光縴通信與網路技術（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書內容採簡明扼要、循序解說的方式，並以圖錶說明讓讀者建立良好的光縴通信係統、元件及網路基礎，其內容包括光縴通信概論、光纜、光源、光電檢光器、光放大器、光發射、接收機、光縴寬頻網路通信技術、全光網路等，涵蓋範圍廣，讀完此書可瞭解光縴通信與網路技術的發展趨勢、應用與設計架構，值得您細細品嘗。本書適閤大專資訊、電子、電機科係「光縴通信」課程使用。

本書特色

　　1.市麵上還未有將光縴通信與網路技術結閤編著的書籍，您不能錯過。
　　2.內容新穎、實用，採循序解說的方式，讓讀者建立良好基礎。
　　3.本書適閤大專資訊、電子、電機科係「光縴通信」課程使用。

現代光網絡架構與未來趨勢 本書涵蓋瞭當前高速率、大容量光通信網絡的關鍵技術、係統設計與實際部署的全麵解析，重點探討瞭麵嚮5G/6G、數據中心互聯（DCI）及廣域骨乾網的最新發展方嚮。 --- 第一部分：光傳輸係統基礎與核心技術深化 第一章：光縴物理特性與傳輸極限 本章深入剖析瞭光縴作為傳輸介質的物理學基礎，超越瞭傳統單模光縴（SMF）的基本概念，重點討論瞭超低損耗光縴（Ultra-Low Loss Fiber, ULLF）的材料科學進展，以及色散管理技術的演進。內容包括： 非綫性效應的量化分析： 詳細闡述瞭自相位調製（SPM）、交叉相位調製（XPM）、受激拉曼散射（SRS）和受激布裏淵散射（SBS）在超高速率係統（400G及以上）中的影響機理，並介紹瞭有效抑製這些非綫性效應的信號處理方法，如有效帶寬內光縴的色散管理和優化調製格式的選擇。 新型光縴技術： 全麵介紹非零色散位移光縴（NZ-DSF）、低模間色散光縴（Low-Mode-Dispersion Fiber）的結構特性及其在密集波分復用（DWDM）係統中的應用優勢。同時，對少模光縴（Few-Mode Fiber, FMF）和空芯光縴（Hollow-Core Fiber, HCF）的最新研究進展及其在超低延遲和超高功率傳輸中的潛力進行瞭技術評估。 光縴損耗與散射機製的精確建模： 建立瞭更符閤現代高功率傳輸場景的損耗模型，包括瑞利散射、吸收譜綫（OH吸收峰）的精細控製，以及彎麯損耗（Macro/Micro Bending Loss）的工程化處理方案。 第二章：相乾光通信係統的信號處理與調製格式 相乾檢測技術是現代高速率光通信的基石。本章專注於相乾係統中的高級信號處理技術，旨在實現更高的頻譜效率和更遠的傳輸距離。 高級調製格式的權衡分析： 詳細對比瞭正交相移鍵控（QPSK）、16/32/64正交幅度調製（QAM）的性能指標，包括它們的頻譜效率、對光信噪比（OSNR）的需求、以及對非綫性損傷的敏感度。重點分析瞭如何通過概率整形（Probabilistic Constellation Shaping, PCS）技術，根據實時鏈路條件動態優化調製階數，實現“比特-赫茲”效率的最大化。 數字信號處理（DSP）核心算法： 深入解析瞭接收端DSP模塊的關鍵算法，包括： 色散補償（CD Compensation）： 基於快速傅裏葉變換（FFT）和分數傅裏葉變換的色散補償算法的實現細節與計算復雜度分析。 偏振模色散（PMD）補償： 重點介紹基於自適應濾波（如LMS/RLS算法）的動態PMD補償技術，及其在多模態光縴和現有單模光縴中的適用性。 載波相位恢復與定時同步： 探討瞭Viterbi-Viterbi、Gardner定時提取器等先進算法在處理高階調製格式時的魯棒性。 前嚮糾錯（FEC）技術前沿： 詳細介紹瞭硬判決FEC與軟判決FEC（如Turbo碼、低密度奇偶校驗碼LDPC）在光通信中的應用，特彆是軟判決FEC如何通過提高前嚮糾錯增益（Coding Gain）來顯著提升OSNR容限，從而延長傳輸距離或提高速率。 第三章：光放大與動態增益控製 本章聚焦於光信號放大技術的最新發展及其在長距離和城域網絡中的應用。 摻鉺光縴放大器（EDFA）的性能優化： 探討瞭雙包層泵浦技術、C+L波段聯閤放大器的設計原理。重點分析瞭放大器中的噪聲特性（ASE噪聲）、增益平坦化技術（如利用吸收材料或特種EDFA結構）以及不同泵浦方案對放大器性能的影響。 拉曼放大器（RA）與混閤放大器： 詳細闡述瞭受激拉曼散射的機理，以及拉曼放大器在提供分布式增益方麵的優勢，特彆是在超長距傳輸和特定波長區域的增益補償中的作用。重點分析瞭EDFA與拉曼放大器結閤形成的混閤放大器結構（Hybrid Amplifier）的設計與優化，以實現全波段的均勻增益。 動態增益控製（AGC/ALC）： 探討瞭在DWDM係統中，如何通過快速、精確的增益控製機製來應對通道的動態增減（如藍/紅帶隙效應、通道啓停），確保接收端光功率的穩定性和係統彈性。 --- 第二部分：光網絡架構與業務承載 第四章：波長選擇開關與 ROADM 技術 ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）是構成彈性光網絡的關鍵節點。本章深入剖析瞭ROADM的架構演進、關鍵組件技術及其組網應用。 ROADM架構演進： 對比分析瞭基於波長選擇開關（WSS）的無色散（Colorless）、無方嚮（Directionless）架構（CDC-ROADM）的設計原理、實現方式（如基於MEMS、LCoS或薄膜濾波器技術的WSS）。 多自由度開關技術： 詳細介紹瞭 WSS 芯片的工作原理，包括其濾波帶寬、插入損耗、偏振相關損耗（PDL）的工程指標，以及多維度（如NxN端口、多級連接）ROADM的組網拓撲設計。 網絡拓撲與流量調度： 探討瞭ROADM網絡中光層業務的動態調配，包括最短路徑選擇、波長衝突避免算法，以及在SDN（軟件定義網絡）控製下實現端到端波長路由和保護倒換的機製。 第五章：數據中心互聯（DCI）與城域網光傳送 隨著雲計算和邊緣計算的興起，DCI和城域骨乾網對低延遲、高可靠性和成本效益提齣瞭新的要求。 DCI光模塊技術： 聚焦於短距、中距DCI場景，詳細分析瞭400G/800G ZR/ZR+相乾光模塊的技術規範、功耗特性和集成挑戰。討論瞭如何利用低階調製格式（如DP-QPSK）和先進封裝技術來實現超高集成度和低成本目標。 城域網絡（Metro）的業務適配： 分析瞭如何將不同的業務等級（如以太網、OTN、SDI）映射到OTN/WDM框架中。重點討論瞭OTN的靈活速率映射（FlexE、OSU）技術，以及如何通過OTN層實現業務的保護和恢復機製。 低延遲傳輸優化： 針對金融交易和高性能計算對延遲的嚴格要求，探討瞭通過減少光路中的組件數量（如采用超低損耗器件、簡化ROADM結構）、優化光縴路徑選擇，以及利用拉曼放大器實現無電中繼傳輸的技術路徑。 第六章：光電融閤與網絡虛擬化 本章探討瞭網絡控製平麵與數據平麵的解耦，以及光層與電層的協同工作。 光網絡與SDN的集成： 詳細介紹開放網絡控製接口（如OpenFlow、NETCONF/YANG）在光層管理中的應用。分析瞭SDN控製器如何實現對ROADM和可編程光模塊的集中控製，以及如何利用應用程序層接口（API）快速響應業務需求。 軟件定義網絡中的光層抽象： 討論瞭如何構建一個統一的網絡信息模型，使上層應用能夠抽象地請求光路資源（例如，請求一個特定OSNR和帶寬的連接），而底層DSP和ROADM設備自動完成復雜的配置和補償參數計算。 O-E-O與O-O-O的邊界管理： 分析瞭在異構網絡中，電層與光層之間的接口協議和保護倒換機製。闡述瞭在端到端連接中，何時選擇進行電再生（O-E-O）以恢復信號質量，以及何時依賴全光層（O-O-O）的透明傳輸優勢。 --- 第三部分：未來趨勢與前沿研究方嚮 第七章：超高容量與空分復用（SDM） 為應對未來TB/s級彆的傳輸需求，本章側重於突破傳統單芯光縴的容量瓶頸。 多芯光縴（Multi-Core Fiber, MCF）： 深入探討瞭MCF的結構設計（如晶格結構、階梯結構）及其相對於標準單模光縴的容量提升潛力。重點分析瞭多芯間的串擾（Crosstalk）抑製技術，如采用氣隙隔離、特定光縴排布和先進的數字信號分離算法（如模式復用技術）。 多模復用（MMF）的數字分離： 詳細講解瞭如何利用高階模的傳輸特性，通過在收發端使用模式耦閤矩陣（Mode Coupling Matrix）進行數字化分離和組閤，實現更高的頻譜效率。 空芯光縴（HCF）的工程化挑戰： 評估瞭HCF在實現超低延遲和抑製非綫性效應方麵的巨大優勢，並著重分析瞭在實際部署中，如何解決其製造過程中的氣密性、光縴彎麯敏感性以及長距離穩定性的工程難題。 第八章：量子通信與光網絡安全 隨著量子計算技術的快速發展，麵嚮未來安全的通信網絡結構成為研究熱點。 量子密鑰分發（QKD）與現有網絡集成： 分析瞭BB84、E91等主流QKD協議的原理，並探討瞭如何在現有DWDM網絡中安全地集成QKD信道，包括波長隔離、功率管理和對現有業務的乾擾評估。 抗量子密碼學在網絡層麵的應用： 介紹瞭後量子密碼學（PQC）算法（如格密碼、哈希簽名）在網絡認證、加密隧道建立和信令安全中的部署策略。 網絡彈性與故障預測： 探討利用人工智能和機器學習技術，對光縴鏈路中的微小環境變化、光器件老化趨勢進行實時監測和異常模式識彆，實現網絡故障的早期預測和預防性維護。 總結：麵嚮“全光化”的下一代網絡願景 本書的最後一部分將對未來光網絡的發展進行宏觀展望，強調網絡組件的進一步光電器件集成化（例如，將相乾收發模塊集成到ROADM/OTN設備中），以及網絡智能化的深度融閤，為讀者描繪一個高效、低能耗、高度靈活的未來全光傳輸體係的藍圖。

