光網絡單元--光數據通信基礎與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 福爾剋馬爾·布呂剋納，劉繼紅 著

圖書標籤:

• 光網絡
• 光通信
• PON
• EPON
• GPON
• 數據通信
• 光縴通信
• 網絡技術
• 通信工程
• 寬帶接入

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118094787

商品編碼：29727269778

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：光網絡單元--光數據通信基礎與應用

定價：89.00元

作者： 福爾剋馬爾·布呂剋納, 劉繼紅

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-06-01

ISBN：9787118094787

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》係統的介紹瞭構成光縴通信網絡的各種單元技術及其具體應用方式，以光縴通信發展曆史和光波基礎為引導，涵蓋瞭光綫技術、光收發機、通信用光器件、光放大器、光縴及光傳輸係統測量等，後以光網絡及各種光復用技術總括全書。
　　《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》作者福爾剋馬爾·布呂剋納博士是萊比锡德國電信應用技術大學教授，在激光光學、光縴技術和光電子學領域具有超過25年的科研和教學經曆，《光網絡單元：光數據通信基礎與應用》體現瞭作者的研究積纍和執教理念，具有鮮明的特色。

目錄

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章 緒論
第2章 光
2.1 什麼是光？
2.2 波粒二象性
2.2.1 波動理論
2.2.2 射綫模型
2.3 電磁波的功率與能量
第3章 光縴
3.1 光在波導中的傳播
3.1.1 平闆波導的導光機理
3.1.2 光縴中的導行波
3.2 光縴中光的傳播，多模和單模光縴
3.2.1 製作光縴的玻璃
3.2.2 光在光縴中的傳播，接收角和數值孔徑
3.2.3 光縴中的橫模，模式混閤
3.2.4 光縴的單模條件和截止波長
3.2.5 模場直徑
3.3 光縴的衰減
3.3.1 紫外吸收
3.3.2 瑞利散射
3.3.3 水分子的吸收
3.3.4 紅外吸收
3.3.5 光縴衰減係數隨波長的變化
3.4 光縴色散與色散補償
3.4.1 色散的概念及其影響
3.4.2 色散機理
3.4.3 光縴類型

第4章 光縴連接，耦閤器與光開關
4.1 光縴的連接和熔接
4.1.1 光縴熔接
4.1.2 光縴連接器
4.2 光耦閤器和光開關
4.2.1 光耦閤器
4.2.2 耦閤器的類型
4.2.3 光開關

第5章 光發射機
5.1 半導體光發射機的基本組成
5.2 有源介質
5.2.1 半導體的能帶結構，直接和間接躍遷
5.2.2 材料選擇
5.2.3 半導體的輻射發光，LED
5.2.4 半導體光發射機的基本結構
5.3 諧振腔
5.3.1 FP激光器
5.3.2 動態單縱模激光器（DSM）
5.4 激光器的特性
5.4.1 P-I特性，溫度穩定性和老化
5.4.2 半導體激光器的光譜
5.4.3 輻射特性
5.5 光網絡中激光器的選擇
5.5.1 具有DFB諧振腔的MQW激光器——邊發射發光二極管
5.5.2 垂直腔麵發射激光器（VCSEL）
第6章 激光的調製
6.1 激光調製的概念
6.2 光通信中的調製方法
6.2.1 幅度調製（AM），功率調製
6.2.2 脈衝幅度調製（PAM）
6.2.3 脈衝位置調製（PPM）
6.2.4 脈衝編碼調製（PCM）
6.3 半導體激光器的直接調製
6.4 半導體激光器的間接調製
6.4.1 相位和頻率調製
6.4.2 強度或功率調製

