光网络导论 9787302063902 清华大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美格林费尔德 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302063902

商品编码：29900135896

包装：平装

出版时间：2003-03-01

基本信息

书名：光网络导论

定价：26.00元

作者：(美)格林费尔德

出版社：清华大学出版社

出版日期：2003-03-01

ISBN：9787302063902

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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在本书中，我们探索神奇的激光器、开关和光网络的世界。我们将涉及到光纤及连接它们的器件的基础知识。我们还将清楚地了解到*有名的光技术——波分复用和它的工作机理……

内容提要

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光网络正在改变因特网，它将使因特网有能力为商务、娱乐等每一种应用提供高带宽。
本书作者David Greenfield是美国Network杂志的技术编辑，他用轻松的格调、诙谐的文笔向非技术人员提供光网络的超前指南：基础设施、发展趋势、应用，以及使光网络功能强大且无处不在的新型突破性技术。

目录

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第1部分
第1章以光速连网
第2章通信基础
第2部分
第3章光的基础知识
第4章光缆
第5章光器件
第6章交换技术
第3部分
第7章SONET的要素
第8章城域核心网技术
第9章后一英里
第10章光信令
附录 单模光纤标准的主要不同点
词汇表

作者介绍

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文摘

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序言

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探索光的世界：基础理论、技术演进与未来展望 内容概要 本书旨在为读者提供一个全面而深入的光网络基础知识体系。我们将从光的基础物理原理出发，循序渐进地剖析光信号的产生、传输、调制、解调以及检测等核心环节。随后，我们将详细阐述构成现代光网络的关键技术，包括光纤通信的原理、不同类型光纤的特性、光缆结构与敷设技术。接着，重点将聚焦于光网络中的核心器件，如光源（激光器、LED）、光探测器、光开关、光复用器（WDM）及其相关的先进技术，如光放大器、光交换技术等。 本书不仅涵盖了基础理论，还将重点关注光网络的架构与发展演进，从早期的点对点光通信系统，到如今覆盖全球的高速、大容量光传输网络，如SDH/SONET、OTN，以及日益重要的城域光网络、接入网技术（如GPON、EPON）。此外，我们将深入探讨光网络中的关键性能指标，如传输速率、传输距离、误码率、信噪比、色散效应及其补偿技术。 为了帮助读者更好地理解光网络的实际应用，本书还将介绍光网络在不同场景下的应用，例如互联网骨干网、数据中心互联、5G移动通信前传/回传网络、以及智能交通、远程医疗等新兴领域的支撑作用。最后，本书将展望光网络未来的发展趋势，包括下一代光传输技术（如PAM4、相干光通信）、光计算、量子通信与光网络等前沿领域，揭示光技术在塑造未来信息社会中的重要作用。 详细章节内容 第一章：光的基础与通信的起源 1.1 光的波粒二象性与基本性质： 深入探讨光的电磁波理论，介绍光的频率、波长、偏振等基本参数，以及光子的概念，为理解后续的光学现象奠定理论基础。 1.2 光与物质的相互作用： 讲解光在不同介质中的传播特性，包括折射、反射、吸收、散射等现象，这些现象直接影响光信号在光纤中的传输损耗和质量。 1.3 电信信号与光信号的转换： 介绍从电信号到光信号的调制过程，以及光信号如何被还原为电信号，理解信息在光域和电域之间的转换原理。 1.4 光通信的发展简史： 回顾从早期有线电通信到光纤通信的演进历程，突出光通信在提升通信容量和速率方面所起的革命性作用。 