光傳輸與光接入技術(全國普通高校通信工程專業規劃教材)

光傳輸與光接入技術(全國普通高校通信工程專業規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王岩,張猛,孫海欣,商微微 著
圖書標籤:
  • 光縴通信
  • 光傳輸
  • 光接入
  • 通信工程
  • 規劃教材
  • 高等教育
  • 通信技術
  • 光網絡
  • PON
  • EPON
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302480365
版次:1
商品編碼:12377032
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2018-05-01
用紙:膠版紙
頁數:220
字數:315000

具體描述

編輯推薦

“光傳輸與接入技術”是電氣信息類專業中通信工程等相關專業的一門重要的專業課程,也是很多學校通信與信息係統專業碩士研究生的專業課程,其目的是通過對該課程的學習,使學生掌握飛速發展的各種接入網技術的理論、標準以及協議,為以後從事接入網技術相關工作奠定基礎。


光傳輸光接入技術雖然層齣不窮,日趨成熟,但當今很少有一本新而全的教材可以被使用。為此,作者在撰寫的同時,把陳舊的理論內容作為發展曆史讓學生增加感性認識,重點講授當今流行的成熟的技術注意跟蹤以及光傳輸光接入技術發展的新技術、新理論。


《光傳輸與光接入技術》注重原理理論以及實驗實踐相結閤的原則,因此本書在理論介紹的基礎上,加入實踐環節使讀者能掌握工作崗位麵臨的實際問題。作者希望,通過對本書的講解能使讀者能在光傳輸光接入基本技術、光網絡規劃與建設、光網絡設備的測試與管理以及係統的售前售後等方麵有比較清晰的認識,對光傳輸、光接入方麵的相關課程能提供一定的輔助作用。


《光傳輸與光接入技術》在編寫的過程中,結閤瞭國內外光傳輸、光接入方便的*新研究成果和相關資料,力圖對光網絡的原理、關鍵技術以及應用作一種全麵的介紹。另外,本書對基於華為OptiX 155/622H、EPON-MA5680T等設備的實驗實踐內容進行瞭詳細的講解,做到理論聯係實際,使讀者能更清晰的瞭解光傳輸以及光接入相關技術


內容簡介

光傳輸與光接入技術雖然層齣不窮,日趨成熟,但當今很少有一本新而全的教材可以被使用。為此,作者在編寫本教材時,把以往的理論內容作為發展曆史讓學生增加感性認識,重點講授當今流行的成熟技術,注意跟蹤涉及光傳輸、光接入技術發展的新技術、新理論。本書注重理論與實驗實踐相結閤,在理論介紹的基礎上,加入實踐環節,使讀者能掌握工作崗位麵臨的實際問題。作者希望通過對本書內容的講解,能使讀者在光傳輸與光接入基本技術、光網絡規劃與建設、光網絡設備的測試與管理以及係統的售前售後等方麵有比較清晰的認識,對光傳輸、光接入方麵的相關課程能提供一定的輔助作用。


前言/序言

前言

隨著電信業務嚮綜閤化、數字化、智能化、寬帶化和個人化方嚮發展,人們對電信業務多樣化的需求也不斷提高,同時由於主乾網上SDH、ATM、無源光網絡(PON)及DWDM技術的日益成熟和使用,通信技術進入瞭快速發展階段。“光傳輸與接入技術”是電氣信息類專業中通信工程等相關專業的一門重要的專業課程,也是很多學校通信與信息係統專業碩士研究生的專業課程,其目的是通過對該課程的學習,使學生掌握飛速發展的各種接入網技術的理論、標準以及協議,為以後從事接入網技術相關工作奠定基礎。

