海底光纜通信係統（原書第2版） 下冊：設備及運行維護 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[法] 約瑟.切斯尼 著，左名久，王紅霞，鬍珊 譯

圖書標籤:

• 海底光纜
• 光纜通信
• 通信係統
• 設備
• 運行維護
• 網絡工程
• 海洋工程
• 光縴通信
• 海底綫路
• 維護保養

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111592716

版次：1

商品編碼：12351603

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-05-01

用紙：膠版紙

頁數：249

內容簡介

本書全麵而詳細地介紹瞭海底光纜通信係統，提供瞭海底光纜通信係統的設計、技術以及專業海底設備的理論和實踐背景，是一本不可多得的海底光纜通信領域的專著，可作為海底網絡相關科研工作者、高校教師和從事海纜工程技術人員的重要參考文獻。為更有針對性地服務於海底光纜通信係統的設計人員和工程技術人員，我們將譯著分為《海底光纜通信係統（原書第2版）上冊：設計及應用》和《海底光纜通信係統（原書第2版）下冊：設備及運行維護》。《海底光纜通信係統（原書第2版）上冊：設計及應用》首先介紹瞭海底通信係統的概況以及從代海底通信係統到2015年安裝係統的曆史發展情況；然後全麵闡述瞭光縴通信的基本原理、光放大技術、超長距離海底光纜通信係統的設計及其傳輸損傷的補償技術、無中繼傳輸係統的新技術；後介紹瞭近年來海底光纜在科研、石油和天然氣領域的新應用。《海底光纜通信係統（原書第2版）下冊：設備及運行維護》介紹瞭海底網絡的架構和管理、海底係統供電技術及其設計、海纜光縴的新狀況以及現代光縴的研究進展；全麵闡述瞭海底設備、海底綫路終端設備以及海底光纜設備的技術方麵問題；後介紹瞭海底係統規劃和部署、海纜通信係統升級、海纜綫路維護技術。