第7章 光接收機
7.1 光接收機的基本工作原理
7.2 PIN光電二極管
7.3 雪崩光電二極管（APD）
7.4 接收機的噪聲，誤碼率
7.4.1 散粒噪聲
7.4.2 強度噪聲
7.4.3 熱噪聲（奈奎斯特噪聲）
7.4.4 倍增噪聲
7.4.5 誤碼率
7.4.6 光外差接收
第8章 光網絡元件
8.1 光放大器
8.1.1 EDFA
8.1.2 ROA
8.1.3 SOA
8.2 復用／解復用器（MUX／DEMUX）
8.2.1 用於波長MUX／DEMUX的光學濾波器
8.2.2 OADM
8.2.3 OXC
第9章 光縴與光通信係統的測量
9.1 光縴測量
9.1.1 摺射率分布的測量
9.1.2 光縴衰減的測量
9.1.3 色散測量
9.2 數據傳輸性能的測量
9.2.1 BER測量，接收機的靈敏度
9.2.2 眼圖
0章 光縴的非綫性效應
10.1 光學非綫性效應
10.2 光縴中的非綫性效應
10.2.1 光縴中的非綫性散射
10.2.2 光縴中的三階非綫性效應，四波混頻
10.3 光縴中的啁啾
10.4 基於非綫性的偏振色散管理
10.4.1 減小啁啾
10.4.2 啁啾的利用
10.5 有源色散補償
10.6 光孤子
1章 無源與有源光網絡
11.1 通信拓撲
11.2 復用方式
11.2.1 空分復用
11.2.2 時分復用
11.2.3 波分復用
11.3 WDM係統
11.4 信號再生
練習解答
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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光網絡單元：連接未來的數字脈絡 在信息爆炸的時代，我們對數據傳輸速度和網絡容量的需求呈幾何級增長。從高清視頻流媒體到實時遠程協作，從物聯網設備的湧現到人工智能的深度應用，一切都離不開一個強大、高效、可靠的通信基礎設施。而在這場信息洪流中，光網絡單元（Optical Network Unit, ONU）扮演著至關重要的角色，它是連接我們數字生活與廣闊信息世界的關鍵節點。 本書《光網絡單元——光數據通信基礎與應用》旨在為讀者深入淺齣地剖析光網絡單元這一核心組成部分，揭示其背後蘊含的光通信技術精髓，並展望其在現代社會各個領域的廣泛應用。我們並非僅僅關注設備本身，而是將其置於整個光網絡通信的宏大敘事中，理解其在網絡架構中的定位，及其如何協同工作，構築起我們如今習以為常的數字互聯世界。 第一章：光通信的黎明與曙光——點亮數字世界的基石 在深入探討光網絡單元之前，有必要迴溯一下光通信技術發展的宏偉畫捲。本章將帶領您穿越時空，瞭解人類曆史上第一次利用光進行信息傳輸的偉大構想，以及它如何從實驗室的奇思妙想，一步步發展成為支撐現代通信的基石。我們將追溯光縴的誕生，理解其為何能夠成為比銅綫更優越的傳輸介質。從早期單模光縴的齣現，到多模光縴的演進，再到各種光縴材料和結構的創新，都將在本章中得到梳理。 同時，我們也會探討光信號的産生、調製、傳輸和接收等基本原理。激光器作為光信號的源頭，其不同類型（如半導體激光器、光縴激光器）的特性和選擇將是重點。信號的調製方式，如何將電信號轉化為光信號的“語言”，例如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）以及更先進的相位調製（PSK）、正交幅度調製（QAM）等，將以直觀易懂的方式進行闡述。 光信號在光縴中傳播時會遇到的損耗和色散問題，是光通信設計中必須剋服的挑戰。本章將詳細介紹這些物理現象，並引齣我們將在後續章節中深入探討的解決方案。此外，我們將簡要介紹光網絡的基本拓撲結構，如點對點、總綫、環形以及星形，為理解ONU在網絡中的位置奠定基礎。 第二章：光網絡單元（ONU）的誕生與演進——連接終端的智慧之眼 本章是本書的核心，我們將聚焦於光網絡單元（ONU）本身。究竟什麼是ONU？它為何如此重要？簡單來說，ONU是連接用戶接入網（如傢庭、辦公室）與城域網（MAN）或骨乾網之間的光網絡終端設備。它負責將來自光縴網絡的光信號轉換成用戶設備（如電腦、路由器、電視）能夠識彆和處理的電信號，反之亦然。 我們將深入剖析ONU的內部結構和工作原理。這包括： 光接收模塊（Optical Receiver）： 負責接收來自光縴的光信號，並將其轉換為電信號。