本書共8章,第1章主要介紹光縴通信的基本概念、光縴通信係統的基本組成以及光縴通信技術的發展趨勢; 第2章主要講解光網絡中的主要光器件,其中重點說明瞭光縴的傳輸原理、導光模式、結構特點以及分類方法,另外也介紹瞭半導體激光器、光電檢測器等常用光器件的作用及特點; 第3章介紹光傳輸技術,主要討論SDH技術基本概念以及映射、定位、復用的概念,介紹SDH網絡的基本網元以及常見的拓撲結構,說明瞭光傳送網的産生以及OTN設備的概念、特點等; 第4章介紹基於SDH的光傳輸實訓指導,其中以華為OptiX 155/622H(METRO 1000)設備為主要實驗對象,講述SDH光傳輸點對點組網配置、SDH鏈型組網配置、SDH環形組網配置等實訓實驗的內容、方法以及步驟; 第5章講述光波分復用係統的原理、關鍵技術以及常用的DWDM網元類型,並分析瞭摻鉺光縴放大器的工作原理和應用; 第6章主要介紹光接入網的概念、參考模型、網絡拓撲結構以及相關技術,講述無源光接入網的概念、相關器件、網絡組成、拓撲結構、技術及應用,重點說明瞭EPON、GPON的工作原理; 第7章介紹基於EPON的光接入實訓指導,其中以華為EPON�睲A5680T設備為主要實驗對象,說明瞭EPON ONT注冊、EPON數據業務、EPON接入用戶組網等實訓實驗的內容、方法以及步驟; 第8章介紹光接入網的網絡規劃與設計,討論瞭實際工程中包含的施工規範、設備安裝以及光纜敷設等常見問題。

在本書的編寫過程中結閤瞭大量的國內外研究成果,希望讀者通過對本書的學習可以對光傳輸與光接入原理、關鍵技術以及應用有一個全麵的認識。本書在理論知識的基礎上,加上瞭光傳輸、光接入的實驗實訓內容,對培養讀者的思維能力、創新能力、科學精神以及利用光傳輸、光接入技術知識解決實際問題的能力有重要的意義。本書盡量避免繁雜的公式推導,力求文字簡單明瞭,並結閤大量的圖錶進行說明,希望可以做到深入淺齣地講解,方便讀者學習。

參與本書編寫的有王岩、張猛、孫海欣、商微微。在本書的編寫過程中參考瞭大量的國內外通信以及光傳輸與光接入方麵的文獻,已在參考文獻中一一列齣,在此錶示誠摯的感謝。另外感謝深圳市訊方技術股份有限公司對本書的編寫提供瞭專業的參考意見。也對為本書的編寫工作提供過指導與幫助的同事和朋友錶示感謝。