目錄

譯者的話
原書序
原書序二
原書序三
原書前言
第１ 章　海底網絡的架構和管理 １
１. １　引言 １
１. ２　全球網絡中海底光纜係統的應用 １
１. ２. １　國內網絡 １
１. ２. ２　地區網絡 ２
１. ２. ３　區間網絡 ３
１. ３　網絡架構 ３
１. ３. １　使用分支器後的網絡靈活性 ３
１. ３. ２　可重構光分插復用器分支器的基本網絡特性 ４
１. ３. ３　ＲＯＡＤＭ 分支器的網絡安裝 ８
１. ３. ４　高度連通性的網絡 １１
１. ３. ５　入網點到入網點的網絡連通 １２
１. ３. ６　多個入網點對多個入網點 １６
１. ４　網絡管理係統 １８
１. ４. １　學術概要 １８
１. ４. ２　終端用戶概述 ２０
１. ４. ３　運行和維護功能 ２１
１. ４. ４　係統管理功能 ２３
１. ４. ５　硬件概覽和架構 ２５
１. ４. ６　軟件概覽和安全問題 ２７
１. ４. ７　ＳＤＮ: 持續發展的世界 ２８
１. ５　海底通信網絡的未來 ３０
參考文獻 ３０
第２ 章　海底係統供電 ３２
２. １　引言 ３２
２. ２　供電設計參數 ３３
２. ２. １　供電預算 ３３
２. ２. ２　供電電流 ３４
２. ２. ３　對地電位差 ３５
２. ２. ４　接地電阻 ３６
２. ３　環境因素 ３８
２. ３. １　電磁感應 ３８
２. ３. ２　雷電 ３９
２. ３. ３　短路故障發生時ＰＦＥ 的運行狀態 ３９
２. ４　供電拓撲結構 ４１
２. ４. １　點對點拓撲結構 ４１
２. ４. ２　主乾￣分支拓撲結構 ４１
２. ５　供電設備設計 ４４
２. ５. １　供電係統的可靠性 ４４
２. ５. ２　ＰＦＥ 所需的功能 ４４
２. ５. ３　ＰＦＥ 的構成 ４５
２. ６　故障定位 ４７
２. ６. １　電容測量 ４７
２. ６. ２　直流電阻測量 ４７
２. ６. ３　脈衝迴波測試 ４９
２. ６. ４　ＣＯＴＤＲ 測量 ４９
參考文獻 ４９
第３ 章　海纜光縴 ５１
３. １　引言 ５１
３. ２　光縴概述 ５１
３. ２. １　光縴摺射率分布 ５１
３. ２. ２　光縴的模式 ５２
３. ３　光縴特性 ５３
３. ３. １　衰減與彎麯 ５３
３. ３. ２　截止波長 ５４
３. ３. ３　色散 ５４
３. ３. ４　非綫性與有效麵積 ５６
３. ３. ５　超低損耗的大有效麵積光縴 ５７
３. ４　光縴參數對係統設計的影響 ５８
３. ４. １　色散補償 ５８
３. ４. ２　等效有效麵積 ５９
３. ４. ３　非綫性品質因數 ６０
３. ４. ４　色散與非綫性管理 ６１
３. ５　結論: 用於相乾接收機的光縴 ６３
Ⅻ 海底光纜通信係統(原書第２ 版) 下冊: 設備及運行維護
參考文獻 ６３
第４ 章　海底設備 ６５
４. １　海底設備概述 ６５
４. ２　中繼器 ６６
４. ２. １　光學拓撲 ６７
４. ２. ２　泵浦激光器控製裝置 ６９
４. ２. ３　綫路監測功能 ６９
４. ２. ４　中繼器電源 ７２
４. ３　增益均衡 ７３
４. ３. １　放大器增益均衡 ７３
４. ３. ２　放大器鏈的增益形狀校正 ７４
４. ３. ３　有源增益控製裝置 ７５
４. ４　分支器 ７６
４. ４. １　分支器概述 ７６
４. ４. ２　波長管理裝置 ８１
４. ５　海底設備的機械工程學 ８８
４. ５. １　光纜 ８９
４. ５. ２　中繼器的機械設計 ９０
４. ５. ３　接頭盒 ９２
４. ６　可靠性 ９２
４. ６. １　可靠性的基本原理 ９３
４. ６. ２　可靠性的保證方法 ９４
４. ６. ３　設備質量的保證方法 ９６
４. ６. ４　海底通信係統中應用設備的可靠性 ９７
４. ７　海底設備的未來發展趨勢 ９８
４. ７. １　提高單核容量 ９８
４. ７. ２　增加光纜容量 ９８
參考文獻 ９９
第５ 章　海纜技術 １０１
５. １　引言 １０１
５. ２　海底光纜要求 １０１
５. ２. １　一般要求 １０２
５. ２. ２　壓力和溫度範圍 １０２
５. ２. ３　水和氣體的侵入 １０３
５. ２. ４　製造和安裝要求 １０３
５. ３　海底光纜特性 １０４
５. ３. １　海底光纜類型 １０４
目　　錄.
５. ３. ２　機械特性 １０７
５. ３. ３　電氣特性 １１１
５. ４　海底光纜設計 １１４
５. ４. １　光縴 １１４
５. ４. ２　光縴的封裝 １１８
５. ４. ３　內部強力構件 １２２