我們將介紹不同類型的光電探測器（如PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD））的特性、響應速度和靈敏度。 信號處理與調製解調（Signal Processing and Modulation/Demodulation）： 接收到的電信號需要經過一係列處理，包括放大、濾波、均衡等，以恢復原始數據。同時，ONU也負責將用戶設備産生的電信號調製成光信號，以便通過光縴傳輸。我們將探討不同的調製和解調技術在ONU中的具體實現。 接口模塊（Interface Modules）： ONU需要提供與用戶設備連接的接口，如以太網接口（RJ45）、Wi-Fi接口，甚至電話接口（FXS）。本章將詳細介紹這些接口的技術標準、速率和功能。 控製與管理單元（Control and Management Unit）： ONU並非被動接收和發送信號，它擁有一定的智能化能力，負責配置、監控、故障診斷以及與網絡管理係統（NMS）的通信。我們將探討SNMP（Simple Network Management Protocol）等管理協議在ONU中的應用。 本章還將追溯ONU的發展曆程。從早期的無源光網絡（PON）中的簡單光電轉換器，到如今支持高速率、多業務、Wi-Fi 6/7等先進功能的智能ONU，其技術進步和功能演進令人矚目。我們將區分不同類型的ONU，如EPON ONU、GPON ONU，以及FTTH（Fiber to the Home）、FTTB（Fiber to the Building）、FTTC（Fiber to the Curb）等不同部署場景下ONU的特點。 第三章：光網絡單元在 PON 中的角色與協作——構建高效的“最後一公裏” 無源光網絡（Passive Optical Network, PON）是當前光縴接入網絡的主流技術，而ONU則是PON網絡中不可或缺的終端設備。本章將深入探討ONU在PON架構中的關鍵作用。 我們將詳細介紹PON的架構，包括： 光綫路終端（Optical Line Terminal, OLT）： 部署在運營商機房，是PON網絡的“大腦”，負責管理整個PON網絡，並與核心網連接。 無源光分配網絡（Passive Optical Distribution Network, PODN）： 由光分路器（Splitter）組成，能夠將來自OLT的光信號進行多路分光，傳輸給多個ONU，反之亦然。由於其無源特性，大大降低瞭網絡的維護成本。 光網絡單元（ONU）： 部署在用戶側，完成光電信號的轉換，並與用戶終端連接。 本章將重點闡述ONU與OLT之間的通信機製。在下行方嚮（OLT到ONU），OLT將數據廣播給所有連接的ONU，而ONU則根據其地址信息，隻接收屬於自己的數據。在上行方嚮（ONU到OLT），由於多個ONU共享同一根光縴，需要采用時分多址（TDMA）等技術，由OLT調度各ONU的上行傳輸時隙，避免信號衝突。我們將深入剖析EPON（Ethernet PON）和GPON（Gigabit PON）等主流PON標準中ONU的上行和下行傳輸協議。 此外，本章還將討論ONU在PON網絡中的帶寬分配、服務質量（QoS）保障以及多業務支持（語音、數據、視頻）等方麵的具體實現。理解ONU在PON網絡中的協同工作，對於構建高速、可靠、經濟高效的光縴接入網絡至關重要。 第四章：光網絡單元的關鍵技術與性能指標——精益求精的數字傳輸 為瞭實現高效、可靠的數據傳輸，ONU的設計和製造需要關注一係列關鍵技術和性能指標。本章將對此進行詳細闡述。 傳輸速率與帶寬： 不同類型的ONU支持不同的傳輸速率，從早期的Mbps級彆，到如今Gbps甚至10Gbps的速率。我們將介紹速率對用戶體驗的影響，以及不同標準（如GPON、10G-EPON、XG-PON）的速率特點。 光模塊性能： ONU的光模塊是其核心部件，其性能直接影響信號的傳輸質量。我們將討論光模塊的發射功率、接收靈敏度、波長穩定性、溫度特性等關鍵參數，以及它們如何影響ONU的傳輸距離和可靠性。 功耗與散熱： 隨著ONU功能的日益強大和集成度的提高，功耗和散熱成為設計中需要重點考慮的問題。本章將探討如何通過優化設計和采用節能技術來降低ONU的功耗。 可靠性與穩定性： 作為網絡接入的關鍵節點，ONU的可靠性至關重要。我們將討論影響ONU可靠性的因素，如元器件質量、環境適應性（溫度、濕度）、防雷擊設計等，並介紹相關的測試和認證標準。 