光网络与交换技术/高等学校电子信息学科“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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敖珺，陈名松，敖发良 著

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• 光网络
• 交换技术
• 电子信息
• 通信工程
• 网络工程
• 高等教育
• 教材
• 规划教材
• 数据通信
• 光通信

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560630779

版次：1

商品编码：11324206

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-08-01

用纸：胶版纸

页数：368

正文语种：中文

内容简介

　　《光网络与交换技术/高等学校电子信息学科“十二五”规划教材》围绕交换技术这条主线，系统地介绍了现代光纤通信网络，即光网络中的交换原理和关键技术。其中，第1～3章介绍了电话数字交换网络的基本内容，第4章介绍了交换技术的数学基础和交换机的主要性能指标，第5章介绍了电话网络及其信令系统，第6章介绍了No.7信令系统的功能及基本结构，第7章介绍了智能网——电话网络的增值业务，第8～11章分别介绍了异步传递模式（ATM）、宽带交换技术、SDH原理及光网络。

目录

第1章 电话与程控数字交换网络
1.1 电话机简介
1.1.1 电话机的基本工作原理与组成
1.1.2 两种类型的电话机
1.2 时间分割多路复用原理
1.2.1 时间分割多路复用原理
1.2.2 模拟信号的采样、量化和编译码
1.2.3 传输码型
1.2.4 与传输码有关的几个基本概念
1.2.5 30∕32路PCM的帧结构
1.2.6 PCM的高次群
1.3 程控数字交换原理和程控数字交换网络
1.3.1 程控数字交换的基本概念
1.3.2 两种基本的数字接线器
1.3.3 复用和分路及串∕并和并∕串变换
1.4 T接线器和S接线器的电路实现
1.4.1 T接线器的组成和电路实现
1.4.2 S接线器的组成和电路实现
1.5 T-S-T数字交换网络
1.5.1 T-S-T数字交换网络结构
1.5.2 T-S-T数字交换网络的工作原理
1.5.3 关于T-S-T网络几个问题的讨论
1.6 数字交换机中话路的连接
1.7 数字接线器的集成化和交换网络的组成
1.8 在数字交换网络上进行会议电话汇接
习题

第2章 程控交换机的外围接口和软件概况
2.1 用户模块
2.1.1 用户模块
2.1.2 远端用户模块和用户集线器
2.2 中继器
2.2.1 模拟中继器
2.2.2 数字中继器
2.3 信令设备
2.3.1 数字化信号音的产生
2.3.2 数字音频信号的发送
2.3.3 数字音频信号的接收
2.4 控制部分
2.4.1 程控交换机对控制系统的要求
2.4.2 交换机控制系统的结构方式
2.4.3 处理机间的通信方式
2.5 交换机软件的特点和组成
2.5.1 交换机软件的特点
2.5.2 交换软件系统的组成
2.5.3 各软件组成部分的实时性要求
2.6 程控交换机的操作系统
2.6.1 交换机操作系统的概念
2.6.2 程序的分级和调度
2.7 程序设计语言
习题

第3章 呼叫处理的基本原理
3.1 呼叫的处理过程
3.1.1 一个呼叫的处理过程
3.1.2 用规范描述语言（SDL）图来描述呼叫处理的状态迁移图
3.2 程控交换控制系统的逻辑结构
3.2.1 控制系统的一般逻辑结构
3.2.2 控制系统的电路结构形式
3.3 输入处理
3.3.1 用户线扫描监视
3.3.2 号盘话机拨号号码的接收
3.3.3 按钮话机拨号号码的接收
3.3.4 其他信号的接收
3.4 分析处理
3.4.1 去话分析
3.4.2 号码分析
3.4.3 来话分析
3.4.4 状态分析
3.5 执行任务和输出处理
3.5.1 执行任务
3.5.2 输出处理
3.6 数据和数据库的概念
3.6.1 数据类型
3.6.2 动态数据的表格结构
习题