５. ４. ４　海底光纜絕緣 １２４
５. ４. ５　鎧裝保護 １２６
５. ５　海底光纜的質量鑒定 １２８
５. ５. １　光縴微彎靈敏度測試 １２９
５. ５. ２　光縴宏彎靈敏度測試 １３０
５. ５. ３　海底光纜製造後的光學性能 １３０
５. ５. ４　光縴對氫的敏感性 １３１
５. ５. ５　模擬海底光纜敷設的熱力試驗 １３１
５. ５. ６　模擬海底光纜貯存的熱力試驗 １３１
５. ５. ７　海底光纜結構的徑嚮滲透 １３２
５. ５. ８　加速老化熱試驗 １３２
５. ５. ９　大長度抗拉試驗 １３２
５. ５. １０　絕緣高壓測試 １３２
５. ６　小結 １３３
參考文獻 １３３
第６ 章　海底綫路終端 １３７
６. １　引言 １３７
６. ２　ＷＤＭ 係統的傳輸設備 １３９
６. ２. １　波分復用係統的海底綫路終端設備 １３９
６. ２. ２　ＷＤＭ 係統中的海纜登陸站節點 １５８
６. ３　監控和故障定位 １５９
６. ３. １　中繼器監控 １６０
６. ３. ２　光縴故障定位 １６０
６. ４　未來發展前景 １６６
６. ４. １　綫路比特率和客戶端比特率的增大 １６６
６. ４. ２　復用波長數的增加 １６７
６. ４. ３　光縴或光縴中模式的增加 １６７
６. ４. ４　設備的小型化 １６７
６. ５　小結 １６８
參考文獻 １６８
第７ 章　係統規劃和部署 １７２
７. １　引言 １７２
. 海底光纜通信係統(原書第２ 版) 下冊: 設備及運行維護
７. ２　初始概念 １７３
７. ２. １　主要動機 １７３
７. ２. ２　初始評估和研究 １７４
７. ３　從概念到項目 １７９
７. ３. １　財團模式的結構與融資 １７９
７. ３. ２　私有模式的結構與融資 １８０
７. ３. ３　供應閤同的簽訂和最終確認 １８１
７. ３. ４　生效 １８２
７. ３. ５　擔保 １８２
７. ４　係統部署 １８３
７. ４. １　施工期麵臨的挑戰 １８３
７. ４. ２　項目管理的組織 １８４
７. ４. ３　項目實施概況 １８６
７. ５　運行和維護 １８９
７. ５. １　終端端站 １８９
７. ５. ２　網絡運行中心 １８９
７. ５. ３　海纜維修船 １８９
７. ６　升級 １９０
７. ７　小結 １９０
第８ 章　海纜升級 １９１
８. １　引言 １９１
８. ２　創新 １９２
８. ２. １　海底光纜的相乾傳輸 １９２
８. ２. ２　將陸上終端延伸至ＳＬＴＥ １９３
８. ３　工具 １９６
８. ３. １　模型 １９６
８. ３. ２　實驗室設備 １９６
８. ４　設計方法 ２０１
８. ４. １　性能預測、評估及量化 ２０１
８. ５　安裝及運行 ２０８
８. ５. １　實行海底光纜升級 ２０８
８. ５. ２　運行監控 ２１２
８. ６　小結 ２１３
參考文獻 ２１３
第９ 章　海洋工程與維護 ２１４
９. １　引言 ２１４
９. ２　行業設備 ２１４
９. ２. １　布纜船 ２１４
目　　錄.
９. ３　安裝規劃 ２２２
９. ３. １　可行性研究 ２２３
９. ３. ２　桌麵研究 ２２４
９. ３. ３　海洋測量 ２２５
９. ３. ４　綫路設計 ２２８
９. ４　海上敷設流程 ２３０
９. ４. １　工廠內海纜裝載 ２３０
９. ４. ２　布纜船上的海纜裝載 ２３１
９. ４. ３　單獨或直接近岸海纜布設 ２３１
９. ４. ４　海纜接續 ２３３
９. ４. ５　海纜的地錶敷設 ２３４
９. ４. ６　埋設犁敷設 ２３４
９. ４. ７　分支器的布設 ２３６
９. ４. ８　海纜和管綫穿越 ２３７
９. ４. ９　後衝埋 ２３７
９. ４. １０　報告 ２３８
９. ４. １１　供電安全 ２３８
９. ５　維護操作 ２３９
９. ５. １　海纜和中繼器存儲設備 ２３９
９. ５. ２　維修設施 ２３９
９. ５. ３　專業海纜連接和光縴熔接設備 ２３９
９. ５. ４　其他專業軟件工具 ２４０
９. ５. ５　測試裝置 ２４０
９. ５. ６　訓練有素的人員 ２４０
９. ５. ７　與其他海底用戶的聯絡活動 ２４０
９. ５. ８　維護閤同 ２４０
９. ５. ９　故障類型 ２４１
９. ５. １０　典型維修操作 ２４３
９. ６　新的發展 ２４５
９. ６. １　科學應用 ２４６
９. ６. ２　石油和天然氣 ２４６
９. ６. ３　可再生能源 ２４７
９. ６. ４　海纜再利用 ２４７
９. ６. ５　廢棄海纜 ２４８
參考文獻 ２４９

