多制式数字全光分布系统应用与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜明玉 著

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• 多制式
• 数字通信
• 系统设计
• 光分布系统
• 网络工程
• 通信工程
• 光传输
• 信息技术

店铺： 天泰尚图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121299216

商品编码：29640212311

包装：平装

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名：多制式数字全光分布系统应用与设计

定价：49元

作者：杜明玉

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787121299216

字数：

页码：192

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍一种新型的深度覆盖解决方案——多制式数字全光分布系统，包括系统特点、原理、参数指标、网络架构、应用方案设计、安装开通、故障处理及典型应用案例。

本书介绍一种新型的深度覆盖解决方案——多制式数字全光分布系统，包括系统特点、原理、参数指标、网络架构、应用方案设计、安装开通、故障处理及典型应用案例。

目录

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作者介绍

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杜明玉：高级工程师，学士毕业于华中科技大学，硕士毕业于中南财经政法大学，现任职于武汉虹信通信技术有限责任公司，从事无线网络优化设备相关研究工作，主持过行业标准编写并获得多个通信相关。负责开发的TD-SCDMA直放站获得湖北省科技进步三等奖。

文摘

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序言

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前 言
21世纪以来，移动通信网络在中国得到了飞速的发展，从早的模拟通信系统发展到第四代移动通信系统（4G）只用了短短的十几年，如今第五代移动通信系统（5G）预研也已经在如火如荼地开展中，未来三到四年就会开始商用。
伴随着移动通信网络的升级换代，移动通信的业务也在发生巨大的变化，从早的电话、短信业务到如今的高速数据业务，如视频电话、微信。不管是早前的电话还是如今的微信，大部分的业务都是在室内进行的，因此室内信号覆盖的好坏至关重要。室内信号的覆盖也是运营商为头疼的地方，由于无线信号的传输特性，加上如今建筑的特点，常规室外基站的信号穿墙损耗较大，室内信号普遍较差。
21世纪初，作为基站信号的延伸覆盖，直放站发挥了重要的作用。在2G时代，直放站得到了大量应用，随着移动通信的发展，直放站也发生了演进。在4G时代，移动运营商同时拥有多张网络，如中国移动同时有2G（主要承载语音业务）和4G（主要承载数据业务），中国电信同时有3G和4G，中国联通则同时有2G、3G和4G，这么多信号都要在室内覆盖，一种新型的分布系统——多制式数字全光分布系统就应运而生。多制式数字全光分布系统是一种运用宽带数字化技术，使用光纤承载无线信号传输和分布，同时实现运营商2G、3G和4G无线信号覆盖的解决方案。
由于其集约化、监控方便和更易实现LTE MIMO功能等特点，多制式数字全光分布系统在中国移动和中国联通得到了大量应用，中国电信也开始了技术调研。同时，在响应国家共建共享号召下成立的中国铁塔也在推进多运营商多制式数字全光分布系统的研究，并在多地展开了试点和测试。
本书著者均多年从事无线网络研究的相关工作，有着丰富的移动通信网络技术知识和网络优化经验，部分著者还牵头起草和参与制定了部分行业标准。本书首先介绍移动通信的发展以及数字全光分布系统的引入背景、产业发展和外使用情况；其次介绍其产品原理和特点，以及主要特性、参数指标和监控方案；在此基础上重点介绍数字全光分布系统的网络架构，应用和方案设计，产品的安装和开通，常见故障的处理以及相关的典型案例，对工程设计起到的实际指导意义；后对全书进行总结，展望数字全光分布系统的未来发展趋势。
本书由杜明玉、王志勇、蔡鑫、龚照、汤利民和邹勇著。全书由杜明玉、王志勇和蔡鑫策划，杜明玉和龚照负责全书的结构和内容的编排，汤利民和邹勇提出修改意见。
由于本书从策划到编写再到出版的时间比较紧张，书中肯定有不少问题，欢迎广大读者指正。

