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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Ahmad, Aftab

出品人:

頁數:376

译者:

出版時間:2005-7

價格:723.00元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780471670759

叢書系列:

圖書標籤:

• 無綫網絡
• 移動數據網絡
• 數據通信
• 無綫通信
• 移動通信
• 網絡技術
• 通信工程
• 5G
• LTE
• Wi-Fi

深入探索數字時代的基石：現代通信網絡架構與演進 圖書名稱： 現代通信網絡架構與演進 (Modern Communication Network Architecture and Evolution) 圖書簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且與時俱進的視角，剖析構成當代信息社會的關鍵技術骨架——現代通信網絡的架構、原理、關鍵技術、發展趨勢及其對社會經濟的影響。我們聚焦於當前和未來十年內，驅動全球數據交換和連接能力提升的核心技術體係，而非局限於特定技術範疇的窄化論述。 第一部分：網絡基礎理論與核心組件重構 本部分首先奠定瞭理解復雜現代網絡的理論基礎。我們摒棄瞭對過時或已被現代技術取代的傳統理論的冗餘闡述，而是將重點放在麵嚮服務的架構（Service-Oriented Architecture, SOA）在網絡功能虛擬化（NFV）和軟件定義網絡（SDN）中的應用。 1.1 現代網絡拓撲學與流量工程的再定義： 探討瞭基於超大規模數據中心互聯（DCI）和邊緣計算節點的混閤拓撲結構，分析瞭光網絡（如WDM/DWDM的下一代技術，如空分復用和相乾檢測的最新進展）如何成為承載層的主力。詳細闡述瞭流量工程中如何利用人工智能和機器學習算法進行動態路徑選擇和擁塞預測，以實現近乎實時的網絡資源優化。 1.2 協議棧的抽象與解耦： 深入分析瞭TCP/IP協議棧在應對超大規模並發連接和低延遲需求時所麵臨的挑戰，並重點介紹瞭QUIC協議作為下一代傳輸層協議如何通過集成TLS握手和多路復用技術，顯著提升瞭應用層的性能和安全性。我們詳細剖析瞭網絡控製平麵與數據平麵的分離（SDN核心思想），闡述瞭OpenFlow、NetConf/YANG模型在實現集中式管理和自動化部署中的作用與局限。 1.3 物理層信號處理的革命： 聚焦於電磁波譜利用率的極限挑戰，詳細解析瞭先進的調製編碼方案（如PAM-4、Probabilistic Constellation Shaping）如何提升單載波的數據速率。此外，本書對光縴通信領域的前沿進展，特彆是矽光子技術（Silicon Photonics）在高速光模塊中的集成應用，進行瞭詳盡的技術剖析，解釋瞭它如何成為實現Tbps級彆光傳輸速率的關鍵驅動力。 第二部分：核心網絡架構的轉型：從集中到分布式 本部分是全書的重點，旨在描繪當前運營商和企業網絡進行數字化轉型（Digital Transformation）所采用的核心策略和技術棧。 2.1 虛擬化與雲化基礎設施（NFV與Telco Cloud）： 詳細闡述瞭網絡功能虛擬化（NFV）如何將傳統硬件綁定的網絡功能（如EPC/5GC組件、防火牆、負載均衡器）轉化為可在通用服務器上運行的軟件實例（VNFs）。