海底光纜通信係統（原書第2版）下冊：設備及運行維護 概述 《海底光纜通信係統（原書第2版）下冊：設備及運行維護》是一部深入剖析現代海底光纜通信網絡核心——通信設備及其運行維護體係的專業著作。本書在原版第二版的基礎上，秉承瞭嚴謹求實的學術精神，並結閤瞭近年來行業發展的最新動態與技術革新，為讀者呈現瞭一個詳盡且實用的知識框架。該書聚焦於海底光纜通信係統中至關重要的兩大組成部分：通信設備的設計、製造、測試，以及整個網絡的運行、監測、故障處理和維護策略。 本書並非簡單羅列技術參數，而是著力於闡釋設備工作原理、係統架構、性能指標背後的科學依據，以及在復雜多變的海洋環境中，如何確保通信係統的穩定、可靠和高效運行。它將技術性、工程性與管理性融為一體，旨在培養讀者成為具備紮實理論基礎和豐富實踐經驗的海底光纜通信專業人纔。 目標讀者 本書適閤於從事海底光纜通信係統設計、製造、工程實施、運行維護、項目管理等相關領域的工程師、技術人員、研究人員以及在校研究生。對於希望深入瞭解海底光纜通信技術原理、設備細節、運行挑戰及維護方法的技術管理人員和項目決策者，本書也極具參考價值。 內容要點 本書下冊內容廣泛，涵蓋瞭海底光纜通信係統中所有與設備及運行維護相關的核心技術和管理經驗，可以從以下幾個主要維度進行闡述： 第一部分：海底光纜通信設備詳解 本部分是本書的基石，對構成海底光纜通信係統的各類關鍵設備進行瞭深入細緻的介紹。 光放大器（Optical Amplifier, OA）： 摻鉺光縴放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）：詳述EDFA的放大原理、結構組成（泵浦源、摻鉺光縴、濾波器、隔離器等）、關鍵性能指標（增益、噪聲係數、輸齣功率、帶寬等）及其在超長距離傳輸中的應用。重點分析不同類型EDFA（如單級、多級、前嚮/後嚮泵浦、摻鐿光縴放大器等）的優缺點及適用場景。 拉曼放大器（Raman Amplifier, RA）：闡述拉曼放大的物理機製，包括受激拉曼散射（SRS）原理。詳細介紹分布式拉曼放大（Distributed Raman Amplifier, DRA）和集中式拉曼放大（Hybrid Raman Amplifier, HRA）的結構、優勢（如降低噪聲、提高信噪比、實現寬帶增益平坦化）及設計考量。 光縴激光放大器（Fiber Laser Amplifier, FLA）：介紹光縴激光器作為放大器的應用，特彆是其在某些特定波段或高功率需求下的優勢。 放大器陣列與增益控製：探討多通道放大器陣列的設計，以及如何通過動態增益控製（AGC/ATC）技術來保證各通道信號功率的穩定，應對光路損耗波動。 光電器件（Optoelectronic Devices）： 光收發一體模塊（Optical Transceiver Modules）：詳細介紹不同速率、不同波長、不同傳輸距離的光收發模塊（如SFP, SFP+, QSFP+, CFP等）的內部結構、工作原理、調製/解調技術（如NRZ, PAM4）、光接口標準（如Ethernet, SONET/SDH）及其在海底光纜係統終端設備中的作用。 光電轉換器（Optical-to-Electrical Converters, O/E）：闡述用於將光信號轉換為電信號的關鍵組件，如PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD）等，並分析其響應速度、靈敏度等參數。 電光轉換器（Electrical-to-Optical Converters, E/O）：介紹用於將電信號轉換為光信號的關鍵組件，如激光二極管（LD）、發光二極管（LED）等，並分析其光源特性、調製能力。 海底中繼器/再生器（Submarine Repeaters/Regenerators）： 中繼器（Repeater）：重點介紹海底光纜係統中最核心的能量注入與信號增強設備。詳細闡述其供電方式（高壓直流電）、內部電路設計（包括光放大、電再生、監控等模塊）、外殼設計（耐壓、耐腐蝕）、封裝技術以及安裝部署流程。 再生器（Regenerator）：與中繼器相比，再生器不僅進行信號放大，還包含電信號的“光-電-光”轉換及信號重塑（再生）功能，能夠有效消除纍積的損傷。詳細介紹再生器的關鍵技術，如誤碼率（BER）監測、時鍾恢復、數據重定時等，以及其在超長距離、超高帶寬傳輸中的必要性。 無源中繼器（Passive Repeater）：簡要介紹在某些特定場景下可能采用的無源設備，如光分路器、光耦閤器等。 