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編輯推薦：
本书是海底光缆通信领域的经典之作，而且是新版本，特别是在当前我国一带一路和海洋强国战略的背景下，海洋网络建设将迎来发展契机。本书全面而详细地介绍了海底光缆通信系统，涵盖了其所有的技术方面，提供了海底光缆通信系统的设计、技术以及专业海底设备的理论和实践背景，是一本不可多得的海底光缆通信领域的专著，可作为海底网络相关科研工作者、高校教师和从事海缆工程技术人员的重要参考文献！
內容簡介：
本书的原版全面而详细地介绍了海底光缆通信系统，涵盖了其所有的技术方面，提供了海底光缆通信系统的设计、技术以及专业海底设备的理论和实践背景，是一本不可多得的海底光缆通信领域的专著，可作为海底网络相关科研工作者、高校教师和从事海缆工程技术人员的重要参考文献。为更有针对性地服务于海底光缆通信系统的设计人员和工程技术人员，翻译过程中分为《海底光缆通信系统（原书第2版）上册：设计及应用》和《海底光缆通信系统（原书第2版）下册：设备及运行维护》。《海底光缆通信系统（原书第2版）上册：设计及应用》首先介绍了海底通信系统的概况以及海底通信系统直到2015年安装系统的历史发展情况；然后全面阐述了光纤通信的基本原理、光放大技术、超长距离海底光缆通信系统的设计及其传输损伤的补偿技术、无中继传输系统的新技术；然后介绍了近年来海底光缆在科研、石油和天然气领域的新应用。《海底光缆通信系统（原书第2版）下册：设备及运行维护》介绍了海底网络的架构和管理、海底系统供电技术及其设计、海缆光纤的状况以及现代光纤的研究进展；全面阐述了海底设备、海底线路终端设备以及海底光缆设备的技术方面问题；然后介绍了海底系统规划和部署、海缆通信系统升级、海缆线路维护技术。
關於作者：
José Chesnoy博士是海底通信领域的专家，他在这一行业有着超过30年的经验。1989年他加入了阿尔卡特的研究部门，并引领了海底光缆放大器的问世。在领导了海底和陆地网络设备开发部门之后，他被任命为阿尔卡特-朗讯海底网络部的 CTO，并保留这一职位直到2014年。在他的技术生涯中，他在光纤领域获得了50多个专利授权，组织了很多学术会议，包括担任了2004年SubOptic国际会议项目委员会的主席。
目錄
目录译者的话原书序一原书序二原书序三原书前言第1章海底光缆通信介绍1.1引言1.2海底通信系统的结构1.3太比特海底光通信技术1.4近期和未来的发展1.4.1海底光缆的近期发展1.4.2海底系统的未来发展参考文献第2章海底通信系统的历史回顾2.1引言2.2海底电缆电报时代2.2.1早期电报时代（1800—1850年）2.2.2英国海底电缆时代（1850—1872年）2.2.3全球网络（1872—1920年）2.2.4电缆和无线电的竞争（1920—1960年）2.2.5技术和经济因素2.3海底同轴电缆电话时代2.3.1早期海底电话电缆尝试2.3.2第一代海底同轴电缆（1950—1961年）2.3.3第二代海底同轴电缆（1960—1970年）2.3.4宽带海底电缆（1970—1988年）2.3.5技术和经济因素2.4海底光缆时代2.4.1从模拟到数字化（1976—1988年）2.4.2再生海底光缆系统和联盟组织（1986—1995年）2.4.3光放大和波分复用技术（1995—2000年）2.4.4相干光通信技术的时代及其发展（2010至今）2.4.5新市场和经济影响2.4.6布缆船和敷设作业2.5小结参考文献第3章非相干和相干数字光纤通信的基本原理 