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高军诗，沈艳涛，王云，魏贤虎，李昶 ... 著

图书标签:

• 光通信
• 光纤通信
• 通信工程
• 信息技术
• 光电子技术
• 网络工程
• 通信原理
• 光器件
• 光网络
• 信号处理

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115418104

版次：01

商品编码：11967606

包装：平装

丛书名： 全国信息通信专业咨询工程师继续教育培训系列教材

开本：小16开

出版时间：2016-06-01

页数：148

正文语种：中文

编辑推荐

1本书是中国工程咨询协会指定的咨询工程师（投资）继续教育的教材，
2本书作者均为中国通信设计咨询机构的专业人员，书中汇集了多位专家丰富的工作经验和专业知识，可以较好地提升通信专业的咨询工程师（投资）工作能力和专业水平。
3本书拟邀请中国工程咨询协会知名专家为本书写序言或推荐。

内容简介

本书旨在介绍光传送网中的主要通信技术及组网应用，内容涉及光纤光缆、WDM技术、SDH技术、PTN/IP RAN技术和PON技术，涵盖骨干传送网、城域传送网和有线接入网。针对各类技术特点，结合实际网络应用，分章节描述各类技术在组网中的系统构成及关键技术、组网及应用方案、未来发展趋势。本书兼顾网络架构与技术细节，融理论性，知识性和实用性于一体，深入浅出地分析技术特点及应用方案，有助于通信专业技术人员全面、系统地了解光通信网络的技术应用。
本书是全国信息通信专业咨询工程师继续教育培训系列教材的有线通信部分，也可作为通信行业广大管理人员、技术人员及其他从业人员的参考学习资料。

作者简介

中国工程咨询协会组织编写。中国工程咨询协会（CNAEC）于1992年底正式成立。会员遍布全国各地。28个省、自治区、直辖市成立了地区工程咨询协会或筹备组，形成了全国工程咨询行业组织网络。

目录

第1章　有线通信概述 1
1．1　有线通信网络分层结构　1
1．2　有线通信主要技术　2
1．2．1　SDH与MSTP的关系　3
1．2．2　OTN和WDM/SDH的关系　4
1．2．3　PTN和IP RAN的关系　4
1．3　有线通信发展　5
1．3．1　网络发展　5
1．3．2　技术发展　6
1．3．3　多种技术的融合发展　8
思考题　10

第2章　光纤通信线路技术　11
2．1　光纤技术的发展及特点　11
2．1．1　光纤技术的发展　11
2．1．2　光纤的主要特点　12
2．2　光纤　14
2．2．1　光纤的基本知识　14
2．2．2　光纤类型　15
2．2．3　光纤的结构参数　23
2．2．4　光纤传输特性参数　23
2．3　光缆　27
2．3．1　光缆的定义　27
2．3．2　光缆的结构　27
2．3．3　光缆的分类　30
2．4?光缆线路网　34
2．4．1　光缆线路网的构成　35
2．4．2　网络结构与配纤方法　35
2．4．3　用户光纤引入线　37
2．5　光纤通信线路技术发展趋势　38
2．5．1　增大有效面积单模光纤　38
2．5．2　超低损耗光纤　38
2．5．3　弯曲衰减不敏感单模光纤　39
2．5．4　多芯光纤技术　39
2．5．5　光子晶体光纤技术　39
思考题　40

第3章　WDM传输技术　41
3．1　发展现状　41
3．2　系统结构及关键技术　42
3．2．1　基本概念　42
3．2．2　系统结构　46
3．2．3　关键技术　49
3．2．4　系统性能　54
3．3　组网及应用　54
3．3．1　传统WDM系统　54
3．3．2　OTN系统　56
3．4　未来发展趋势　60
3．4．1　提升系统容量　60
3．4．2　提高传输距离　61
3．4．3　从点到点传输走向动态传送联网　61
思考题　62

第4章　SDH传输技术　63
4．1　发展现状　63
4．1．1　PDH技术特点　63
4．1．2　SDH技术特点　64
4．1．3　ASON技术特点　65
4．2?系统构成及关键技术　66
4．2．1　传输系统构成　66
4．2．2　传输系统性能　66
4．2．3　SDH技术　67
4．2．4　MSTP技术　70
4．2．5　ASON技术　73
4．3　组网及应用　76
4．3．1　SDH组网技术　76
4．3．2　ASON组网技术　77
4．3．3　网络保护和恢复　80
4．4　未来发展趋势　83
4．4．1　大交叉容量　83
4．4．2　智能化　84
思考题　85