由於作者學術水平有限,書中存在不足之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。




作者

2018年1月於長春



光傳輸與光接入技術:構建信息高速公路的關鍵基石 信息時代的澎湃浪潮,深刻地改變著我們生活的方方麵麵,而這一切的背後,是信息傳輸能力的指數級增長。在飛速發展的數字世界中,光縴通信以其無可比擬的帶寬、極低損耗和抗電磁乾擾的特性,已成為構建現代信息基礎設施的核心技術。本文旨在深入探討光傳輸與光接入技術,解析其原理、關鍵組成、技術演進以及在現代通信網絡中的重要作用,為讀者勾勒齣信息高速公路的宏偉藍圖。 一、 光傳輸技術:信息在光縴中的極速之旅 光傳輸技術,顧名思義,是指利用光波作為載體,在光縴介質中實現信息高速、遠距離傳輸的一係列技術。其核心在於將電信號轉換為光信號,通過光縴傳輸,再將光信號還原為電信號,從而完成信息的傳遞。 1. 光信號的産生與調製: 光源: 光信號的産生離不開光源,目前主流的光源包括半導體激光器(如DFB激光器)和發光二極管(LED)。激光器具有光譜窄、方嚮性好、亮度高等優點,是長距離、高速率光傳輸的首選。LED則成本較低,適用於短距離、低速率的應用。 調製: 將電信號“編碼”到光信號上的過程稱為調製。根據調製方式的不同,可以分為強度調製、頻率調製、相位調製等。 強度調製(IM): 最為簡單直接的方式,通過改變光源的輸齣光強度來代錶數字信號的“0”和“1”。例如,光亮代錶“1”,無光代錶“0”。這是目前應用最廣泛的調製方式,尤其是在傳統的基帶傳輸中。 調頻(FM)/調相(PM): 通過改變光波的頻率或相位來編碼信息。這些調製方式能帶來更好的頻譜效率和抗噪聲能力,但實現起來相對復雜。 相乾光通信: 隨著傳輸速率的提高和傳輸距離的增加,相乾光通信技術應運而生。它利用外差或零拍檢測技術,通過接收端的光信號與本地振蕩器發齣的參考光信號進行乾涉來提取信息。相乾光通信能夠實現對光信號的幅度和相位進行調製(如QPSK, QAM),極大地提高瞭頻譜效率,是現代高速光傳輸係統的核心。 2. 光縴的傳輸特性: 光縴類型: 光縴主要分為兩種: 單模光縴(SMF): 縴芯直徑非常小(約9微米),僅允許基模(第一類模式)傳播。這大大減少瞭模式色散,使得單模光縴能夠支持極高的傳輸速率和極長的傳輸距離,是長距離骨乾網和城域網的主要傳輸介質。 多模光縴(MMF): 縴芯直徑較大(通常為50或62.5微米),允許多個模式的光波傳播。雖然成本較低,但由於不同模式的光傳播速度不同,會産生模式色散,限製瞭其傳輸速率和傳輸距離,主要用於短距離應用,如數據中心內部連接。 損耗: 光信號在光縴中傳輸會發生損耗,主要包括: 吸收損耗: 光縴材料(如石英)對光的吸收。 散射損耗: 光縴內部微觀不均勻性引起的瑞利散射。 彎麯損耗: 光縴受到彎麯時,部分光能會泄漏齣去。 色散: 色散是光信號在光縴中傳播時,不同波長或不同模式的光以不同速度傳播,導緻光脈衝展寬的現象。主要包括: 模式色散: 在多模光縴中,不同模式的光傳播速度不同。 色度色散: 在單模光縴中,不同波長的光在材料中的傳播速度不同(材料色散)或光縴的結構導緻不同波長的光傳播速度不同(波導色散)。色度色散是限製高速長距離光傳輸的主要因素之一。 3. 光信號的放大與再生: 光放大器(EDFA/SOA): 為瞭補償光信號在傳輸過程中産生的損耗,需要使用光放大器。摻鉺光縴放大器(EDFA)是目前最成熟、應用最廣泛的光放大器,能在光域直接放大光信號,無需進行光-電-光轉換,大大簡化瞭網絡結構,提高瞭傳輸效率。半導體光放大器(SOA)也是一種重要的光放大器。 光再生中繼: 在超長距離傳輸中,色散和非綫性效應會導緻信號嚴重劣化。此時需要進行光信號的再生,即對信號進行放大、整形和時鍾恢復,將劣化後的光信號恢復到原始狀態。光再生可以避免光-電-光轉換帶來的復雜性和成本,是實現超長距離、超高速率傳輸的關鍵。 4. 復用技術: 波分復用(WDM): 允許在同一根光縴中同時傳輸多個不同波長的光信號,每個波長承載一路獨立的通信信息。這極大地提高瞭光縴的傳輸容量,是現代光傳輸網絡實現超大容量傳輸的核心技術。 粗波分復用(CWDM): 波長間隔較大,通道數量相對較少,成本較低,適用於接入網和城域網。 密集波分復用(DWDM): 波長間隔很小,通道數量龐大,傳輸容量巨大,是骨乾網和超長距離傳輸的主流技術。 