3.1引言3.2光纤信道3.2.1光纤带宽3.2.2光纤信道容量3.2.3二进制光信道和符号概率3.3调制格式3.3.1待调制参数3.3.2调制信号的光功率谱3.3.3调制信号基带功率谱的一般表达式3.3.4开关键控调制方式3.3.5纯相位调制3.3.6正交振幅调制3.4噪声及信号与噪声的相互作用3.4.1光信噪比和噪声指数3.4.2光电检测器灵敏度和光电信号转换3.4.3基础量子噪声3.4.4光放大噪声3.4.5增益和衰减分布的影响3.4.6光噪累积3.4.7信号和噪声相互作用3.4.8附加电噪声3.5直接检测（非相干）光通信3.5.1定义3.5.2理想散粒噪声限制接收机3.5.3较小热噪限制检测的放大器3.5.4前置放大光信号的检测3.6相干光通信3.6.1相干接收机原理3.6.2单正交测量和平衡零差检测3.6.3采用双平衡外差检测进行双正交测量参考文献第4章光放大4.1引言4.2EDFA放大原理4.2.1基本原理4.2.2玻璃基质的影响4.2.3EDFA的基本特性4.2.4基态模型4.2.5典型受限掺铒模型4.2.6光纤参数4.2.7动态性能4.2.8噪声特性4.3海缆系统的特性4.3.1高噪声性能设计4.3.2偏振相关的损耗4.3.3掺铒光纤中的光偏振效应4.3.4泵浦偏振对PDG的影响4.3.5光谱烧孔4.3.6光谱烧孔的建模4.4长距离应用EDFA的优化4.4.1暗纤运行4.4.2WDM输入信号谱运行4.4.3增益带宽4.4.4玻璃成分4.4.5增益漂移对输出OSNR的影响4.4.6增益均衡4.5工程特性4.5.1功率消耗4.5.2泵浦技术4.5.3海底工程的特殊性4.6L波段EDFA的应用4.6.1系统性能4.6.2现场实际应用问题4.6.3C+L波段系统4.6.4高效C+L结构4.7拉曼放大的实现4.7.1拉曼放大的原理4.7.2EDFA预放大的实际应用4.7.3全拉曼放大的海缆链路4.7.4无中继系统中的拉曼应用4.8未来放大技术展望参考文献第5章超长距离海底传输5.1引言5.2色散效应和非线性效应5.2.1传输限制、衰减、色散和偏振模色散5.2.2光纤基础设施5.3调制格式和相干接收机5.3.1调制格式5.3.2相干接收机说明5.4长距离传输系统的主要特性5.4.1技术挑战：高容量单位光纤5.4.2光信噪比5.4.3传输损伤5.4.4中继器监控5.4.5功率预算表和典型中继距离5.5增益均衡5.5.1功率预加重5.5.2固定增益均衡器5.5.3可调增益均衡器5.5.4非最佳增益均衡的影响5.6传输系统5.6.1试验装置5.6.2NZDSF传输试验5.6.3+D-D传输试验5.6.4相干技术在40Gbits色散管理链路的首次部署（NZDSF及+D-D）5.6.5+D光纤传输试验5.7下一代海底系统5.7.1光谱整形5.7.2正交幅度调制（QAM）格式5.7.34D和ND格式5.7.4香农极限5.7.5基于DSP的非线性抑制5.7.6实验室记录的试验和技术5.7.7空分复用技术，未来的方向？参考文献第6章超长距离海底网络中传输损伤的补偿技术6.1引言6.2超长距离海底系统线性效应的补偿6.2.1光域内色散效应的补偿6.2.2数字相干系统中色散效应的补偿6.3超长距离海底系统非线性效应的补偿6.3.1补偿光纤非线性效应的光学技术6.3.2补偿光纤非线性效应的数字技术：数字反向传输6.3.3补偿光纤非线性效应的其他数字信号处理技术参考文献第7章无中继传输7.1引言7.2历史和近期发展7.2.1信道速率的增加7.2.2信道数量的增加7.2.3大有效面积的线路光纤7.2.4扩展无中继距离7.3应用7.4无中继系统技术7.4.1无中继传输的基础7.4.2拉曼放大7.4.3系统结构7.5光损伤及其限制7.5.1线性效应造成的限制7.5.2非线性效应造成的限制7.6系统实现时要考虑的问题7.6.1光连接器和光纤损耗7.6.2远程泵浦光放大器的位置和设计7.7标准7.7.1适用标准7.7.2激光器安全7.8主要的实验室演示系统7.9商业无中继系统7.10展望参考文献第8章海底光缆的新应用8.1引言8.2海底光缆其他应用的历史及起源8.2.1海军水听器阵列8.2.2地震监测8.2.3重用报废海缆8.2.4沿海观测站8.2.5其他科学应用8.2.6油气生产平台8.3缆系海洋科学观测系统8.3.1科研目标8.3.2设计原则8.3.3沿海观测站8.3.4区域观测站8.4海上油气通信系统8.4.1优势和商业目的8.4.2系统结构8.4.3电力安全8.4.4平台连接8.4.5海上作业8.4.6操作与维护8.5海上油气监控系统8.6油气开采海底控制系统8.7油气通信科研混合系统8.8“绿色”系统8.9军事应用8.10展望未来参考文献