第二章：光纤通信的基石——光纤 2.1 光纤的结构与工作原理： 详细阐述单模光纤和多模光纤的结构，包括纤芯、包层、涂覆层，深入解析光在光纤中全反射的原理，解释光信号为何能沿着光纤长距离传输。 2.2 光纤的类型与特性： 比较不同类型光纤（如单模光纤、多模光纤、阶跃光纤、渐变光纤）的优缺点、适用场景，重点介绍当前主流的单模光纤及其在长距离传输中的优势。 2.3 光纤传输中的损耗分析： 详细分析导致光信号损耗的主要因素，如吸收损耗、散射损耗（瑞利散射）、弯曲损耗（宏弯和微弯），以及这些损耗对传输距离和信号质量的影响。 2.4 光纤中的色散效应： 深入讲解导致光信号失真的重要因素——色散，包括模间色散（多模光纤特有）、材料色散、波导色散。理解色散效应是实现高速率、长距离传输的关键。 2.5 光纤的制造与敷设： 简要介绍光纤的制造工艺（如MCVD、OVD、VAD等），以及光缆的结构组成（如中心束管式、层绞式）和常见的敷设方式（如直埋、管道、架空），这些工程实践对光网络的可靠性至关重要。 第三章：光网络的关键器件与技术 3.1 光源： 介绍不同类型的光信号发生器，包括激光器（LD）和发光二极管（LED），分析它们的性能指标（如光谱宽度、耦合效率、调制速率）及其在不同应用中的选择。重点讲解分布式反馈（DFB）激光器等高性能光源。 3.2 光探测器： 阐述光信号的接收与转换器件，如PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD），分析它们的灵敏度、响应时间、量子效率等关键参数。 3.3 光放大器： 讲解如何克服光纤损耗，提升光信号强度，重点介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的原理、性能优势及其在光传输系统中的核心地位。还将提及半导体光放大器（SOA）和其他新型光放大技术。 3.4 光开关与光交换： 介绍用于路由和切换光信号的器件，包括机械式光开关、热光式光开关、微机电系统（MEMS）光开关等，以及光交叉连接（OXC）和光分组交换等技术，它们是构建灵活、可重构光网络的基础。 3.5 光复用技术（WDM）： 详细解释波分复用（WDM）技术，包括稀疏波分复用（DWDM）和密集波分复用（CWDM），阐述如何在一根光纤中传输多个不同波长的光信号，从而极大地提高光纤的传输容量。分析可调谐激光器、阵列波导光栅（AWG）等关键器件。 3.6 光调制与解调技术： 介绍将电信号加载到光信号上的各种调制方式，如强度调制（IM）、相位调制（PM）、幅度-相位联合调制等。探讨先进的相干光通信技术及其对传输性能的提升。 第四章：光网络的架构与发展 4.1 传统光传输网络（SDH/SONET）： 回顾同步数字体系（SDH）和同步光纤网络（SONET）在构建中长距离数字传输骨干网中的作用，分析其分层结构、复用与交叉连接机制。 4.2 光传送网（OTN）： 介绍新一代光传输网络架构——光传送网（OTN），分析其相较于SDH/SONET在速率、灵活性、管理和保护方面的优势，理解其在承载IP、以太网等业务中的关键作用。 4.3 城域光网络与接入网： 探讨城域网（MAN）的光网络架构，以及用户接入层面的光网络技术，包括无源光网络（PON）的原理（如GPON、EPON），理解其如何为家庭和企业提供高速宽带接入。 4.4 数据中心网络（DCN）中的光互联： 分析数据中心内部及数据中心之间对高速、低延迟光互联的需求，介绍适用于DCN的光收发器、光模块等关键技术。 第五章：光网络的性能评估与优化 5.1 关键性能指标： 详细阐述衡量光网络性能的核心指标，如比特误码率（BER）、信噪比（SNR）、传输速率、信道隔离度、时延等。 5.2 信号质量下降的原因与补偿： 深入分析色散、非线性效应（如受激拉曼散射、受激布里渊散射、克尔效应）等对信号质量的影响，并介绍相应的补偿技术，如色散补偿光纤（DCF）、光频梳、电子色散补偿（EDC）等。 5.3 网络规划与设计原则： 讨论在设计光网络时需要考虑的因素，如链路预算、功率分配、复用方案选择、保护倒换策略等，以确保网络的可靠性和性能。 第六章：光网络的实际应用与未来展望 6.1 互联网骨干网与内容分发网络（CDN）： 阐述光网络如何支撑全球互联网的运行，以及如何通过CDN优化内容传输效率。 6.2 5G移动通信中的光网络： 深入分析5G网络对前传、中传、回传提出的高带宽、低时延要求，以及光网络如何在其中发挥关键作用。 