安全性： 在信息安全日益受到重視的今天，ONU的安全性也不容忽視。本章將探討ONU可能麵臨的安全威脅，如非法接入、數據竊聽等，以及相應的安全防護措施。 多業務承載能力： 現代ONU不僅提供數據接入，還需要支持語音（VoIP）、視頻（IPTV）等多種業務。我們將討論ONU如何通過QoS機製和協議支持，為不同業務提供差異化服務。 第五章：光網絡單元在現代生活中的應用——無處不在的連接力量 光網絡單元不再僅僅是運營商網絡的一部分，它已經深入到我們生活的方方麵麵，成為連接現代生活數字脈絡的重要節點。本章將聚焦ONU在不同領域的廣泛應用。 傢庭寬帶接入（FTTH）： 這是ONU最普遍的應用場景。從傳統的撥號上網到如今的韆兆光縴入戶，ONU為傢庭用戶提供瞭前所未有的高速網絡體驗，支撐著高清視頻、在綫遊戲、智能傢居等應用的普及。 企業與辦公網絡： 在企業環境中，ONU為辦公室提供瞭穩定、高速的數據連接，支持著視頻會議、雲計算、遠程辦公等業務，提升瞭工作效率。 智慧城市與物聯網（IoT）： 隨著物聯網設備的爆發式增長，ONU在智慧城市建設中扮演著越來越重要的角色。它為智能交通、智能安防、環境監測、智慧醫療等應用提供可靠的數據傳輸通道。 工業自動化與智能製造： 在工業4.0時代，ONU為工業現場的傳感器、控製器、機器人等設備提供高速、低延遲的網絡連接，支撐著自動化生産和智能化管理。 無綫接入點（Wi-Fi）： 許多現代ONU集成瞭Wi-Fi功能，直接為用戶提供無綫網絡接入，方便瞭智能手機、平闆電腦等設備的連接。 其他新興應用： 隨著5G和未來通信技術的發展，ONU也在不斷演進，為更多新興應用提供支持，如VR/AR、邊緣計算等。 結語：展望光網絡單元的未來——連接無限的可能 展望未來，光網絡單元將繼續在信息通信領域扮演核心角色。隨著技術的不斷發展，ONU將朝著更高的速率、更低的延遲、更智能化的方嚮演進。光通信技術的突破，如相乾光通信、空分復用等，將進一步提升網絡的帶寬和效率，而ONU作為接入層的終端，也將隨之升級。 我們相信，通過對光網絡單元的深入瞭解，讀者將能更好地理解現代通信網絡的運作機製， appreciate 光縴通信的強大力量，並為未來的技術發展和創新奠定堅實的基礎。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往未來數字世界的窗口，帶領您探索連接無限的可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，說實話，有點像一本按部就班的教科書，章節之間的邏輯推進非常平穩，但缺乏那種讓人眼前一亮的、能夠串聯起零散知識點的“核心洞察”。我希望看到的是，作者能提煉齣當前光網絡設計中的幾個關鍵矛盾點，並給齣基於這些矛盾的解決方案，例如如何在提升傳輸容量的同時有效控製OSNR的劣化，或者如何平衡光電混閤架構中的信號處理復雜性。書中對不同光器件特性的描述雖然詳盡，但總感覺缺少一個宏觀的視角——即這些底層技術是如何協同工作來構建一個可運營、可擴展的整體網絡的。例如，缺乏對多徑乾擾、非綫性效應等在實際超高速傳輸係統中如何通過先進的數字信號處理（DSP）技術進行補償和緩解的深入剖析。這種對“係統級”復雜性規避，使得全書讀起來像是一係列獨立的技術模塊堆砌，而非一個有機整體，使得讀者難以形成一個全麵的、麵嚮工程實踐的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，我買的時候主要是衝著它的名字去的，以為能看到很多關於現代光網絡前沿技術的深入剖析，比如WDM技術的最新進展、網絡功能虛擬化（NFV）在光層麵的應用，或者PON技術的演進路綫圖，甚至是對量子通信在光網絡中潛在整閤的探討。結果呢，讀下來感覺更像是迴到瞭光通信的“基礎理論課本”。它花瞭大量的篇幅去講解光縴的物理特性、光器件的基本原理，像是給一個剛剛接觸光通信的學生準備的入門讀物。比如，關於色散和損耗的章節，雖然詳細，但缺乏將這些理論如何影響到現代超高速、長距離傳輸網絡設計與優化的實際案例分析。我更期待看到的是，在當前TB/s級彆的帶寬需求下，工程師們是如何權衡不同調製格式（如QPSK、16QAM）的頻譜效率與抗PMD能力的。這本書在這方麵顯得有些保守和基礎，對於期望瞭解如何設計一個具備彈性、高可靠性且具備前瞻性的骨乾網架構的專業人士來說，提供的“新知”非常有限。它更像是一份閤格的理論考試復習資料，而非一本驅動行業創新的技術手冊。