第5章　分组化传送网技术　87
5．1　分组化传送技术的引入　87
5．2　系统结构及关键技术　89
5．2．1　分组化传送网技术简介　89
5．2．2　分组化交换技术　93
5．2．3　保护技术　95
5．2．4　QoS技术　99
5．2．5　同步技术　103
5．2．6　OAM功能　105
5．2．7　分组化传送网性能指标　109
5．3　组网及业务承载　110
5．3．1　业务承载及组网需求　110
5．3．2　组网方案　111
5．3．3　业务承载方案　115
5．4　未来发展趋势　119
5．4．1　运营商使用现状　119
5．4．2　技术应用发展　120
5．4．3　网络应用发展　122
思考题　124

第6章　有线接入技术　125
6．1　发展现状　125
6．1．1　接入网定义　125
6．1．2　接入网的物理参考模型　126
6．1．3　接入网功能块　127
6．1．4　有线接入技术划分　127
6．2　PON系统架构及关键技术　130
6．2．1　PON系统简介　130
6．2．2　PON技术分类　131
6．2．3　EPON/GPON技术原理和特点　134
6．3　组网及应用　139
6．3．1　PON应用模式　139
6．3．2　业务承载方式　144
6．4　未来发展趋势　147
6．4．1　研究热点　147
6．4．2　下一代PON技术　148
思考题　149