第4章 交换技术的数学基础和交换机的主要性能指标
4.1 话务量的定义和基本性质
4.1.1 话务量的定义
4.1.2 话务量强度的性质
4.1.3 计量单位
4.2 时分网络和空分网络的等效
4.2.1 S接线器的等效
4.2.2 T接线器的等效
4.2.3 T-S-T网络的等效
4.3 交换机的内部阻塞和无阻塞网络的概念
4.3.1 交换机的内部阻塞的计算
4.3.2 无阻塞网络的概念
4.4 增消随机过程和爱尔兰（Erlang）公式
4.4.1 增消随机过程
4.4.2 爱尔兰（Erlang）公式
4.4.3 爱尔兰（Erlang）公式的应用
4.5 交换机的主要性能指标
4.5.1 交换机的主要业务性能指标
4.5.2 基本呼叫处理功能
4.5.3 交换机的容量指标
4.5.4 交换系统的可靠性
4.5.5 交换系统的可维护性
4.5.6 交换机的服务质量标准
4.5.7 交换机提供的接口和信令方式
习题

第5章 电话网络及其信令系统
5.1 电信网络的基本结构
5.1.1 电信网络的基本结构
5.1.2 我国五级电话网络
5.1.3 长途路由的选路原则
5.2 本地电话网络
5.2.1 本地电话网络的常用结构
5.2.2 本地电话网络中终端局的延伸设备
5.2.3 虚拟用户交换机
5.2.4 本地电话网络的选路原则
5.3 长途电话网向无级动态网络的演变
5.3.1 动态自适应选路方式
5.3.2 动态时变选路方式
5.3.3 实时选路方式
5.4 国际电话网络结构
5.5 电话网络的编号计划
5.5.1 电话号码的组成
5.5.2 长途区号的分配
5.5.3 国家号码
5.6 电话网络的性能参数
5.6.1 用户对通话质量的基本要求
5.6.2 参考当量和传输衰减
5.6.3 杂音和串音
5.6.4 频率衰减特性
5.7 电话的计费方式
5.7.1 本地电话网的计费
5.7.2 长途网的计费
5.7.3 其他计费
5.8 电话网络中的信令系统
5.8.1 信令的基本概念
5.8.2 用户线信令
5.8.3 中国1号信令
习题

第6章 No.7 信令系统的功能及基本结构
6.1 No.7 信令系统的特点及功能
6.1.1 公共信道信令的概念
6.1.2 No.7 信令系统的特点和功能
6.2 No.7 信令系统的基本结构
6.2.1 No.7 信令系统的分层结构
6.2.2 No.7 信令单元格式
6.3 我国No.7 信令网的结构
6.3.1 信令网的基本概念
6.3.2 我国No.7 信令网的结构
6.3.3 信令点的编号计划
6.4 消息传递部分MTP
6.4.1 信令数据链路
6.4.2 信令链路功能
6.4.3 信令网功能
6.5 电话用户部分nJP
6.5.1 电话用户消息的格式
6.5.2 常用电话用户信令消息的功能
6.5.3 信令程序
6.5.4 No.7 信令与中国1号信令的配合
习题

第7章 智能网——电话网络的增值业务
7.1 智能网概述
7.1.1 智能网的概念
7.1.2 常用的智能网业务
7.1.3 智能网络的结构
7.2 智能网的概念模型
7.2.1 业务平面
7.2.2 全局功能平面
7.2.3 分布功能平面
7.2.4 物理平面
7.2.5 业务创建环境点
7.3 智能网的组网结构
7.4 智能网能力集2简介
7.5 移动通信业务
7.5.1 公用陆地移动网
7.5.2 移动网和市话网的接口方式
7.5.3 移动交换的基本技术
习题