第1章　光縴通信概論
1.1　光縴通信發展概述
1.2　光縴通信的特點
1.3　光縴通信係統
1.4　光縴通信技術的發展趨勢

第2章　光縴與光纜
2.1　概述
2.2　光縴的基本結構及材料
2.3　光縴的分類
2.4 光在光縴中的傳播原理
2.5　光縴的損耗特性
2.6　光縴的色散特性
2.7　單模光縴
2.8　光纜的結構與種類

第3章　光源
3.1　概述
3.2　發光的基本原理
3.3　粒子數反轉分佈和諧振腔
3.4　半導體雷射的結構
3.5　半導體雷射的特性
3.6　動態單縱嚮模態半導體雷射
3.7　發光二極體

第4章　光電檢光器
4.1　概述
4.2　光電檢光器的原理
4.3　PIN光電檢光器
4.4　瀉光二極體
4.5　長波長光電檢光器

第5章　光縴通信用的無源元件
5.1　概述
5.2　光縴連接器
5.3　光縴耦閤器
5.4　分波多工器
5.5　光衰減器
5.6　光開關
5.7　光隔離器

第6章　光放大器
6.1　概述
6.2　摻鉺光縴放大器的結構
6.3　摻鉺光縴放大器的工作原理
6.4　摻鉺光縴放大器的特性
6.5　摻鉺光縴放大器在光縴通信係統中的應用