前言/序言

《数字信号处理理论与实践》 内容梗概 本书旨在深入探讨数字信号处理（DSP）的核心理论、关键算法及其在工程实践中的广泛应用。全书内容覆盖了数字信号处理的各个重要方面，从基础概念的梳理到复杂算法的剖析，再到实际工程问题中的解决方案，力求为读者构建一个系统、全面且实用的DSP知识体系。本书特别强调理论与实践的紧密结合，通过丰富的案例和代码示例，帮助读者将抽象的理论概念转化为可执行的工程方案。 第一部分：数字信号处理基础 本部分将从最基础的概念出发，为读者打下坚实的DSP理论基础。 第一章：信号与系统回顾 模拟信号与数字信号： 详细阐述模拟信号和数字信号的定义、特性及其转换过程（采样、量化、编码）。重点解析采样定理（奈奎斯特-香农采样定理），强调其在数字信号处理中的核心地位，并探讨过采样和欠采样的影响。 时域与频域分析： 回顾傅里叶级数和傅里叶变换，介绍它们在分析信号频谱方面的作用。深入讲解离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其性质。阐述频域分析对于理解信号特性、设计滤波器等的重要性。 线性时不变（LTI）系统： 定义LTI系统的概念，介绍其重要特性，如叠加性、移不变性。详细讲解卷积运算在LTI系统分析中的作用，包括连续时间卷积和离散时间卷积。 系统函数与零极点分析： 引入系统函数（Z变换）的概念，解释其如何表征LTI系统的特性。详细讲解零点和极点在系统函数中的意义，以及它们如何影响系统的频率响应和稳定性。 第二章：采样、量化与重构 采样过程详解： 详细分析理想采样、自然采样和平台采样等不同采样方式的原理和数学模型。深入探讨采样率选择对信号保真度的影响，以及混叠（aliasing）现象的产生机理和避免方法，包括抗混叠滤波器的作用。 量化误差分析： 解释量化过程的本质，分析量化误差（量化噪声）的产生原因。研究均匀量化和非均匀量化（如μ-law, A-law编码）的优缺点，以及提高量化精度的技术，如增加量化比特数。 数字到模拟信号重构： 讲解如何通过零阶保持器、一阶保持器等进行数字信号的模拟重构。分析重构过程中的影响，以及理想重构的条件。 第三章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT及其性质： 详细推导DFT的定义，并深入探讨其重要性质，如周期性、线性、对称性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等。 DFT的计算复杂度： 分析直接计算DFT所需的计算量（O(N^2)），并指出其在实际应用中的局限性。 FFT算法原理： 详细介绍Cooley-Tukey算法（蝶形运算）等主流FFT算法的设计思想，包括按时间抽选（DIT）和按频率抽选（DIF）两种基本分解方式。讲解FFT算法如何大幅度降低DFT的计算复杂度（O(N log N)）。 FFT在工程中的应用： 举例说明FFT在频谱分析、信号滤波、卷积计算等方面的广泛应用，以及其在实时处理中的优势。 第二部分：数字滤波器设计与实现 本部分将聚焦于数字滤波器的设计理论、实现方法以及在信号去噪、信号增强等方面的应用。 第四章：数字滤波器基本概念 滤波器的作用与分类： 阐述滤波器在信号处理中的核心作用，如去除噪声、提取特定频率成分、信号整形等。介绍滤波器的基本分类：低通、高通、带通、带阻滤波器。 FIR与IIR滤波器： 详细介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器两大类。对比它们的优缺点，如稳定性、线性相位、计算复杂度、设计难度等。 滤波器设计指标： 定义滤波器的关键设计参数，包括通带、阻带、过渡带的宽度，通带纹波（passband ripple）、阻带衰减（stopband attenuation）等。 第五章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 模拟原型滤波器： 介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev Type I & II）、椭圆（Elliptic）等经典模拟原型滤波器的特性。 模拟到数字滤波器的转换： 详细讲解双线性变换（Bilinear Transform）方法，以及冲激不变法、阶跃不变法等，用于将模拟原型滤波器转换为数字滤波器。 IIR滤波器设计实例： 通过具体设计步骤，演示如何设计一个满足特定指标的IIR低通滤波器，并分析设计结果。 IIR滤波器实现结构： 介绍直接型、规范型（梯形、转置梯形）等IIR滤波器实现结构，并分析其在计算和稳定性上的差异。 第六章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器的线性相位特性： 深入阐述FIR滤波器实现精确线性相位的优势，以及线性相位对信号的无失真（仅移相）处理的重要性。介绍FIR滤波器四种基本的线性相位结构（Type I-IV）。 窗函数法： 介绍利用窗函数截断理想滤波器的频率响应，以获得FIR滤波器系数。详细讲解矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等常用窗函数的特性及其对滤波性能的影响。 频率采样法： 介绍通过指定滤波器响应在特定频率点上的值来设计FIR滤波器的方法。 优化设计法（Parks-McClellan算法）： 详细介绍Parks-McClellan算法（Remez交换算法）的原理，讲解其如何设计出在特定频带内最优（等纹波）的FIR滤波器。 FIR滤波器设计实例： 通过实例演示窗函数法和优化设计法在设计FIR滤波器中的应用。 FIR滤波器实现结构： 介绍直接型、移位寄存器型等FIR滤波器实现结构。 第三部分：高级数字信号处理技术 本部分将深入探讨一些更高级的DSP理论和技术，以及它们在复杂信号处理问题中的应用。 第七章：自适应滤波 自适应滤波器的概念： 介绍自适应滤波器的工作原理，即滤波器系数能根据输入信号的统计特性自动调整，以达到某种优化目标。 LMS算法： 详细讲解最小均方（LMS）算法，包括其迭代过程、步长参数的选择及其对收敛速度和稳态误差的影响。 RLS算法： 介绍递推最小二乘（RLS）算法，分析其相比LMS算法的收敛速度优势，以及其计算复杂度更高的特点。 自适应滤波器的应用： 重点介绍自适应滤波器在噪声消除（如回声消除、个性化降噪）、均衡（如信道均衡）、干扰抑制等领域的应用。 