第8章 异步传递模式（ATM）
8.1 ATM的基本概念
8.2 ATM的标准和B-ISDN的参考模型
8.2.1 ITU-T、ATM论坛简介和ATM的标准化工作
8.2.2 B-ISDN的分层模型
8.2.3 物理层
8.2.4 ATM层
8.2.5 ATM适配层
8.3 ATM的交换方法
8.3.1 ATM交换的基本原理
8.3.2 ATM交换机的结构分类
8.3.3 ATM交换的基本方法
8.4 ATM网络的流量控制
8.4.1 引言
8.4.2 ATM流量控制的对象
8.4.3 ATM流量控制的方法
习题

第9章 宽带交换技术
9.1 数字用户线和ISDN
9.1.1 ISDN
9.1.2 ISDN帧结构
9.2 分组交换
9.2.1 分组交换的几个基本概念
9.2.2 以太网
9.2.3 令牌环网
9.2.4 FDDI
9.2.5 DQDB
9.3 帧中继
9.4 IP交换网络
9.4.1 TCP∕IP的分层模型
9.4.2 IP协议（IPv4网间网协议）
9.4.3 广播IP
9.4.4 移动IP
9.4.5 IPv6
9.5 标签交换
习题

第10章 SDH原理
10.1 SDH基本概念及网络
10.2 SDH帧结构和开销
10.2.1 STM-1的段开销
10.2.2 STM-N的净负荷（Payload）区
10.2.3 管理单元指针（AUPTR）区
10.3 SDH的复用、映射和指针
10.3.1 SDH的基本复用结构和原理
10.3.2 SDH的复用单元
10.3.3 SDH的映射
10.3.4 2048kb∕s到STM-1的映射和复用
10.3.5 SDH的指针
10.4 SDH传送网
10.4.1 SDH传送网的功能结构
10.4.2 SDH自愈网
10.4.3 SDH的网管功能
习题

第11章 光网络
11.1 光交换的基本元件
11.1.1 光开关型交叉连接器
11.1.2 半导体光放大器光开关
11.1.3 光耦合器
11.1.4 阵列波导光栅
11.1.5 波长变换器
11.2 WDM光网络
11.2.1 光传送网（OTN）概念
11.2.2 光传送网（OTN）的分层结构
11.2.3 WDM光传送网的节点功能和结构
11.2.4 WDM光网络
11.2.5 WDM的波长选路和波长分配
11.2.6 WDM的网管
11.3 ASON的体系结构和实现技术
11.3.1 ASON的基本概念
11.3.2 ASON控制平面结构
11.4 城域光网络
11.4.1 城域WDM环网
11.4.2 基于SDH的多业务传送平台（MSTP）
11.4.3 弹性分组环（RPR）
11.5 光接入网
11.5.1 光接入网概述
11.5.2 HFC（同轴光纤混合线）接入网
11.5.3 FITH（光纤到家）
11.5.4 GPON
习题
参考文献