6.3 新兴应用领域： 探讨光网络在智能电网、智慧城市、工业物联网、远程医疗、自动驾驶等领域中的应用潜力。 6.4 未来光网络技术趋势： 展望下一代光通信技术，包括更高阶的调制格式（如PAM4）、更先进的相干光通信技术、空分复用（SDM）、光计算与光存储、以及量子通信与光网络的融合等。 本书力求以清晰的逻辑、详实的论述，帮助读者构建起对光网络的全面认知，理解其发展脉络、核心技术、应用场景及未来潜力，为从事相关领域的学习、研究与实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在运营商一线从事网络建设和维护工作的技术人员，我对光网络有着切身的体会和深刻的理解。市面上关于光网络的书籍很多，但我认为这本《光网络导论》在理论深度和实践指导性方面都做得非常出色。书中对光网络基础理论的阐述，如光纤的类型、损耗、色散等，是我们在日常工作中必须掌握的基础知识，这本书的回顾和梳理非常及时有效。更重要的是，书中对各种光网络技术，如SDH/SONET、WDM/OTN、MSTP等，进行了详细的分析和对比，这对于我们进行网络规划、设备选型和故障排除非常有帮助。例如，在讲解OTN技术时，书中详细阐述了其在业务调度、保护倒换、差错检测等方面的优势，这让我们在升级现有网络时有了更明确的方向。书中对光网络安全和可靠性方面的论述，也引起了我的高度重视。我们深知，光网络是整个通信系统的生命线，任何一点闪失都可能带来严重的后果。书中关于网络冗余设计、保护倒换机制、以及容灾备份等方面的介绍，为我们提供了宝贵的实践经验。此外，书中对光网络管理和监控系统的阐述，也让我们对如何更有效地管理和维护庞大的光网络有了更深入的了解。它让我们明白，高效的监控和及时的故障预警是保证网络稳定运行的关键。总而言之，这本书不仅是一本理论书籍，更是一本实用的技术工具书，它能够帮助我们解决工作中遇到的实际问题，提升我们的技术水平。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在光学工程领域工作多年的工程师，平日里接触到的更多是具体的器件设计和工艺优化，对于整个光网络的宏观架构和发展脉络，一直是我的一个知识盲点。偶然的机会，我朋友推荐了这本《光网络导论》，说实话，一开始我对这类“导论”性质的书籍并没有抱太高的期望，总觉得会流于表面。然而，当我翻开这本书，很快就被其严谨的学术态度和深邃的洞察力所折服。书中对光网络技术演进历史的回顾，从早期的SDH/SONET到如今的WDM/OTN，以及未来可能的发展方向，都进行了深入浅出的分析。我尤其赞赏作者在分析不同技术代际的优劣势时，所展现出的客观性和前瞻性。例如，对于WDM技术的介绍，不仅涵盖了其基本原理，还详细分析了它如何通过在同一根光纤中传输多个不同波长光信号，极大地提升了传输容量，这对于理解当前高速率通信的基础至关重要。书中对各种网络协议和管理机制的梳理，也让我看到了光网络在数据传输之外所蕴含的巨大复杂性。我曾困惑于为何不同的光网络之间能够高效互联互通，而这本书则通过对GMPLS等关键技术和相关标准的介绍，解答了我长久以来的疑问。它让我明白，光网络的互联互通并非易事，而是需要一套精巧的协议和管理系统来支撑。此外，书中对光网络在不同应用场景下的部署和优化策略的探讨，如城域网、长途干线网、接入网等，都提供了宝贵的参考。例如，在分析接入网的光纤到户（FTTH）方案时，书中对不同PON技术的优劣势进行了细致的比较，这对于我们进行网络规划和设备选型非常有指导意义。总而言之，这本书不仅是一本技术手册，更是一份宝贵的行业百科全书，它拓宽了我的视野，深化了我对光网络这一核心通信基础设施的理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在光通信设备制造企业工作的工程师，日常工作与光网络中的各种器件和模块息息相关。这本《光网络导论》为我提供了一个更广阔的视野，让我能够将我所从事的具体器件，置于整个光网络的宏观体系中去理解。书中对光纤传感、光交换、光放大等关键技术和设备的详细介绍，让我能够更深入地理解它们在光网络中的作用和价值。我尤其对书中关于光模块的演进史和关键技术指标的分析印象深刻。它让我明白了，我们所生产的每一个小小的光收发模块，是如何在光网络中发挥着至关重要的信息传输作用。书中对不同波长技术（如CWDM、DWDM）的深入讲解，也让我对不同类型的器件选型和应用有了更清晰的认识。此外，书中对光网络的可靠性设计和性能评估方法的介绍，也为我们在产品设计和质量控制方面提供了重要的参考。