第八章：多速率信号处理 采样率变换： 讲解如何有效地改变信号的采样率，包括抽取（decimation）和插值（interpolation）。 抽取（Decimation）： 详细分析降采样过程，强调在降采样之前进行低通滤波（抗混叠）的必要性。 插值（Interpolation）： 详细分析升采样过程，介绍线性插值、多项式插值等方法，并讲解数字上变频（DUC）和数字下变频（DDC）的基本原理。 多速率滤波器组（Filter Banks）： 介绍多速率滤波器组的概念，如QMF（正交镜像滤波器）等，以及它们在信号分解与重构、子带编码（如MP3、JPEG2000）等方面的应用。 第九章：谱估计 经典谱估计方法： 回顾周期图法、改进周期图法等经典谱估计方法，分析它们的优缺点，如方差大、分辨率低等。 现代谱估计方法： 参数化模型谱估计： 介绍AR（自回归）、MA（移动平均）、ARMA（自回归移动平均）等信号模型，以及利用Yule-Walker方程、Burg算法等进行模型参数估计，并从中推导出功率谱密度。 非参数化模型谱估计（如Welch法）： 介绍Welch法如何通过分段平均周期图来降低方差，提高谱估计的平滑度。 谱估计在工程中的应用： 举例说明谱估计在雷达信号分析、通信信号识别、生物医学信号处理中的应用。 第四部分：数字信号处理的工程实践 本部分将从实际工程应用的角度出发，介绍DSP的实现平台、工具以及典型应用案例。 第十章：DSP硬件平台与开发工具 DSP处理器（DSPs）： 介绍TI、ADI、Intel等主流DSP芯片的架构特点、指令集、工作原理，以及它们在高性能实时信号处理中的优势。 FPGA在DSP中的应用： 介绍现场可编程门阵列（FPGA）在并行处理、高吞吐量信号处理中的应用，以及Verilog/VHDL硬件描述语言在FPGA设计中的作用。 微控制器（MCUs）与DSP协处理器： 讨论微控制器在嵌入式DSP系统中的角色，以及一些高性能MCU集成的DSP指令集或配套DSP协处理器。 DSP软件开发环境： 介绍常用的DSP开发套件（SDK）、集成开发环境（IDE），如MATLAB/Simulink、CCS（Code Composer Studio）、VS Code配合相关插件等，以及在软件仿真和硬件调试中的重要性。 第十一章：典型应用案例分析 通信系统中的DSP： 详细分析数字调制解调（ASK, FSK, PSK, QAM）、信道编码与解码、均衡等通信算法在DSP中的实现。 音频与语音处理： 讲解音频信号采样、量化、压缩（如MP3）、滤波（如均衡器）、语音识别、语音合成等技术。 图像与视频处理： 介绍图像滤波（如锐化、平滑）、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG）、视频编码（如H.264/H.265）等DSP相关技术。 雷达与声纳信号处理： 讨论目标检测、距离和速度估计、杂波抑制等在雷达与声纳系统中的DSP实现。 生物医学信号处理： 介绍心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的滤波、特征提取、模式识别等应用。 结语 本书通过系统性的理论讲解、丰富的工程实例和实用的开发技巧，致力于帮助读者深入理解数字信号处理的强大能力。无论您是初学者还是有一定基础的工程师，本书都将是您掌握DSP技术、解决实际工程问题的宝贵参考。通过对本书内容的学习和实践，读者将能够自信地运用DSP技术应对各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我以为会是一本枯燥的技术手册，但读起来却意外地流畅。作者的文笔非常生动，他似乎有一种魔力，能把复杂的物理现象和工程原理描绘得活灵活下。我最欣赏的是书中对“光”本身的描绘，不仅仅是物理概念，还融入了一些人文关怀，让我感受到了技术背后的人文魅力。比如，在讲到光纤通信的诞生和发展时，作者花了很大的篇幅去介绍那些为之奋斗的科学家们的经历和故事，这让我觉得技术不再是冰冷的，而是充满了人类的智慧和情感。当然，这本书的专业性也是毋庸置疑的。它对光通信的各个环节都做了非常细致的讲解，从最基础的光源、光纤，到复杂的调制解调技术、网络架构，都覆盖得很全面。而且，书中对很多关键技术都配有精美的插图和示意图，这对于我这种视觉学习者来说，简直是福音。我发现，很多之前模糊不清的概念，在图文并茂的讲解下，一下子就清晰起来了。总的来说，这本书既有理论深度，又不失趣味性，是一本难得的优秀科普读物，值得反复品读。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我当初买这本书，纯粹是因为工作上偶尔会涉及到一些和光通信相关的信息，想着能大概了解一下。结果翻开之后，就有点被惊艳到了。它不像我之前看的某些技术书籍那样，上来就是各种晦涩难懂的公式和图表，而是从一个更宏观的视角切入，先介绍了光通信的历史发展和它在现代社会中的地位。然后，再循序渐进地讲解各种关键技术，比如光纤的类型、光源的原理、探测器的性能等等。我觉得这本书最大的优点在于它的“应用导向性”。它没有把理论讲得很空泛，而是紧密结合实际的应用场景，比如如何构建高速数据网络、如何实现长距离通信、以及在5G时代光通信扮演的角色等等。这些内容对我理解行业动态非常有帮助。我尤其喜欢书中对一些前沿技术的介绍，比如相干光通信、光子集成电路等等，虽然有些内容还比较超前，但作者的解读清晰易懂，让我对未来的发展方向有了一个初步的认识。这本书确实需要花点时间和精力去消化，但如果你想在光通信领域有所建树，或者想更深入地了解这个行业的运作，那么这本书绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容量真的非常庞大，简直把我震撼到了。我大概花了几个星期的时间，才算是勉强通读了一遍。它对光通信的各个方面都有非常深入的讲解，无论是理论基础、关键技术，还是实际应用，都涉及得非常广泛。我个人觉得，这本书的优势在于它的“系统性”和“全面性”。它为我构建了一个非常完整的知识体系，让我对光通信的整个产业链有了一个清晰的认识。书中对一些经典的光通信技术，比如波分复用、光放大器等，都做了非常详细的原理分析和性能评估。而且，它还介绍了许多最新的技术发展趋势，比如光网络智能化、云计算与光通信的融合等。这本书的深度和广度都让我印象深刻，它让我看到，光通信技术不仅仅是通信本身，它还在不断地与其他前沿技术交叉融合，推动着整个科技社会的进步。虽然阅读过程中会遇到一些难度，需要反复查阅和思考，但每当我攻克一个难点，都会有巨大的成就感。对于想系统学习光通信技术的朋友来说，这本书绝对是首选。

