到书的那一刻起，就能感受到它沉甸甸的分量，这让我对书的内容充满了期待。封面设计虽然是经典的教材风格，但内页的排版却出乎意料地清晰易读。我记得我当时急着想找一些关于DWDM（密集波分复用）技术的最新进展，这本书的目录里赫然出现了相关的章节。我翻阅了那些部分，发现作者们并没有停留在理论的层面，而是用大量的图示和案例来解析复杂的光纤链路设计和系统优化问题。尤其让我印象深刻的是，它对光纤的非线性效应的讲解，不是那种干巴巴的数学推导，而是结合了实际工程中可能遇到的问题来展开论述，这对于正在进行毕业设计，或者刚踏入光通信领域的新人来说，简直是及时雨。很多其他参考书在这方面往往一带而过，导致初学者在实际操作中会感到无从下手，但这本书给出了非常详尽的步骤和注意事项。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，刚开始接触这套教材时，我差点因为某些章节的数学推导而望而却步，尤其是关于光孤子和非线性效应建模的部分。那时候我还在上大二，对高阶导数的应用还不太熟练。但是，作者们似乎预料到了这种学习障碍，他们在推导过程的旁边，总是附带着非常直观的物理图像和比喻。比如，他们用“赛车道上的拥堵”来解释自相位调制（SPM）对脉冲的影响，一下子就将抽象的数学公式变得形象起来。这种“由表及里，再由里及表”的教学方法，大大降低了学习曲线的陡峭程度。它不像一些纯粹的学术著作那样高冷，而是努力地将复杂的现代光通信技术，以一种更贴近工程师思维逻辑的方式呈现出来，让非专业背景的读者也能逐步建立起扎实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种偏向于光网络维护和故障诊断的工程师来说，技术文档的选择往往决定了工作效率。很多理论书籍读起来就像在看武功秘籍，招式很多，但实战起来却找不到门道。然而，这本书在涉及实际操作和故障排除的部分，展现出了极高的实用价值。我尤其欣赏其中关于光纤链路预算和功率分配的章节，它不仅仅提供了计算公式，还详细分析了不同天气条件、不同接头损耗对系统裕度的实际影响。有一次，我们在一个老旧城域网中排查一个间歇性断链问题，怎么看光功率都正常，但就是偶尔丢包。最后翻阅这本书，对照书中关于光纤色散管理的内容，我们才意识到，在特定工作波长下，某个老式光缆的残余色散正在导致高负载时的码间串扰恶化。这种源于理论但指向实践的洞察力，是这本书作为工具书最宝贵的地方。