我們不僅分析瞭VIM（虛擬化基礎設施管理器）和MANO（管理與編排）框架，還深入探討瞭容器化技術（如Kubernetes在網絡功能部署中的應用）相對於傳統虛擬機在啓動速度、資源密度和彈性伸縮方麵的巨大優勢。 2.2 核心網的演進：從4G到5G/6G核心網的範式轉移： 重點分析瞭5G核心網（5GC）基於服務的架構（SBA）的革命性意義。我們詳細解讀瞭控製麵與用戶麵的分離（CUPS）如何實現用戶麵功能（UPF）的靈活部署，以支持移動邊緣計算（MEC）。此外，本書還前瞻性地探討瞭6G願景下，網絡如何集成感知、計算、通信和存儲，實現泛在智能的連接能力。 2.3 邊緣計算（MEC）的部署策略與挑戰： 深入分析瞭MEC在降低時延、保障數據主權和支持垂直行業應用（如工業互聯網、自動駕駛）中的戰略地位。本書提齣瞭多層級邊緣計算部署模型，包括中心雲、區域邊緣和遠端邊緣，並探討瞭跨域資源調度和一緻性安全策略的復雜性。 第三部分：無綫接入技術的深度剖析與未來展望 本部分專注於無綫通信領域的最新突破，探討瞭如何通過頻譜效率、波束賦形和智能控製來滿足爆炸性的數據需求。 3.1 5G NR的物理層與係統設計： 詳盡解析瞭5G新空口（NR）的關鍵特性，包括毫米波（mmWave）和大規模多輸入多輸齣（Massive MIMO）技術的原理及其在提升容量和覆蓋方麵的協同效應。我們著重分析瞭靈活的幀結構（Flexible Numerology）和波束管理協議如何適應異構的服務質量（QoS）要求。 3.2 非地麵網絡（NTN）的融閤： 探討瞭衛星通信（LEO/MEO星座）與地麵蜂窩網絡的融閤趨勢，分析瞭NTN對全球覆蓋、災難恢復和特殊場景連接的戰略意義。重點介紹瞭跨域的資源協調和終端同步技術挑戰。 3.3 頻譜共享與認知無綫電： 探討瞭動態頻譜接入（DSA）和授權共享接入（LAA）等技術，如何緩解頻譜資源的瓶頸。引入瞭認知無綫電的概念，說明AI如何幫助網絡實時感知環境並自適應地選擇最佳的通信參數。 第四部分：網絡的安全、韌性與自動化管理 在高度互聯和軟件定義的環境下，網絡安全和高效運維成為至關重要的考量。 4.1 零信任架構在網絡安全中的應用： 詳細闡述瞭零信任（Zero Trust）模型如何從根本上改變瞭傳統網絡邊界防禦的理念，重點分析瞭在東西嚮流量（東西流量）日益增長的背景下，如何實施微隔離和持續驗證。 4.2 網絡韌性與自愈能力（Self-Healing）： 探討瞭如何通過冗餘設計、快速故障切換（Fast Failover）以及基於AI的異常檢測係統，構建具有高度韌性的通信基礎設施，確保在遭受攻擊或自然災害時服務不中斷。 4.3 網絡自動化與AIOps： 係統地介紹瞭網絡運維自動化（NetDevOps）的實踐框架。本書深入講解瞭意圖驅動的網絡（Intent-Based Networking, IBN）的實現流程，從用戶意圖的捕獲、翻譯到策略的自動化部署與閉環驗證，展示瞭AIOps如何幫助運維團隊從反應式管理轉嚮預測性維護和主動優化。 總結： 本書的撰寫目標是提供一個知識的“縱深切麵”，而非“曆史迴顧”。它服務於網絡工程師、係統架構師、技術研發人員以及對下一代信息基礎設施感興趣的高級學生。通過對核心理論的嚴謹剖析和對前沿技術的深入解析，讀者將能夠全麵把握驅動現代社會運轉的通信網絡的技術脈絡與未來方嚮。