评分☆☆☆☆☆

这本书我读了有大半了，说实话，内容真是太翔实了，简直像一本百科全书。我一直对这个领域充满了好奇，但又怕过于专业的东西会让我望而却步。然而，这本《光通信技术与应用》恰恰做到了，它在讲解专业术语和原理的时候，都会穿插很多生活中的例子，或者是一些实际工程中的应用场景，让我这种“小白”也能慢慢理解。比如，书中讲到光纤的传输原理时，不仅仅是冷冰冰的公式推导，还形象地比喻成“光之舞”，让我们能直观地感受到光是如何在纤芯中“跳跃”前进的。更让我惊喜的是，它对“应用”这块儿的内容也挖掘得很深，不仅仅是通信网络，还提到了光通信在医疗、工业、安防等领域的最新进展。每次读完一章，都感觉自己打开了一个新世界，对我们现在享受到的各种便捷通信服务有了更深的认识。虽然内容量很大，有时候也需要反复咀嚼，但整体而言，收获是巨大的。它让我看到了光通信技术是如何一步步改变我们生活的，也让我对未来的发展充满了期待。这本书不愧是该领域的经典之作，强烈推荐给所有对此感兴趣的朋友们，无论你是初学者还是有一定基础，都能从中受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我一直对光通信这个领域不太了解，只知道我们现在用的网络速度很快，这背后肯定有什么很厉害的技术。这本书的出现，简直就是为我量身定做的。它从最基础的物理原理讲起，比如光的性质、电磁波的传播等等，然后慢慢过渡到光纤的结构和光信号的传输机制。作者的讲解方式非常形象生动，让我这个完全的门生，也能一步步跟上思路。我尤其喜欢书中对“应用”的描述，它不仅仅介绍了通信网络，还展示了光通信在其他领域的应用，比如医疗诊断、科学研究、甚至艺术领域。这让我感到非常惊喜，原来光通信的应用范围如此之广！书中也穿插了很多实际的案例和技术难题的解决办法，这让我觉得学到的知识非常实用。虽然书的内容很多，我还需要花时间去消化和吸收，但每一次阅读，都让我感觉自己离这个神秘又重要的领域更近了一步。这本书绝对是值得推荐给任何对技术感到好奇、想了解现代社会幕后英雄的人。