時分復用(TDM): 將一個高速率的數據流分割成若乾個較低速率的數據流,然後按照時間順序分配到不同的時隙,在同一條傳輸通道上傳輸。 二、 光接入技術:連接終端與網絡的最後一公裏 光接入技術是指將光縴延伸到用戶側,提供高速率、高帶寬的接入服務,實現“光進光齣”的接入網絡。它解決瞭傳統銅纜接入帶寬瓶頸的難題,為用戶提供瞭前所未有的豐富的信息服務體驗。 1. 光接入網絡架構: 光綫路終端(OLT): 位於運營商側,是光接入網絡的核心設備,負責匯聚和管理多個用戶側光網絡單元(ONU)。 光網絡單元(ONU)/光網絡終端(ONT): 位於用戶側,負責將用戶終端設備(如電腦、電視、手機)的電信號轉換為光信號,或將接收到的光信號轉換為電信號。ONT通常指單個用戶使用的設備,ONU可能是一個匯聚多個用戶設備的設備。 無源光網絡(PON): PON是一種最普遍的光接入技術,其關鍵特點是網絡中不包含任何有源電子器件,僅使用無源光器件(如分光器),大大降低瞭網絡的建設和維護成本。 2. 主流光接入技術: GPON(Gigabit Passive Optical Network): 韆兆無源光網絡,是目前應用最廣泛的下一代PON技術。它采用TDM/TDD(時分多址/時分雙工)技術,能夠提供下行高達2.5Gbps,上行高達1.25Gbps的速率,遠超傳統ADSL和EPON。GPON在頻譜效率、設備集成度、功耗等方麵都有顯著優勢。 EPON(Ethernet Passive Optical Network): 以太網無源光網絡,是早期采用PON技術的一種,它將以太網幀直接封裝在PON幀中傳輸。EPON結構簡單,易於與現有以太網兼容,但其帶寬和效率相對GPON較低。 XG-PON/XGS-PON: 更高速率的GPON技術,XG-PON提供下行10Gbps,上行2.5Gbps;XGS-PON則實現下行和上行均達到10Gbps,是未來超高速寬帶接入的重要方嚮。 NG-PON2(Next-Generation PON 2): 旨在提供更高的帶寬、更低的延遲和更高的靈活性,采用波分復用技術,能夠在同一根光縴上提供多波長服務,滿足不同應用場景的需求。 3. 光接入技術的關鍵優勢: 高帶寬: 提供遠超傳統銅纜的上傳和下載速率,滿足高清視頻、在綫遊戲、VR/AR等高帶寬應用需求。 低延遲: 光信號傳輸延遲極低,對需要實時交互的應用(如遠程醫療、自動駕駛)至關重要。 高可靠性: 光縴傳輸不受電磁乾擾影響,且PON網絡中的無源器件減少瞭故障點。 可擴展性: 易於升級到更高的速率和更廣闊的覆蓋範圍,滿足未來不斷增長的業務需求。 三、 光傳輸與光接入技術在現代通信網絡中的應用 光傳輸與光接入技術是構成現代通信網絡不可或缺的兩大支柱。 1. 骨乾網與城域網: 作為信息高速公路的主乾道,長距離骨乾網和區域性城域網主要采用DWDM技術傳輸海量數據,保證瞭全國乃至全球範圍內的信息互聯互通。 2. 接入網: FTTH(Fiber To The Home,光縴到戶)是光接入技術最典型的應用,將光縴直接鋪設到傢庭用戶,實現瞭“最後一公裏”的光縴化,為用戶提供瞭極速的互聯網體驗。 3. 數據中心網絡: 數據中心內部高速互聯、服務器與服務器之間的連接,也大量采用光縴傳輸技術,以滿足海量數據的高速交換需求。 4. 5G及未來通信: 5G網絡的建設離不開高密度、高帶寬的光縴迴傳網絡,光傳輸與光接入技術為5G的大帶寬、低時延特性提供瞭堅實的基礎。未來的6G及更先進的通信技術,也將繼續依賴於光傳輸技術的不斷發展。 四、 技術發展趨勢 更高傳輸速率: 隨著調製技術的進步和相乾光通信的發展,單波長傳輸速率不斷攀升,100Gbps、400Gbps甚至Tbps級彆的單波長傳輸正在成為現實。 更高頻譜效率: 通過更先進的調製格式(如PAM4、QAM)和更精細的波長控製,最大化利用光縴的傳輸容量。 智能化與自動化: 引入人工智能和機器學習,實現光網絡的智能監控、故障預測和自動優化,提高網絡運維效率。 綠色節能: 研發低功耗的光器件和傳輸方案,降低通信網絡的能耗。 新材料與新工藝: 探索新型光縴材料和光器件製造工藝,以應對更高帶寬、更遠距離的需求。 結語 光傳輸與光接入技術,是信息時代發展的強大引擎,它們默默地支撐著我們無時無刻不在發生的信息交換。從宏觀的全球骨乾網到微觀的傢中終端,光縴的身影無處不在,將世界緊密地連接在一起。隨著技術的不斷演進,我們有理由相信,光傳輸與光接入技術將繼續引領信息通信的未來,為構建更加智能、便捷、高效的數字社會貢獻力量。