著 者
2016年8月于武汉

《多制式数字全光分布系统应用与设计》 一、引言 在当今信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，数据传输速率不断攀升，对网络基础设施提出了前所未有的挑战。传统的光纤通信系统虽然在带宽和传输距离上取得了显著进步，但在多业务融合、智能化控制以及面向未来的应用场景拓展方面，仍存在提升空间。多制式数字全光分布系统应运而生，它整合了多种先进的光信号处理与传输技术，旨在构建一个高效、灵活、智能化的全光网络架构，以满足未来多样化的通信需求。 本书《多制式数字全光分布系统应用与设计》便是在此背景下，对这一前沿领域进行深入探索和系统阐述。本书聚焦于多制式数字全光分布系统的核心理论、关键技术、实际应用以及工程设计方法，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。本书并非对现有技术的简单罗列，而是着力于揭示其背后的科学原理，分析其技术优势，并探讨其在不同应用场景下的可行性与优化策略。 二、全光网络的发展脉络与多制式数字全光分布系统的定位 光纤通信自问世以来，经历了从单一波长传输到波分复用（WDM），再到掺铒光纤放大器（EDFA）等关键技术的突破。这些进步极大地提升了光网络的容量和效率。然而，随着互联网业务的爆炸式增长，特别是高清视频、云计算、大数据、物联网以及5G/6G通信等对网络带宽、时延、可靠性以及灵活性提出了更高的要求，传统的纯光网络架构面临瓶颈。 数字全光网络（Digital Optical Network）的出现，为解决这些问题提供了新的思路。它通过引入数字信号处理（DSP）技术，对光信号进行更精细的调制、解调、补偿和控制，从而提升了信号的传输质量和系统的智能化水平。同时，随着光器件技术和集成技术的进步，将数字处理能力与光传输功能在芯片层面实现融合，使得构建更为紧凑、高效的全光网络成为可能。 “多制式”的概念，则强调了系统在支持不同业务类型、不同速率、不同编码格式以及不同传输模式方面的能力。在现代通信网络中，业务的异构性是常态。例如，实时性要求极高的视频会议与对带宽要求极高的科学计算，或者低功耗、低速率的物联网设备与高带宽、高可靠性的数据中心互联，它们需要不同优化策略的光网络支持。多制式数字全光分布系统正是为了应对这种复杂性和多样性而设计，它能够在同一物理光纤基础设施上，根据实际需求动态地配置和优化传输参数，实现资源的按需分配和高效利用。 本书的核心内容，正是围绕这一“多制式”的特性展开，探讨如何设计和实现能够灵活适应多种通信制式、并融入先进数字信号处理技术的光网络系统。 三、核心技术解析：数字信号处理在全光网络中的应用 数字信号处理（DSP）是构建现代数字通信系统的基石，在多制式数字全光分布系统中，DSP扮演着至关重要的角色，其应用贯穿于信号的产生、传输、接收和优化等各个环节。 1. 先进调制格式与解调技术： 高阶调制格式： 为了在有限的频谱资源下实现更高的数据速率，如QPSK（正交相移键控）、16QAM（16状态正交幅度调制）、64QAM乃至更高阶的QAM被广泛应用。DSP能够精确地生成和解调这些高阶调制信号，即便在存在色散、非线性等损伤的情况下，也能有效恢复信号。 相干检测技术： 相干检测利用本地振荡器产生一个与接收信号同频同相的光信号，通过干涉实现对信号幅度和相位的完整恢复。DSP在相干接收端进行数字信号处理，补偿光路的损伤，并提取完整的星座图信息，这是实现高阶调制格式的关键。 2. 损伤补偿技术： 色散补偿： 光信号在传输过程中会发生色散，导致不同频率分量的光信号传播速度不同，从而引起信号展宽。DSP可以通过算法模型，如电子色散补偿（EDC），在接收端实时地计算并补偿这些色散效应，显著提高传输距离和速率。 偏振模色散（PMD）补偿： PMD是由于光纤双折射引起的，导致不同偏振态的光信号传播速度差异。DSP可以通过对偏振状态和损伤程度的实时监测，进行动态补偿，保证信号的完整性。 非线性效应补偿： 在高功率光信号传输时，光纤的非线性效应会引入信号失真。DSP能够通过建立非线性模型，并应用逆传播算法（如逆非线性傅里叶变换）等先进技术，对非线性损伤进行补偿。 3. 前向纠错（FEC）编码： 硬判决FEC与软判决FEC： 为了提高系统的误码率性能，DSP会集成FEC编码器和解码器。软判决FEC（如LDPC码、Turbo码）利用解调器提供的更丰富的信息（如对数似然比LLR），进行更有效的纠错，能够显著降低对信噪比的要求，从而提高传输距离和容量。 4. 网络监测与管理： 信号质量监测： DSP可以实时监测信号的各种质量参数，如比特误码率（BER）、信号噪声比（SNR）、星座图质量等，为网络故障诊断和性能优化提供依据。 