第7章　光源的調變與光發射機
7.1　光源的調變方式
7.2　光源的直接調變原理
7.3　光源的間接調變原理
7.4　光發射機
7.5　數位光縴通信中的綫路碼型

第8章　光接收機
8.1　概述
8.2　數位光縴通信接收機的基本組成
8.3　光接收機的主要參數
8.4　新型光接收機

第9章　單模光縴通信係統設計
9.1　單模光縴通信係統的組成
9.2　單模光縴通信係統光源的選擇
9.3　單模光縴損失分析
9.4　單模光縴連接器的設計特點
9.5　單模光縴係統色散計算
9.6　單模光縴係統用的光電檢光器
9.7　係統增益和光路損失估算
9.8　使用光縴放大器的長途乾綫光縴通信係統

第10章　光縴寬頻網路通信技術
10.1　國傢資訊高速公路
10.2 同步數位階層
10.3　非同步傳輸模式
10.4　傳輸媒體
10.5　X.25 技術
10.6　網路及網路技術
10.7　光縴有綫電路係統的設計舉例

第11章　光縴通信新技術
11.1　多工技術的基本概念
11.2　分波多工技術
11.3　高密度分波多工技術
11.4　相乾光通信係統
11.5　光固子光縴通信係統

第12章　全光網路
12.1　資訊時代的全光網路
12.2　全光網路的發展過程─第三代通信網路
12.3　全光網路的概念和分層結構
12.4　全光網路的光波多工
12.5　光路由與光交換
12.6　全光網路的應用─光網路互聯

第13章　光縴與光縴通信係統的測量
13.1　光縴特性的測量
13.2　光縴數位傳輸係統傳輸特性的測量
13.3　眼圖測試
13.4　光縴類比傳輸係統傳輸特性的測量
13.5　光縴測量中常用的儀器

附錄
附錄A　英文縮寫詞
附錄B　中英對照
附錄C　參考文獻

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我是一位大學裏的電子工程係教授，我的研究方嚮一直與通信技術相關。近年來，光縴通信在數據傳輸速率、帶寬、穩定性和安全性等方麵展現齣瞭巨大的優勢，已經成為現代通信網絡的核心。我一直在尋找一本能夠係統性介紹光縴通信最新發展和網絡技術前沿的教材，供我的高年級本科生和研究生使用。我聽聞《光縴通信與網路技術（第三版）》這本書評價很高，許多同行推薦。我比較關心的是，這本書在理論深度上是否足夠？例如，關於調製格式、編碼技術、多路復用技術（如 WDM）的講解是否深入且更新？它在網絡技術方麵，是否涵蓋瞭光網絡架構、光交換技術、以及與 IP 網絡融閤的一些關鍵問題？我對最新興起的光網絡技術，例如軟件定義光網絡（SDN-O）和網絡功能虛擬化（NFV）在光網絡中的應用，特彆感興趣。不知道這本書對這些前沿領域是否有涉及，或者能夠提供一些相關的理論基礎和發展趨勢的介紹？我希望這本教材能夠幫助我的學生們建立起堅實的理論基礎，並且對未來的光通信技術發展有一個清晰的認識，為他們未來的學術研究或職業生涯打下良好基礎。

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我是一個剛入行不久的網絡工程師，公司最近接瞭一個大型的光縴布建案，我被指派要去負責一部分的現場施工和測試。說實話，雖然學過一些基礎的電信原理，但麵對實際的光縴鋪設、熔接、以及後期的信號測試，我還是感到壓力很大。同事們都推薦我買這本《光縴通信與網路技術（第三版）》，他們說這本書的實務操作部分寫得非常詳細，從光縴的種類、特性，到各種接續方式（熱熔、冷接）的優缺點和操作技巧，甚至連光功率計、時域反射儀（OTDR）這些測試儀器的使用方法都有圖文並茂的講解。我最擔心的是施工過程中可能會遇到的各種問題，比如光縴損耗過大、反射點太多等等，這本書會不會提供一些排除故障的實用方法？另外，我想知道書中有沒有介紹光縴通信在不同領域的應用，比如數據中心、城域網、海底光纜等等，以及這些應用對光縴技術有什麼特彆的要求。如果是剛剛接觸光縴領域的新手，能不能從這本書開始，一步一步地建立起紮實的知識體係？我很希望這本書能夠成為我工作上的好幫手，讓我在麵對實際問題時，能夠有理可循，而不是憑感覺亂做。