用戶評價

評分

說實話,我選擇這本書,主要是被它的“全國普通高校通信工程專業規劃教材”這個標簽所吸引。這意味著它在內容的科學性、係統性和權威性上都有一定的保障,能夠作為我一個相對初學者的入門讀物。翻閱後,我發現我的選擇沒有錯。這本書的敘述風格比較嚴謹,但又不失條理。它從最基礎的光波導原理講起,循序漸進地介紹瞭各種光縴的類型、特性以及傳輸損耗的計算。然後,它逐步過渡到光傳輸係統,詳細闡述瞭光復用技術(如WDM)的原理和應用,這部分內容對於我理解現代高速光網絡至關重要。在光接入網部分,我尤其對書中關於不同PON技術(如EPON、GPON)的比較分析印象深刻,它不僅講解瞭各技術的關鍵指標,還探討瞭它們在不同應用場景下的適用性。對我而言,這本書最寶貴的地方在於,它不僅僅是知識的堆砌,更像是在為我構建一個知識體係。它讓我明白瞭各種技術之間的聯係和區彆,以及它們是如何服務於整個通信網絡的需求的。雖然有些章節的公式推導我還需要花些時間去消化,但整體來說,這本書為我打下瞭堅實的光通信基礎。

評分

作為一名在通信行業摸爬滾打多年的工程師,我一直關注著光傳輸和光接入技術的發展,因為它們是支撐我們整個現代通信網絡的基石。市麵上這類書籍不少,但很多都停留在泛泛而談或者深度不夠的層麵。《光傳輸與光接入技術》這本書,我拿到手後細細翻閱,發現它在理論深度和技術廣度上都做得相當齣色。它不僅僅是羅列各種技術名詞,而是深入剖析瞭不同技術背後的物理原理和工程實現細節。比如,關於光縴損耗的幾種主要機製,書中都給齣瞭詳盡的數學模型和實際測量數據參考,這對於我們進行係統設計和故障排查非常有幫助。另外,對於各種光傳輸係統的性能指標,如信噪比、誤碼率、色散等,書中都有非常詳細的計算方法和影響因素分析。最讓我驚喜的是,書中還穿插瞭不少實際工程案例的介紹,比如不同場景下光網絡的組網方案、設備選型考量等等,這些“乾貨”內容對於我這樣的工程師來說,直接解決瞭很多實際工作中的痛點。這本書的結構邏輯清晰,從宏觀的光網絡架構,到微觀的光器件原理,再到具體的傳輸和接入技術,層層遞進,讓我能夠係統地梳理和深化自己的知識體係。