前言/序言

光网络与交换技术 引言 在信息爆炸的时代，对数据传输的需求呈指数级增长。从高清视频的点播到云计算的广泛应用，再到物联网的兴起，我们无时无刻不在依赖着高效、稳定、大容量的通信网络。而光网络，以其无与伦比的传输带宽和极低的损耗，已经成为支撑现代通信基础设施的基石。本书《光网络与交换技术》正是致力于深入探讨这一关键技术领域，为读者构建一个扎实而全面的知识体系。 本书并非仅仅罗列技术名词，而是力求从基础原理出发，逐步深入到光网络的各个核心组成部分，并详细阐述光信号如何在网络中进行高效的传递和交换。我们相信，理解“为什么”比记住“是什么”更为重要，因此，在讲解每一项技术时，我们都会追溯其背后的物理原理和工程考量。 第一部分：光通信的基础 在深入光网络之前，我们首先需要对光通信的基本原理有一个清晰的认识。本部分将从光作为信息载体的基本特性入手，详细介绍光波的产生、传输和接收过程。 光的产生与调制： 我们将探讨不同类型的光源，如激光器（LD）和发光二极管（LED），以及它们在光通信中的应用。重点讲解如何通过这些光源将电信号转换成光信号，并详细介绍各种光信号调制技术，包括强度调制（IM）、相位调制（PM）和频率调制（FM）等。这些调制技术是实现高速数据传输的基础，它们决定了单位时间内能够承载多少信息量。我们将分析不同调制方法的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。 光纤的传输特性： 光纤是光信号传输的物理介质。本部分将深入剖析光纤的结构、工作原理以及其在传输过程中的关键特性。我们将详细介绍单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）的区别，以及它们各自的传输优势和局限性。核心内容包括光在光纤中的传播模式，折射率分布的影响，以及各种损耗机制，如吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。理解这些损耗对于设计长距离、低衰减的光传输系统至关重要。 光信号的接收与解调： 接收端的光电探测器是完成光信号到电信号转换的关键器件。我们将介绍不同类型的光电探测器，如PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD），并分析它们的响应速度、灵敏度和量子效率等关键参数。同时，本部分还将详细阐述如何将接收到的光信号进行解调，还原成原始的电信号，以供后续处理。 第二部分：光传输系统的组成与技术 有了对光通信基础的扎实理解，我们便可以开始构建和分析实际的光传输系统。本部分将聚焦于构成现代光网络的关键组件和技术。 光放大器： 在长距离光传输中，信号会因损耗而衰减。光放大器是克服这一挑战的关键技术。我们将详细介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括其泵浦源、增益机制和噪声特性。此外，我们还会探讨其他类型的光放大器，如半导体光放大器（SOA）和拉曼放大器（RA），并分析它们各自的优势和应用场景。理解光放大器的性能对于设计高密度、长距离的光传输网络至关重要。 光波长复用技术： 为了在单根光纤中传输更多的数据，我们引入了波分复用（WDM）技术。本部分将深入讲解波分复用（WDM）、粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）的原理和技术细节。我们将分析如何利用波长作为独立的信道，从而极大地提高光纤的传输容量。同时，我们将介绍用于实现WDM的各种光学器件，如滤波器、合波器和分波器。 光网络的信令与协议： 构建一个高效的光网络不仅需要物理层上的支持，还需要精密的信令和协议来管理和调度数据流。