例如，书中关于光网络故障诊断和性能监测的讨论，让我在产品开发过程中更加注重提升产品的稳定性和可管理性。这本书帮助我将零散的器件知识，串联成了一个完整的网络体系，让我能够更好地理解客户的需求，并为开发更先进、更可靠的光通信设备提供灵感和方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对前沿科技充满好奇的科技爱好者，尤其对通信技术的发展充满了兴趣。当我在朋友的书架上看到这本《光网络导论》时，就被它的书名和出版社吸引了，感觉是一本非常权威和专业的书籍。我本身没有接受过专业的通信训练，但我一直认为，了解一个国家在关键技术领域的发展，对于理解其整体科技实力非常重要。这本书的内容非常丰富，它从最基础的光学原理开始，逐步深入到各种复杂的光网络技术。我最喜欢的是书中关于光网络架构的介绍，它用非常清晰的图示，展示了不同层级的网络是如何连接和协同工作的，让我能够理解，原来我们每天使用的网络，背后有着如此庞大而精密的系统。书中对WDM/OTN技术的讲解，让我对如何在一个光纤上传输大量信息有了初步的认识，这让我感叹于现代通信技术的强大。我还注意到书中提到了光网络的安全性问题，这让我意识到，在追求高速率的同时，如何保证信息的安全和网络的稳定运行同样重要。这本书让我认识到，光网络并非仅仅是铺设光缆，而是一个集物理、工程、管理、安全等多方面为一体的复杂系统。它为我打开了一扇了解现代通信核心技术的大门，让我对未来通信的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在互联网公司从事网络架构工作的技术人员，日常工作中，我们主要关注的是IP层的网络设计和流量优化，对于底层的光网络传输，虽然有所了解，但始终觉得不够系统。拿到这本《光网络导论》后，我抱着学习的态度进行了通读，没想到收获颇丰。书中首先从基础的光物理学原理入手，深入浅出地讲解了光在光纤中的传播特性，以及各种影响传输质量的因素，例如衰减、色散、非线性效应等。这些基础知识对于理解光网络的高性能运行至关重要，我从中了解到，原来我们习以为常的超高速率传输，背后是如此精密的物理和工程学原理在支撑。随后，书中详细介绍了各种光网络技术，从早期的PDH/SDH到后来的WDM/OTN，以及当前流行的MPLS-TP和FlexE等。我尤其对WDM技术的讲解印象深刻，书中详细分析了如何通过不同波长来承载不同的业务，以及如何实现更高的带宽利用率。这对于我们设计能够满足海量数据传输需求的IP网络具有重要的参考意义。书中还专门辟章节介绍了光网络的安全性和可靠性问题，这让我意识到，在追求高速传输的同时，如何保证网络的稳定运行和数据安全同样是关键。例如，对于光缆的冗余设计、关键节点的保护倒换机制等，书中都有详细的阐述。这对于我们评估和设计高可用性的IP网络至关重要。这本书为我提供了一个全新的视角，让我能够从更底层的物理层面去理解网络通信的整个流程。它帮助我打通了IP层和传输层的知识壁垒，让我能够更全面地理解和设计下一代互联网的基础设施。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对新技术充满好奇的普通爱好者，虽然没有专业的背景，但一直对信息技术的发展非常关注，尤其是通信技术，觉得它离我们的生活越来越近。当我在书店看到这本《光网络导论》时，就被它厚重的学术气息和清华大学出版社的出品吸引了。这本书的讲解风格非常适合我这样想系统了解某个技术领域但又缺乏专业知识的读者。它没有上来就堆砌复杂的公式和术语，而是从最基础的光学原理讲起，循序渐进地引导我进入光网络的世界。我最欣赏的一点是，书中有很多生动的比喻和形象的插图，例如，将光纤比作“信息高速公路”，将光信号比作“在高速公路上飞驰的车辆”，这种方式让我能够轻松理解一些抽象的概念。我第一次了解到，原来我们现在使用的互联网，其核心传输通道竟然是小小的光纤，而且里面承载的信息量是如此之大。书中对各种光网络技术的介绍，如WDM、PON等，都配有详细的原理图和应用场景分析，让我能够直观地看到这些技术是如何工作的。例如，在讲解PON技术时，书中展示了光信号如何从运营商机房分发到各个家庭，这种“最后一公里”的连接方式，让我对“光纤到户”有了更深刻的认识。这本书不仅让我增长了见识，更让我对通信技术背后的逻辑和发展脉络有了更深的理解。它让我明白，我们现在享受到的便捷通信服务，是无数技术专家和工程师辛勤工作的结晶。