智能网元控制： DSP支持将数字控制指令与光信号处理功能集成，实现对光传输系统的动态配置和管理，例如根据业务需求动态调整调制格式、速率、功率等参数。 四、多制式数字全光分布系统的架构设计与关键组件 本书将深入探讨多制式数字全光分布系统的典型架构，以及实现这些功能所需的核心组件。 1. 系统架构： 传输层： 包含光纤传输介质、光放大器、光分插复用器（OADM）、波长管理器等。 信号处理层（核心）： 位于收发端，集成了高密度、低功耗的DSP芯片。这些芯片负责调制/解调、损伤补偿、FEC编码/解码、信号整形等功能。 控制与管理层： 负责网络资源的调度、配置、监控和故障管理。DSP技术也渗透到这一层，实现智能化和自动化的网络运维。 业务接入层： 连接各种不同类型的业务接口，如以太网、SDH/SONET、FC（光纤通道）等，并将这些业务信号转化为可被数字全光系统处理的光信号。 2. 关键组件： 数字信号处理器（DSP）芯片： 这是系统的“大脑”。高性能的DSP芯片是实现复杂信号处理算法的关键。本书将讨论DSP芯片的硬件架构、计算能力需求以及功耗优化等问题。 相干光收发模块： 集成了激光器、调制器、光电探测器、本地振荡器以及部分DSP功能。为了支持多制式，这些模块需要具备高度的灵活性和可配置性。 可编程光器件： 如可调谐激光器、可编程OADM等，它们能够根据DSP指令动态地调整其工作参数，实现网络资源的灵活分配。 先进光纤技术： 如低损耗光纤、空分复用（SDM）光纤等，为高密度、大容量传输提供基础。 五、多制式数字全光分布系统的应用场景与优势分析 多制式数字全光分布系统凭借其灵活性、高效性、智能化和可扩展性，在多个领域展现出巨大的应用潜力。 1. 数据中心互联（DCI）： 需求： 数据中心之间需要高速、低延迟、高可靠性的连接，以支持分布式计算、数据备份和灾难恢复。 应用： 数字全光DCI能够支持不同速率（100G, 400G, 800G甚至更高）和不同业务类型的流量，通过动态调整调制格式和传输参数，优化链路性能，降低功耗。 2. 城域网与骨干网升级： 需求： 传统城域网和骨干网需要应对日益增长的流量以及业务的异构性。 应用： 数字全光技术可以实现高密度波长利用，支持多种业务在同一光纤上高效传输，并提供强大的损伤补偿能力，延长传输距离，降低网络部署成本。 3. 5G/6G通信前传与回传： 需求： 5G/6G对通信网络的带宽、时延和可靠性提出了更高要求，尤其是在基站前传和回传链路。 应用： 数字全光技术可以提供大带宽、低时延的光传输能力，满足基站密集部署的需求，并支持无线信号的灵活调度和处理。 4. 光网络切片： 需求： 为了支持不同业务对网络性能的差异化需求（如超低时延、高可靠性、高带宽），网络需要具备资源隔离和按需分配的能力。 应用： 数字全光系统可以通过动态配置光通道的调制格式、速率、功率等参数，实现网络切片的虚拟化部署，为不同用户或业务提供定制化的网络服务。 5. 海底光缆与长途传输： 需求： 海底光缆和长途传输面临更严苛的传输环境和更长的传输距离，对信号质量要求极高。 应用： 强大的DSP损伤补偿能力使得数字全光系统能够有效克服长距离传输带来的衰减、色散和非线性效应，延长单跳距离，降低中继站数量，从而降低建网和运维成本。 六、工程设计考量与未来展望 本书在阐述理论和应用的同时，也将关注工程设计的实际问题。 1. 功耗与散热： DSP芯片的功耗是设计的关键考量，需要关注低功耗设计技术和散热方案。 2. 成本效益： 在追求高性能的同时，需要平衡器件成本、集成度以及整体解决方案的经济性。 3. 互操作性与标准化： 确保不同厂商的设备能够互联互通，推动相关标准的制定和发展。 4. 可维护性与可扩展性： 设计易于维护、易于升级的系统架构，以适应未来技术的发展和业务需求的变化。 展望未来，多制式数字全光分布系统将继续向着更高集成度、更低功耗、更强处理能力和更智能化的方向发展。光电融合（PIC）技术的进步将使得DSP和光器件更加紧密地集成，形成更紧凑、更高效的传输单元。人工智能（AI）和机器学习（ML）技术也将被引入到光网络的管理和优化中，实现更主动、更预测性的网络性能提升。 七、结论 《多制式数字全光分布系统应用与设计》旨在为读者提供一个系统、深入、前沿的知识体系。通过对核心技术、架构设计、应用场景以及工程考量的全面阐述，本书期望能够帮助读者深刻理解多制式数字全光分布系统的价值，并为该领域的研究、开发和应用提供有力的支持。本书的内容紧密围绕“多制式”、“数字处理”和“全光分布”这些核心概念展开，力求提供实用且具有前瞻性的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言组织简直就像一位技艺精湛的工匠在雕琢一件艺术品。它的节奏感掌握得非常好，有时是娓娓道来的叙事，将复杂的概念以类比的方式娓娓道来，让人心悦诚服；有时则转换成犀利、精炼的总结性陈述，直击问题核心，力度十足。