本部分将介绍光网络中的控制平面和数据平面，以及它们之间的交互。我们将重点探讨GMPLS（通用多协议标签交换）在光网络中的应用，理解它是如何实现灵活的光路配置和故障恢复的。此外，我们还会简要介绍一些与光网络相关的协议，为读者建立更全面的网络知识框架。 第三部分：光交换技术 在信息传递过程中，对数据流进行高效的路由和交换是至关重要的。本部分将聚焦于光交换技术，探讨如何在不将光信号转换为电信号的情况下，直接在光域完成数据的交换。 光交换的原理与类型： 我们将首先阐述光交换的基本原理，即在光域内改变光信号的传输路径。与传统的电交换不同，光交换避免了“光-电-光”的转换过程，从而大大降低了延迟和功耗，并提高了传输效率。本部分将详细介绍几种主要的光交换技术，包括： 基于微机电系统（MEMS）的光开关： 解释MEMS开关如何通过机械运动来改变光路，并分析其在端口数量、切换速度和插入损耗等方面的特点。 基于液晶（LC）的光开关： 探讨液晶材料的光学特性如何被用来控制光信号的路由，并分析其在功耗和成本上的优势。 基于集成光波导的光开关： 介绍在硅光子或铌酸锂等平台上实现的光开关，以及它们在集成度和速度方面的潜力。 光交叉连接（OXC）与光分插复用器（OADM）： 我们将深入分析两种在光网络中实现灵活路由和灵活业务接入的关键设备：光交叉连接（OXC）和光分插复用器（OADM）。 OXC： 详细介绍OXC的功能，它允许用户动态地配置光网络中的光路，实现任意节点之间的连接。我们将探讨不同OXC的架构，如基于全光开关的OXC和基于波长选择开关（WSS）的OXC，并分析它们的实现方式和性能指标。 OADM： 讲解OADM的功能，它允许在不中断其他波长信道的情况下，在光信号的传输路径上插入或分插特定的波长信道。我们将分析OADM的结构和工作原理，以及它在构建灵活光网络中的作用。 光分组交换（OPS）： 随着IP业务的爆发式增长，对能够处理光分组的交换技术的需求也日益增加。本部分将介绍光分组交换（OPS）的概念和发展。我们将探讨OPS如何实现对光分组的识别、缓冲和转发，并分析其在降低网络延迟和提高网络效率方面的潜力。同时，我们也会讨论OPS在实现过程中面临的挑战，如缓冲技术和控制协议。 第四部分：光网络的设计与应用 在掌握了光网络和交换技术的基础知识和核心技术后，本部分将引导读者将这些知识应用于实际的光网络设计和应用场景。 光网络的拓扑结构与设计原则： 不同的应用场景需要不同的网络拓扑结构。我们将介绍常见的Shemesh（网状）、Ring（环形）、Star（星形）等光网络拓扑结构，并分析它们各自的优缺点。重点讲解如何根据业务需求、可靠性要求和成本限制来选择和设计最优的光网络拓扑。 光网络的可靠性与容错： 在关键通信基础设施中，网络的可靠性至关重要。本部分将深入探讨提高光网络可靠性的各种技术，包括冗余设计、自动保护切换（APS）和环回保护等。我们将分析这些机制如何在发生故障时快速恢复业务，确保通信的连续性。 下一代光网络技术展望： 光网络技术仍在不断发展。本部分将对下一代光网络技术进行展望，包括更高带宽的传输技术、更智能化的网络管理和控制技术，以及量子通信等前沿领域。这将帮助读者了解光网络发展的未来趋势，激发对该领域的进一步探索。 结论 《光网络与交换技术》力求为读者提供一个全面、深入且易于理解的光网络知识体系。从光通信的基本原理到复杂的光交换技术，本书都力求将抽象的概念具象化，并通过清晰的图示和实例加以说明。我们希望通过本书的学习，读者能够深刻理解光网络在现代通信中的核心地位，掌握光网络的设计、部署和优化所需的关键技术，并为未来光通信技术的进步贡献自己的力量。这本书不仅仅是教材，更是一扇通往高速信息时代核心技术的窗户。