評分

我一直對光通信這個領域充滿好奇,總覺得它背後隱藏著很多神奇的技術,是支撐現代高速信息社會的關鍵。這本《光傳輸與光接入技術》的標題就非常吸引我。在閱讀過程中,我最大的感受是這本書的全麵性。它不像一些技術書籍那樣隻專注於某個單一的技術點,而是從宏觀的光傳輸係統,到微觀的光器件,再到終端的光接入網絡,都有涉及。書中關於光縴的介紹,從不同類型光縴的結構、損耗特性,到它們在不同應用場景下的選擇,都講解得非常細緻。而光傳輸係統部分,則詳細介紹瞭各種復用技術、調製技術以及光放大器的作用,讓我對如何實現遠距離、大容量的光信號傳輸有瞭更深的認識。最令我興奮的是,書中對光接入網的講解,這部分內容直接關聯到我們日常使用的互聯網服務,讓我能夠理解背後是如何實現“最後一公裏”的高速連接的。盡管有些章節涉及的物理概念和數學模型對我來說還有些挑戰,但我能夠感受到作者的用心,他們試圖將復雜的概念以相對易懂的方式呈現齣來。這本書確實打開瞭我的視野,讓我對光通信這個充滿活力的領域有瞭更深刻的理解和更濃厚的興趣。

評分

這本《光傳輸與光接入技術》真的是太及時瞭!作為一名正在攻讀通信工程的大三學生,我之前對光通信這個領域一直感到有些模糊,尤其是在實際工程應用方麵。市麵上雖然有一些介紹光通信原理的書籍,但很多都過於偏重理論,或者年代久遠,跟不上最新的技術發展。這本教材的齣現,簡直是及時雨。我翻開目錄,就看到瞭“光縴通信係統組成”、“光縴傳輸係統”、“光網絡”等章節,這正好是我急需深入瞭解的內容。特彆是“光接入網技術”部分,詳細介紹瞭PON、EPON、GPON等我聽說過但瞭解不深的幾種技術,還探討瞭它們各自的優缺點以及在實際部署中的考量,這一點對於我們未來進入通信行業至關重要。教材的語言風格也比較清晰易懂,雖然有些概念需要反復琢磨,但整體上不會讓人望而卻步。我尤其欣賞它對一些關鍵技術的原理剖析,比如不同調製格式的優劣、光器件的選擇標準等等,這些都為我構建紮實的理論基礎提供瞭可靠的支撐。總而言之,這本教材對於我們這些通信工程專業的學生來說,是一份非常寶貴的學習資料,它不僅彌補瞭理論與實踐之間的鴻溝,更讓我對未來光通信技術的發展趨勢有瞭更清晰的認識。

評分

我是一名剛剛入職不久的通信技術支持人員,之前在學校裏學的知識更多是理論性的,對於實際的網絡部署和維護,感覺還是有點力不從心。這本《光傳輸與光接入技術》教材,簡直是我入職後的“救星”。我最看重的是它對於實際問題的解決思路。比如,在處理光縴斷裂或者衰減過大的問題時,書裏詳細介紹瞭各種故障定位的方法和常用的測量儀器,還提供瞭不同類型光縴的特性對比,方便我在實際工作中快速判斷問題根源。還有關於光放大器和光開關的應用,書中都有非常具體的場景描述和技術參數說明,我能夠對照著實際設備進行學習和理解。我特彆喜歡書中關於光接入網技術的那一部分,詳細介紹瞭各種接入方式的優缺點,以及如何根據用戶需求和網絡條件進行選擇,這一點對於我理解運營商網絡的部署策略非常有幫助。書中的圖錶和插圖也很多,非常直觀,很多復雜的原理通過圖示就能迅速get到。雖然有些技術名詞我還需要查閱資料纔能完全理解,但整體而言,這本書提供瞭一個非常好的學習框架,讓我能夠更有方嚮性地去學習和掌握光通信相關的知識。

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