內容試閱
原 书 前 言原 书 前 言海底光缆：一个战略领域25年来，光缆系统以惊人的速度遍布陆地和海底。现在，铺设在海床上的海底光缆大约有100万km。这些光缆支撑着我们整个通信骨干网的99%。很多卫星通信站已被拆除，成为了历史。没有哪一种技术能像海底光缆这样，虽然不为人所知，却对我们的社会产生如此广泛的影响。发达国家早在一个世纪以前就确定了海底光缆的战略地位。本书是《海底光缆通信系统》的第2版，它全面而详细地介绍了海底光缆通信系统，涵盖了所有的技术方面，提供了海底光缆系统设计规则、所需技术以及专业海底设备的理论和实践背景。此外，本书还描述了相关产业的发展情况，包括设备设计、安装以及海上作业等。考虑到本书的完整性，我们亦收录了历史和运行方面的信息。本书自2002年首次出版以来，在学术界一直被当作重要的参考文献。自第一代光子学参考合集［1］和一些优秀的历史收藏本［2］发布以来，鲜有可与之媲美之作。为什么要再版？本书的第1版写于2001年，当时正值互联网泡沫时期。包括海底光缆在内的电信业发展基本陷于停滞，直到2007年方有所好转。在此期间，本书的第1版在相关技术领域仍代表着最高水平。2007年电信业开始复苏，截至2015年，电信技术再次获得了快速发展，在这种背景下，本书的第1版就显得陈旧了。正如摩尔定律有所放缓一样，光传输也面临着达到信息谱密度香农极限的问题，海底光缆也毫无例外地遭遇了容量极限的挑战，而这正为修订版的发布提供了合适的时机。这个新版本保留了对适用性广的光学技术、设备、操作和海上敷设工程的说明，旨在为此领域工作者提供重要参考。本书不仅全面覆盖并更新了相关领域的知识，亦填补了一些空白。新增内容具有以下特色：1）针对通信的超长距离海底传输技术。2）海底光缆的其他应用，如科研、石油和天然气。解决了针对复合型网络和宽带服务的高速网络发展问题，即1） 100Gbits信道或以上的相干光技术。2）湿端设备光纤网络和可重配性。完整概述了该领域的知识演变，阐述了大型海底项目的战略重要性，包括1）海底网络的技术运营周期和组织运营周期。2）通过相干技术放大的海底光缆的升级。本书目标和大纲自2002年本书第1版出版以来，技术领域的演变发展十分迅速。第2版的目标是更新内容，实现技术和操作上的完整性，并继续作为海底光缆领域的主要参考文献。本书内容安排如下：第Ⅰ部分简要介绍海底网络。第1章：José Chesnoy编写的“海底光缆通信介绍”一章，介绍了海底通信系统的概况。第2章：Gérard Fouchard编写的“海底通信系统的历史回顾”一章，完整地概述从第一代到2015年安装系统的历史发展。第Ⅱ部分介绍了现代海底光缆网络和系统的设计背景，针对所有长距到无中继应用再到非通信应用。第3章：Philippe Gallion编写的“非相干和相干数字光纤通信的基本原理”一章，介绍了光纤通信的理论背景，从其调制到接收，完整描述了从电噪声源到光噪声源的信号质量，并详细介绍了带光放大器的系统。本修订版增加了对相干传输基础知识的介绍。第4章：Dominique Bayart编写的“光放大”一章，运用基础知识和基本原理，全面介绍了主要光纤放大器——掺铒光纤和拉曼光纤放大器技术的最新知识，以帮助读者正确理解通过级联放大器产生的信号和噪声。第5章：Gabriel Charlet和Pascal Pecci编写的“超长距离海底传输”一章，从理论和实践上介绍了WDM（密集波分复用）光放大链路的设计。