評分☆☆☆☆☆

我原本對“光數據通信基礎與應用”這個副標題抱有很高的期待，尤其是在“應用”這一塊。我希望看到的是當下運營商和大型互聯網公司在城域網、接入網乃至數據中心互聯（DCI）中，實際部署的光網絡單元（ONU/ONT）的最新架構，比如GPON/XG-PON/NG-PON2的實際部署挑戰、不同接入技術在5G迴傳中的適配性分析，以及軟件定義網絡（SDN）如何被用來優化光網絡資源的調度和管理。然而，這本書對“應用”的闡述顯得有些陳舊和概念化。它更多地停留在對基本光通信鏈路建立的描述，比如光收發模塊的工作流程，而不是深入探討在海量物聯網設備和4K/8K視頻流衝擊下，邊緣光網絡單元在能耗控製、協議棧簡化以及安全性增強方麵所做的創新。閱讀體驗下來，感覺作者的關注點似乎還停留在光縴入戶的初期階段，對於當前網絡正在經曆的智能化、白盒化和靈活調度轉型討論得不夠充分，略顯脫節。

評分☆☆☆☆☆

從排版和圖示的角度來看，這本書的設計也偏嚮傳統，這在一定程度上影響瞭閱讀體驗的流暢性。現代技術書籍往往會采用大量的流程圖、對比錶格和高分辨率的光譜圖來輔助理解復雜的物理現象和係統架構。而這本書中的示意圖，清晰度上尚可，但似乎很久沒有更新過，很多圖示反映的還是十多年前的標準配置或器件形態，比如對光交叉連接（OXC）的描述，更偏嚮早期的光機械開關，而不是當前主流的波長選擇開關（WSS）技術在扁平化網絡中的應用優勢。對於一個追求“光網絡單元”前沿概念的讀者，這種視覺上的滯後感，會讓人不禁懷疑內容的更新頻率和深度。閱讀時，我常常需要自己打開搜索引擎，去尋找這些舊圖對應的現代解決方案，這無疑大大降低瞭閱讀效率和沉浸感，使得學習過程變得有些低效和重復。

評分☆☆☆☆☆

我關注這個領域，是希望能瞭解如何將光網絡與雲計算、大數據處理進行深度融閤，特彆是關於光層麵的QoS保障機製以及如何實現跨域資源的動態開通。這本書的筆觸非常聚焦於物理層和數據鏈路層的基礎概念，對於如何利用軟件定義和自動化技術來“管理”這些物理光網絡單元的資源，討論得非常淺顯。例如，如何利用集中式控製器對波長資源進行全局優化，實現毫秒級的業務恢復或配置變更，這在現代承載網中是至關重要的能力。書本中似乎完全忽略瞭這些“智能”層麵的內容，導緻它更像是一本關於“光縴能做什麼”的物理說明書，而不是一本關於“如何高效利用光網絡承載現代信息”的工程指南。對於希望提升網絡運維自動化水平和實現靈活資源調度的讀者來說，這本書提供的價值非常有限，它停留在“能通”的層麵，而沒有觸及“如何優化和管理”的層麵。