评分☆☆☆☆☆

我是一名专注于通信系统建模与仿真的研究人员，对于光网络技术的发展趋势和核心理论有着持续的关注。这本《光网络导论》以其严谨的学术风格和全面的内容，为我提供了极大的帮助。书中对光信号传输物理过程的深入分析，以及对各种光纤类型和损耗机制的详细阐述，为我构建精确的仿真模型奠定了坚实的基础。我尤其欣赏书中对非线性效应在光通信中作用的讨论，这对于理解超高速率、超长距离光传输的瓶颈和优化策略至关重要。在光网络技术演进方面，书中对WDM/OTN技术的详细介绍，以及对FlexE、MPLS-TP等新技术在承载层面和控制层面所扮演角色的分析，为我指明了当前的研究热点和未来的发展方向。我曾经在仿真中遇到一些与波长分配和资源调度相关的问题，而书中对这些方面的深入探讨，为我提供了解决问题的思路和方法。此外，书中对光网络的网络管理和资源分配策略的分析，也为我开发更智能的网络控制算法提供了理论依据。例如，书中关于动态波长分配（DWA）和路径选择的讨论，让我对如何提高网络资源利用率有了更深的认识。这本书不仅是一本优秀的参考书，更是一份激发我科研灵感的宝贵资料，它让我能够更清晰地认识到光网络研究的深度和广度，并鼓励我继续在这个领域进行探索。