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拿到這本書的時候，我本以為這又是一本充斥著晦澀公式和抽象概念的“天書”，但事實證明我的擔憂是多餘的。作者的敘事方式極具感染力，仿佛在講述一個關於人類如何不斷突破物理界限、連接世界的史詩故事。書中對於移動通信網絡中“延遲”和“抖動”這兩個看似微小的參數，所進行的深入挖掘，簡直是神來之筆。它不僅僅告訴你延遲是多少，而是拆解瞭導緻延遲的每一個環節——從用戶設備到基站的空口傳輸，再到核心網的信令處理，每一步的耗時都被量化和分析。這種對細節的執著，讓讀者能夠真正體會到，為什麼在實時應用中，哪怕是幾毫秒的提升也需要付齣巨大的研發努力。更妙的是，書中對安全性和隱私保護的討論也緊跟時代前沿，它沒有迴避5G切片技術在隔離性和安全邊界劃分上可能存在的漏洞，並提齣瞭前瞻性的防禦機製。讀完後，我感覺自己不再是一個被動的使用者，而是對這個由無數看不見的波束和協議構建起來的數字世界有瞭更深層次的理解和敬畏。

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這本書的結構設計簡直是教科書級彆的典範，邏輯清晰得像是嚴絲閤縫的齒輪係統，每一個章節都承接上一個章節的知識點，推動著讀者嚮更深層次的概念邁進。初看目錄，我對其中關於“認知無綫電與頻譜共享”的部分最為好奇，因為這似乎是當前無綫技術發展中一個非常前沿且充滿變數的領域。作者在闡述這一概念時，沒有采用傳統的自上而下的講解方式，而是從曆史上的頻譜分配睏境入手，循序漸進地引入瞭“機會性接入”和“動態頻譜接入”的理論框架。通過生動的案例，比如在軍事通信和民用通信之間進行實時功率調整的模擬，成功地將原本抽象的博弈論模型具象化。我認為，這本書最成功的地方在於，它平衡瞭理論的深度與實踐的廣度。對於想深入研究頻譜管理的科研人員來說，它提供瞭紮實的理論基礎；而對於需要快速掌握新技術概貌的行業新兵，它也能提供一個結構完整、脈絡清晰的知識圖譜。整體閱讀體驗非常順暢，幾乎沒有遇到需要反復迴溯纔能理解的卡點。

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這本書的語言風格非常老派、嚴謹，仿佛作者是站在知識的製高點，以一種不容置疑的權威性嚮我們傳授經驗。它對網絡協議棧的描述，精確到瞭每一層協議的數據單元（PDU）如何封裝和解封裝，以及在不同無綫環境下（如高移動性、高負載）的性能衰減模型。我特彆欣賞其中對“可靠性傳輸機製”的探討，它對比瞭TCP在無綫鏈路上的固有缺陷，以及後續針對移動環境提齣的各種改進協議的優劣。書中對這些協議的性能麯綫分析，詳盡到令人咋舌，包括吞吐量、公平性以及協議開銷的權衡。這種對底層機製的刨根問底，使得讀者對網絡性能的瓶頸有瞭極其清晰的認識。它沒有迎閤大眾對“快餐式知識”的追求，而是堅持用嚴密的邏輯和充分的數據支撐每一個論斷。這本書更適閤那些已經具備一定基礎，並渴望將理論知識轉化為解決復雜實際問題的專業人士。它提供的是一把理解無綫世界運行底層邏輯的“金鑰匙”，需要耐心去打磨和使用。

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這本書的深度和廣度實在令人印象深刻，它像一趟穿越現代通信技術演進史的壯麗旅程。從早期的蜂窩網絡構架，到如今我們習以為常的5G乃至更前沿的毫米波技術，作者以一種近乎百科全書式的嚴謹態度，梳理瞭每一個關鍵的技術節點。特彆值得稱贊的是，它並未停留在理論的陳述上，而是大量穿插瞭實際工程中的挑戰與解決方案，比如在城市峽榖環境中如何優化信號傳播模型，或者在頻譜資源日益緊張的背景下，如何通過先進的編碼和調製技術榨取齣更多的容量。我尤其欣賞其中關於異構網絡（HetNets）的章節，那部分詳盡地分析瞭宏基站與小型蜂窩網絡協同工作時的乾擾抑製和負載均衡策略，這對於正在從事網絡規劃和優化的工程師來說，無疑是寶貴的實戰指南。這本書的行文流暢，即使是涉及復雜的數學推導，作者也能巧妙地用直觀的物理圖像進行輔助說明，使得讀者在掌握硬核技術的同時，不會感到晦澀難懂。它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的老工程師在你身邊，手把手地為你剖析整個移動通信世界的運行邏輯。

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我必須承認，在閱讀這本書之前，我對“大規模MIMO”的理解還停留在增加天綫數量的直觀概念上。然而，這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者花瞭大量篇幅，用極具說服力的方式，闡釋瞭波束賦形（Beamforming）背後的傅裏葉變換原理以及如何通過預編碼矩陣來精確控製信號的方嚮，從而極大地提升瞭頻譜效率。尤其是關於下行鏈路信道狀態信息（CSI）的獲取與反饋機製的討論，細緻到瞭每一個量化誤差對係統性能的影響。書中展示的仿真結果和實際測試數據的對比，強有力地證明瞭理論模型在真實世界中的有效性。這本書的獨特之處在於，它不僅僅停留在描述“是什麼”，而是深入探究瞭“為什麼會這樣”以及“如何做到最優”。它就像一把精密的瑞士軍刀，不僅讓你看到無綫網絡構建的宏偉藍圖，還讓你能夠拆解其中的每一個微小零件，觀察它們如何協同工作。對於希望在無綫通信領域實現技術突破的工程師和研究生來說，這本書無疑是一筆寶貴的財富。

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