这是基础章节，涵盖了超长距放大系统的WDM系统设计的所有理论和实践知识。本章较第1版做出了明显修改，涵盖了所有关于海底传输的现代知识。第6章：Eduardo FMateo编写的“超长距离海底网络中传输损伤的补偿技术”，这一章是新增内容，旨在介绍各种光技术和处理技术，以及针对线性和非线性效应带来的系统劣化影响，改善传输质量的技术。第7章：Herve Fevrier、Bertrand Clesca、Philippe Perrier、DoIl Chang和Wayne Pelouch编写的“无中继传输”一章，介绍了无中继传输系统这一领域中全面而最新的知识。第8章：Stephen Lentz编写的“海底光缆的新应用”一章是新增章节，全面介绍了近年来发展的科研、石油和天然气领域的应用。第Ⅲ部分介绍了海底设备及海底网络所涉及的所有技术的实现情况。第9章原书由于在翻译过程中分为了上、下两册，第9章~第17章见《海底光缆通信系统原书第2版下册：设备及运行维护》。——译者注：Olivier Courtois和Caroline BardelayGuyot编写的“海底网络的架构和管理”一章，描述了包括网络管理在内的海底网络。相较于第1版而言，本章有相当大的更新，纳入了直接IP连接、ROADM介绍及其对网络管理的影响。第10章：Koji Takehira编写的“海底系统供电”一章，这是新增章节，更全面地介绍了该海底系统供电，对于海底网络而言具有特别的战略性和针对性。第11章：Scott RBickham, HazellMatthews和SnigdharajMishra编写的“海缆光纤”一章，介绍了海缆光纤的最新状况，包括它们朝着新的低损耗、有效面积大的现代光纤方向的研究进展。第12章：Neal Bergano, Bruce Nyman, Maurice Kordahi, Barbara Dean, HaifengLi和Lara Garrett编写的“海底设备”一章，全面地介绍了海底硬件的关键部分—湿式设备。此外还针对海底网络的可靠性方面进行了全新的综合性分析。第13章：Jean Francois Libert和GaryWaterworth编写的“海缆技术”一章，涵盖了海底光缆设备技术方面的问题。第14章：Arnaud Leroy和OmarAitSab编写的“海底线路终端”一章。本章专门介绍传输设备。第2版适当涉及现代的相干技术和信号处理，全部进行了重新修订。第Ⅳ部分完整地描述了操作方面的技术，以确保本书涉及范围的完整性。第15章：LoicLefur编写的“系统规划和部署”一章，是新增章节，从理念提出到系统验收，详细介绍了海底项目的整个周期。第16章：Robert Hadaway编写的“海缆升级”一章，也是新增章节，为适应新技术时代的需要，开启的新篇章。第17章：John Horne和RaynaldLeconte编写的“海缆及其维护”一章，对海洋敷设和维护技术进行了升级。本书编辑特别感谢所有参与者，感谢他们为编写出一本高质量书籍所投入的时间，以及他们的原创性贡献。这一高级别专家小组为本合集所贡献的独特内容，弥补了之前任何出版物中均没有涉及的空白。没有他们的参与，便没有我们现在的成就。三段序言均由行业内关键人员撰写：Yves Ruggeri代表重要电信运营商和Suboptic组织；ValeyKamalov代表Webco运营商；Neal Bergano是历史海缆供应商的主要代表。在此，对他们表示衷心的感谢。最后，编者还希望特别缅怀于2005年离开我们的Jean Jerphagnon。他献出毕生精力，促进海底光缆技术的发展，他是一位十分有影响力的专家，同时也是本书第1版的发起人。我们相信，看到该领域在过去十年间取得如此巨大的进步，他会非常欣慰。主编José Chesnoy
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