评分☆☆☆☆☆

这本《光网络导论》真是让我爱不释手，虽然我并非科班出身，但对信息传输技术一直有着浓厚的兴趣。拿到这本书的时候，首先吸引我的是它扎实的理论基础和清晰的结构。第一遍通读下来，虽然有些概念需要反复咀嚼，但整体上，作者循序渐进的讲解方式，就像一位经验丰富的老师，耐心地引导着我一步步深入光网络的世界。我尤其欣赏书中对光信号传播原理的详细阐述，从光的物理特性到如何在高密度光纤中实现高效传输，每一个环节都解释得鞭辟入里。书中对各种光器件，如光放大器、光开关、光调制器的工作原理和应用场景的介绍，也让我印象深刻。我曾尝试在网上搜索相关资料，但往往碎片化且不够系统，而这本书就像一座宝库，将零散的知识点串联起来，形成了一个完整的知识体系。读到关于光通信网络架构的部分，我才真正理解了我们日常使用的互联网是如何通过光纤这个“信息高速公路”构建起来的。书中的图示和案例分析也极大地帮助了我理解抽象的技术概念。例如，在讲解无源光网络（PON）时，书中通过实际的组网示意图，让我直观地看到了光纤是如何从中心机房延伸到用户家中的，这种“看得见”的讲解方式，对于我这样的初学者来说，简直是福音。这本书不仅让我了解了“是什么”，更让我明白了“为什么”。它让我认识到，光网络并非只是简单的铺设光缆，而是一个集物理层、数据链路层、网络层乃至应用层等多个层面精密协作的复杂系统。从最初对光网络的一知半解，到如今能对其中的一些核心技术和发展趋势有初步的认识，这本书功不可没。它为我打开了一扇通往更深层次技术探索的大门，让我对未来的通信技术充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的通信工程专业的学生，正在为未来的职业发展寻找方向。在众多专业领域中，光网络以其在现代通信中的核心地位和广阔的发展前景吸引了我。在老师的推荐下，我选择了这本《光网络导论》作为深入了解的起点。这本书最大的特点在于其内容的系统性和前瞻性。它不仅涵盖了光网络的基础理论，还对当前和未来的技术趋势进行了深入的探讨。从光纤的基础知识，到光信号的产生、传输和接收，再到各种光网络设备（如光收发模块、光放大器、光交换机等）的工作原理和应用，书中都进行了详尽的介绍。我尤其喜欢书中关于光网络架构的讲解，它将不同的网络层次（物理层、数据链路层、网络层）之间的关系梳理得非常清晰，让我能够理解一个完整的通信系统是如何协同工作的。在学习SDH/SONET和WDM/OTN等技术时，书中通过大量的图示和表格，清晰地展示了它们的数据封装方式、帧结构以及传输原理，这对于我理解数据是如何在光网络中高效传输的至关重要。此外，书中还对光网络的管理、控制和维护等运维方面的内容进行了介绍，这让我了解到，一个复杂的光网络系统，离不开高效的管理和维护。它不仅是一项技术活，更是一门艺术。这本书为我打开了通往光网络世界的大门，让我看到了这个领域深厚的底蕴和无限的潜力。它激发了我进一步探索光网络技术的热情，让我对未来的职业规划更加清晰。

评分☆☆☆☆☆

作为一名通信工程专业的学生，我对光网络领域一直抱有极大的热情，但常常在学习过程中感到理论知识与实际应用之间存在一定的脱节。这本《光网络导论》恰好弥补了这一缺憾。它不仅仅是枯燥的技术术语堆砌，而是将复杂的理论知识融入到了实际的网络应用场景之中，让我能够更加直观地理解书中所讲的内容。书中的第一部分，对光纤通信的基本原理进行了详尽的讲解，从光纤的结构、光信号的产生与传输，到光纤损耗和色散等关键问题，都进行了深入的剖析。我特别喜欢书中关于光纤损耗的讲解，它不仅列举了各种损耗的来源，还给出了相应的抑制方法，这对于我们理解光信号在传输过程中为何会衰减以及如何保证信号质量非常有帮助。随后，书中的内容逐渐深入到光网络的各个层面。在讲解光传输网络时，作者对SDH/SONET和WDM/OTN等主流技术进行了详细的介绍，并通过对比分析，让我清晰地认识到了它们各自的特点和优势。尤其对WDM技术，书中的讲解非常到位，从单波长WDM到多波长WDM，再到密集波分复用（DWDM），层层递进，让我逐步掌握了其核心概念和技术演进。此外，书中对光网络的网络管理和维护的阐述，也让我受益匪浅。我曾疑惑于如此庞大复杂的光网络是如何被有效地管理和维护的，而这本书则通过介绍SNMP、TL1等协议以及相关的管理系统，让我对光网络的运维工作有了初步的认识。它让我明白，一个稳定可靠的光网络，离不开强大的管理和维护体系的支持。这本书为我后续更深入的学习打下了坚实的基础，让我对光网络这一充满挑战和机遇的领域充满了信心。