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這本書我老早就想買瞭，身邊的朋友很多都推薦，尤其是一些在網路工程界打滾的前輩，他們都說這本《光縴通信與網路技術（第三版）》絕對是必讀聖經，從入門到進階，麵麵俱到。我平常工作上會接觸到一些光縴設備，但總覺得對背後的原理瞭解不夠透徹，很多時候隻能依葫蘆畫瓢，遇到問題也常常卡關。聽說這第三版更新瞭很多最新的技術和應用，像是 5G 相關的光網路，還有 SDN、NFV 這些新概念，對我這種想跟上時代的人來說，實在太重要瞭。我希望這本書不隻是講解理論，更能提供一些實際的案例分析，讓我知道這些理論是如何在現實世界中應用的。另外，我一直很好奇，在颱灣這邊，目前光縴網絡的建置和發展到瞭哪個階段？跟國際上相比有什麼優勢或劣勢？這本書會不會觸及到這方麵的內容呢？如果能結閤颱灣的實際情況來講解，那就更棒瞭！我買書的時候，最怕就是那些空泛的理論，讀起來像天書，又不知道能用在哪裡。這本《光縴通信與網路技術（第三版）》據說講解得很紮實，不會讓人覺得摸不著頭腦。我尤其期待它能幫助我理解光信號的傳輸原理、各種光縴的特性差異，以及在不同應用場景下該如何選擇閤適的光縴和設備。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在通信設備公司擔任産品經理的職場人士。我的工作需要對市場上的光縴通信和網絡技術産品有深入的瞭解，並且能夠預判未來的技術發展趨勢，為公司的新産品研發提供方嚮。我手上的這本《光縴通信與網路技術（第三版）》可以說是我的案頭必備。每次看到新版本齣版，我都會第一時間購買。這一版我特彆期待它在數據中心光網絡、5G/6G 承載網技術，以及一些新興的光通信應用（例如光計算、光傳感）方麵的更新。我希望這本書不僅能介紹技術原理，更能提供相關的市場應用案例和發展前景的分析。比如說，在數據中心領域，高速率光模塊（如 400G、800G）的演進路綫，以及相乾光通信在數據中心內部和數據中心互聯（DCI）中的作用，這本書會不會有詳細的介紹？在 5G/6G 承載網方麵，它會如何闡述光網絡在支持海量連接、低延遲、高可靠性方麵的挑戰和解決方案？另外，我一直很關注光通信在人工智能、大數據等領域的潛在應用，這本書是否會觸及到這方麵的內容，或者提供一些前瞻性的展望？

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我是個對科技趨勢很敏感的普通愛好者，雖然不是專業人士，但一直對“光縴通信”這個詞充滿好奇。感覺現在我們傢裏的網絡越來越快，手機信號也越來越好，背後肯定都離不開光縴的功勞。我看到很多人都在討論這本《光縴通信與網路技術（第三版）》，說是非常權威的書。我最想知道的是，這本書會不會用比較容易懂的方式來解釋光縴到底是怎麼工作的？比如，光是怎麼在縴芯裏跑的？為什麼光縴的傳輸速度比以前的銅綫快那麼多？還有，現在的網絡技術，除瞭傢裏用的光縴到戶，在其他地方也有很多應用吧？比如，城市裏的網絡是怎麼布綫的？手機信號塔和基站之間是用什麼連接的？書裏會不會介紹這些實際的場景？我平時看科技新聞，經常會看到一些新名詞，比如“波分復用”、“光放大器”之類的，不知道這本書會不會有比較通俗的解釋，讓我這個門外漢也能聽懂？我希望這本書能讓我對我們生活周圍無處不在的光縴通信有個更全麵、更直觀的認識，而不是僅僅停留在“它很快”的這種模糊概念上。