评分☆☆☆☆☆

这次有机会接触到这本《光网络与交换技术》，感觉它更像是给对光通信领域有一定基础的读者量身定做的。书中跳过了许多初学者可能会遇到的入门级概念，直接切入到更深层次的技术细节。例如，在讨论光网络拓扑结构时，它深入分析了各种拓扑的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性，比如环形、星形、网状以及混合型网络。对于其中的一些高级概念，比如ASON（自动交换光网络）和GMPLS（通用多协议标签交换），书里给出了非常详细的架构设计和控制流程讲解，这部分内容对于理解现代电信网络如何实现灵活、高效的资源调度至关重要。特别是GMPLS部分，它详细讲解了如何将IP的控制平面应用到光层，以及其在IP/MPLS网络与光传输网络之间的融合中所扮演的关键角色，这部分内容的技术性很强，但读起来非常有启发性。此外，书中还涉及了一些前沿的光网络技术，比如下一代网络（NGN）中的光层技术，以及对未来光网络发展趋势的展望，这部分内容让我看到了这个领域的广阔前景和不断创新的活力。对于想深入了解光网络前沿技术和复杂架构的读者，这本书会提供一个很好的切入点。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉非常实用，更偏向于工程应用和技术实现。它没有过多地停留理论推导，而是将很多抽象的概念与实际的设备和系统联系起来。比如，在介绍光网络性能指标的时候，它不仅仅列出了相关的公式，还详细讲解了这些指标在实际网络规划和优化中的意义，以及如何通过测量和监控来保证网络的性能。书中关于光传输系统的各个组成部分，比如光源、探测器、光放大器、光复用/解复用器的详细介绍，以及它们在实际工作中的参数选择和优化方法，对于我理解整个光通信链路的构建非常有帮助。特别是在讲到光放大器时，EDFA（掺铒光纤放大器）和SOA（半导体光放大器）的原理、优缺点以及在不同场景下的应用，讲解得非常到位，让我对如何提升传输距离和信号质量有了更清晰的认识。另外，书中还对光网络的保护和恢复机制进行了详细的阐述，包括各种保护倒换方式的原理、性能比较以及在实际网络中的部署策略，这对于保证网络的可靠性和业务的连续性至关重要。这本书真正做到了理论与实践相结合，非常适合作为工程技术人员的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我之前对光网络和交换技术一直存在着一些零散的认知，这本书的出现，为我系统地构建起了完整的知识体系。从一开始的光的物理特性，到各种光纤的类型和特点，再到光信号的传输衰减和色散等影响因素，本书都进行了非常清晰和详尽的介绍。我尤其喜欢它在讲解各种交换技术时，不仅仅描述了技术本身，还深入分析了其应用场景和技术优势。例如，在介绍电路交换、报文交换和分组交换的时候，它不仅解释了原理，还对比了它们在不同网络类型中的适用性。而到了光交换的部分，书中对光路的建立、维护和拆除的流程，以及各种光交换节点（如光分插复用器OADM、光交叉连接器OXC）的设计和工作原理，都进行了深入的剖析。这本书最大的特点在于，它能够将相对复杂的理论知识，通过生动的案例和图示，变得易于理解和消化。它不是那种纯粹的理论书籍，也不是那种只讲实现细节的工具书，而是将两者有机地结合在一起，让读者在掌握理论的同时，也能对其在实际工程中的应用有深入的了解，是一本真正有助于提升专业能力的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书我之前就听老师们推荐过，说是“十二五”规划的重点教材，一直想找机会好好看看。拿到手翻了几眼，感觉内容的确非常扎实，编排也很系统，从光网络的基本原理到各种交换技术，几乎涵盖了我们专业需要掌握的核心知识点。其中关于光信号的传输特性、损耗分析以及不同类型光纤的优缺点介绍，讲解得非常透彻，而且配图也很丰富，有助于理解抽象的概念。尤其是在讲到波分复用（WDM）技术的时候，作者花了大量篇幅详细介绍了其原理、实现方式以及在现代光网络中的应用，包括密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）的对比分析，让我对这种提高光纤传输容量的关键技术有了更深入的认识。此外，书中对于光交换的几种主要技术，比如光开关、光路由器的原理和结构也进行了详细的阐述，并且联系了实际的网络架构，能够让我们理解这些技术是如何支撑起我们今天的高速互联网的。虽然有些部分涉及到复杂的数学公式推导，但作者都给出了清晰的解释和背景信息，即使是初学者也能逐步理解。总体来说，这本书是一本非常值得深入研读的专业教材，对于想系统学习光网络和交换技术的同学来说，无疑是一本宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它将光网络和交换技术置于整个信息通信技术发展的宏观背景下进行审视，并且着重强调了技术之间的相互关联和协同作用。书中在分析光网络技术的时候，不仅仅局限于光层本身，还深入探讨了它与IP网络、MPLS网络等其他网络层面的交互关系。例如，在讲解IP over WDM和GMPLS的时候，它详细分析了不同网络层协议如何协同工作，以及如何通过分层控制来提高网络的灵活性和效率。这种跨层分析的视角对于理解现代融合网络架构非常有价值。书中还对光网络的标准化和发展历程进行了简要回顾，这有助于我们理解当前技术的演进方向以及未来的发展趋势。此外，书中还涉及了一些网络安全方面的考虑，以及如何在高密度、高速率的光网络中保障数据的安全传输。这种全局性的视野和对技术演进的洞察，让这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本行业分析报告，能够帮助读者从更宏观的角度去认识和理解光网络与交换技术。