海底終端設備（Submarine Terminal Equipment, STE）： 陸地終端站設備：涵蓋用於連接海底光纜與陸地骨乾網的設備，如波長選擇開關（WSS）、多路復用/分路器（MUX/DEMUX）、綫路終端設備（LT）、用戶網絡接口（UNI）等。 海底光纜終端站（SLTE）：介紹連接海底光纜與陸地通信網絡之間的關鍵接口設備，包括光信號的接入、管理、保護及調度功能。 電力饋電係統（Power Feeding System, PFS）： 海底電纜（Power Cable）：介紹專門用於嚮海底設備輸送直流電的高壓電力電纜的結構、絕緣材料、載流能力、耐壓等級等。 陸地供電單元（Line Terminal Equipment, LTE）：詳解陸地端的電力饋電裝置，包括高壓直流電源、電壓/電流控製、浪湧保護、絕緣監測等功能。 海底電源模塊（Submarine Power Module, SPM）：介紹海底設備中接收陸地供電並進行電壓轉換、穩壓等處理的模塊。 電力饋電監控與保護：闡述電力饋電係統的安全運行規程、絕緣監測技術、故障定位及保護策略，以防止高壓電對海底設備和海洋環境造成損害。 第二部分：海底光纜通信係統的運行維護 本部分聚焦於如何確保海底光纜通信係統在整個生命周期內的穩定運行，並及時有效地解決潛在問題。 係統監控與性能評估： 實時監測技術：介紹各種監測手段，包括光功率監測、誤碼率（BER）監測、光信噪比（OSNR）監測、光縴損耗監測、溫度/壓力監測等。 遠程監控係統（Remote Monitoring System, RMS）：闡述如何通過集中式的監控平颱，對分布在全球各地的海底光纜係統進行集中管理和信息匯聚。 性能評估指標與分析：解讀關鍵性能指標（KPIs）的意義，以及如何通過對監測數據的長期分析，評估係統的健康狀況，預測潛在故障。 網絡管理係統（Network Management System, NMS）：介紹NMS在配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等方麵的重要作用。 故障定位與診斷： 故障類型分析：深入剖析海底光纜係統可能發生的各類故障，包括光縴熔接點斷裂、光縴彎麯損耗、設備老化失效、海洋生物破壞、海底活動（如地震、滑坡）等。 故障定位技術：詳細介紹多種故障定位方法，如光時域反射儀（OTDR）在陸地光纜和海底連接段的運用，信號注入/檢測技術，以及基於係統性能參數反推故障點等。 診斷流程與工具：建立一套係統性的故障診斷流程，並介紹常用的診斷軟件和硬件工具。 維護策略與程序： 預防性維護（Preventive Maintenance）：強調定期檢查、性能測試、備件管理等措施，以降低故障發生的概率。 糾正性維護（Corrective Maintenance）：在故障發生後，如何迅速響應、定位、修復，並恢復通信。 搶修與修復作業：詳細介紹海底光纜搶修的流程，包括信息上報、搶修船準備、定位、作業窗口選擇、潛水器/ROV作業、光縴熔接、水下對接、測試驗證等關鍵環節。 備件管理與倉儲：闡述關鍵備件（如光放大器、光縴連接器、專用工具）的儲備策略，以及高效的備件管理體係。 安全與環境考量： 電力饋電安全：重申高壓電饋電係統的操作規程、絕緣監測和故障隔離措施。 環境影響評估與保護：討論海底光纜鋪設和維護作業對海洋生態環境的影響，以及如何采取措施將影響降至最低。 海上作業安全：強調海上作業的風險管理，包括惡劣天氣下的作業決策、船員和設備的安全保障。 新技術與未來趨勢： 光通信技術的進步：介紹單波長傳輸速率的提升（如100Gbps, 400Gbps, 800Gbps甚至更高），相乾光通信技術在海底的應用，以及新型調製格式（如PAM4）的優勢。 人工智能與大數據在運維中的應用：探討如何利用AI進行故障預測、智能診斷，以及大數據分析優化網絡性能。 無人化與自動化維護：展望未來，自動化檢測和維護設備（如AUV）在海底光纜維護中的潛力。 量子通信的潛在影響：簡要提及量子通信技術對未來通信網絡可能帶來的革命性變化，盡管目前在海底光纜應用中尚處於早期探索階段。 價值與意義 《海底光纜通信係統（原書第2版）下冊：設備及運行維護》是一部集理論深度、工程實踐和前沿視野於一體的權威著作。它不僅為讀者提供瞭詳實的技術信息，更重要的是，通過對設備原理和運行維護策略的深入解讀，幫助讀者構建起一個完整的海底光纜通信係統知識體係。本書對於培養高素質的專業人纔，保障全球通信基礎設施的穩定運行，推動信息技術的持續發展，具有不可替代的價值。對於任何希望在海底光纜通信領域取得深入成就的專業人士而言，本書無疑是案頭必備的參考書。