我尤其喜欢它在引入新概念时的铺垫方式，总是先勾勒出旧有技术的局限性，然后自然而然地引出新技术的必要性和优势，逻辑链条极其严密，令人难以产生任何疑虑。例如，在阐述“波长管理”时，作者并未简单地罗列各种管理方法，而是构建了一个历史演进的脉络，从早期的静态分配到如今的集中控制动态重构，每一步的演进都解释得清清楚楚，让你明白“为什么”要这样做，而不仅仅是“怎么”做。这种叙事的高度和深度，使得这本书的阅读体验远超一般的技术手册，它更像是一部系统演进的史诗，读起来酣畅淋漓，每一次翻页都充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度是毋庸置疑的，但更让我惊喜的是它在“未来趋势”和“标准化”方面的探讨。很多技术书籍往往只关注当前的技术实现，对行业规范和未来演进方向的关注度不够。然而，这本书特意用了一个章节来剖析当前国际标准组织在全光网络领域的最新进展，并预测了下一代互联互通的挑战。这种前瞻性视角，对于我们做系统规划的专业人士来说，价值巨大，因为它帮助我们规避了技术路线上的潜在陷阱。特别是在讨论“能效优化”那部分，书中提出了几个巧妙的节能策略，这些策略并非空泛的理论，而是基于特定光器件特性的实际优化方案，涉及到功率管理和休眠模式的精细控制，这在当前强调绿色计算的大环境下，具有极强的现实指导意义。读完这部分，我立即回去审视了我们现有的系统设计，发现有几处可以立刻进行节能改进的地方，这本书带来的价值是立竿见影的，不仅仅是知识的增长，更是实践上的改进。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在为手头的一个大型项目寻找可靠的参考资料，市面上很多声称覆盖“光网络”的书籍，要么过于偏重理论推导，公式多到让人望而生畏，要么就是只停留在基础概念的罗列，缺乏实际部署的经验谈。这本书恰好填补了我的这个空白。我重点看了关于“动态资源调度”的那一章，内容之详实令人惊讶。作者不仅阐述了调度算法的数学模型，更重要的是，他结合了多个业界真实案例，深入剖析了不同负载情况下，系统如何快速、无缝地切换和优化光路。书中对故障恢复机制的描述也极为到位，详细列举了从硬件层到软件协议层面的多级冗余和快速重路由策略，这对于保障系统的高可用性至关重要。读到那些具体的代码片段和配置示例时，我仿佛能感受到作者在现场调试设备时的那种专注和细心。这本书的行文风格非常务实，没有丝毫的浮夸，每一个技术点的阐述都带着一种“久经沙场”的沉淀感，让人读起来非常踏实，感觉自己正在跟随一位经验丰富的老专家学习最前沿的实践智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是一绝，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，立刻就给人一种专业、严谨的感觉。刚拿到手的时候，我其实对“多制式”和“全光分布”这些词汇有点懵，但翻开目录，里面的章节划分清晰得令人称赞。它不是那种堆砌术语的教科书，而是真正从应用场景出发，层层递进地讲解技术原理。比如讲到系统架构设计那部分，作者好像特别注重实战经验的分享，好多地方的图示和流程图都特别直观，让我这个初学者都能迅速抓住核心逻辑。我特别欣赏作者在介绍不同制式的兼容性时所下的功夫，那种细致入微的对比分析，简直就是为我们这些需要处理复杂异构环境的工程师量身定做的指南。读完前几章，我感觉自己对整个光通信系统的宏观布局已经有了一个全新的认识框架，不再是零散的知识点，而是一个有机的整体。这本书的排版也很舒服，字体大小和行距都恰到好处，长时间阅读也不会感到视觉疲劳，这对于一本技术深度如此之高的书籍来说，是极其重要的细节。总的来说，这本书的视觉呈现和初步的章节布局，已经为接下来的深入学习打下了非常坚实且愉悦的基础。

评分☆☆☆☆☆

从图书馆借来这本书时，我原本以为它会是一本晦涩难懂的“硬骨头”，但事实证明我的担忧是多余的。这本书在处理复杂数学模型和物理原理时，展现出了一种罕见的“人文关怀”。它没有把读者当成纯粹的计算机器，而是尽可能地用生活化的比喻来解释那些深奥的光学现象和信号处理过程。比如，解释“色散补偿”时，作者似乎用了某种交通流或水流的比喻，一下子就把原本抽象的物理概念具象化了。这种教学方法，对于非理论物理背景的工程师来说，简直是福音。更值得称赞的是，本书的“术语对照表”做得非常细致，将一些专业术语的中英文对照标注得非常清晰，这对于需要查阅国际文献的读者来说，是极大的便利。整本书读下来，我感觉自己不仅掌握了技术细节，更重要的是，培养了一种解决光系统问题的“思维定式”，这比记住任何一个公式都来得宝贵。这本书的价值，在于它重塑了我们对光网络部署的底层认知。