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第1章 光网络引论1

1.1 通信网络体系结构1

1.2 业务、电路交换和分组交换3

1.2.1 业务改变的前景展望5

1.3 光网络6

1.3.1 复用技术7

1.3.2 第二代光网络8

1.4 光层10

1.5 透明和全光网络14

1.6 光分组交换16

1.7 传输基础知识17

1.7.1 波长，频率和信道间隔17

1.7.2 波长标准17

1.7.3 光功率和损耗18

1.8 网络演进19

1.8.1 早期——多模光纤19

1.8.2 单模光纤21

1.8.3 光纤放大器和波分复用技术22

1.8.4 从传输链路到光网络24

总结24

进一步阅读材料25

参考文献26

第2章 元器件29

2.1 耦合器29

2.1.1 耦合器的工作原理31

2.1.2 能量守恒31

2.2 隔离器和环形器32

2.2.1 工作原理33

2.3 复用器和滤波器34

2.3.1 光栅36

2.3.2 衍射图样39

2.3.3 布拉格光栅39

2.3.4 光纤光栅41

2.3.5 法布里-珀罗滤波器44

2.3.6 多层介质膜滤波器46

2.3.7 马赫-曾德尔干涉仪47

2.3.8 阵列波导光栅50

2.3.9 声光可调谐滤波器52

2.3.10 多信道数复用器结构55

2.4 光放大器57

2.4.1 受激发射58

2.4.2 自发发射58

2.4.3 掺铒光纤放大器59

2.4.4 拉曼放大器63

2.4.5 半导体光放大器64

2.4.6 SOA中的串扰66

2.5 光发射机66

2.5.1 激光器67

2.5.2 发光二极管73

2.5.3 可调谐激光器74

2.5.4 直接调制和外调制80

2.5.5 用于拉曼放大器的泵浦源82

2.6 检测器83

2.6.1 光检测器83

2.6.2 前置放大器87

2.7 光开关88

2.7.1 大规模光开关89

2.7.2 光开关技术94

2.7.3 大规模电子开关97

2.8 波长变换器98

2.8.1 电光方法99

2.8.2 光选通方法100

2.8.3 干涉仪技术101

2.8.4 四波混频技术103

总结103

进一步阅读材料104

习题105

参考文献108

第3章 光层中的客户层114

3.1 SONET／SDH115

3.1.1 复用技术116

3.1.2 虚串联（VCAT）和链路容量调节方案（LCAS）119

3.1.3 SONET／SDH层120

3.1.4 SONET顿结构120

3.1.5 SONET／SDH物理层123

3.1.6 SONET／SDH基础设施中的工作单元125

3.2 光传送网128

3.2.1 OTN体系129

3.2.2 帧结构129

3.2.3 复用技术132

3.3 通用成帧规程132

3.4 以太网134

3.4.1 帧结构136

3.4.2 交换机137

3.4.3 以太网物理层139

3.4.4 载波传送140

3.5 IP142

3.5.1 路由和转发143

3.5.2 服务质量144

3.6 多协议标签交换145

3.6.1 标签和转发146

3.6.2 服务质量148

3.6.3 信令和路由148

3.6.4 载波传送148

3.7 弹性分组环149

3.7.1 服务质量150

3.7.2 节点结构150

3.7.3 公平性151

3.8 存储区域网152

3.8.1 光纤信道153

总结153

进一步阅读材料154

习题155

参考文献155

第4章 波分复用网络中的组件157

4.1 光线路终端158

4.2 光线路放大器160

4.3 光分插复用器160

4.3.1 OADM结构162

4.3.2 可重构OADM166

4.4 光交叉互连169

4.4.1 全光OXC配置173

总结176

进一步阅读材料177

习题177

参考文献179

第5章 控制与管理181

5.1 网络管理功能181

5.1.1 管理架构182

5.1.2 信息模型183

5.1.3 管理协议184

5.2 光层业务与接口184

5.3 光层中的层185

5.4 多销售商互操作性186

5.5 性能与故障管理187

5.5.1 透明性的影响188

5.5.2 BER测量188

5.5.3 光路踪迹188

5.5.4 告警管理189

5.5.5 数据通信网与信令190

5.5.6 监控191

5.5.7 光层开销191

5.5.8 客户层194

5.6 配置管理195

5.6.1 设备管理195

5.6.2 连接管理195

5.6.3 适配管理199

5.7 光学安全性200

5.7.1 开放式光纤控制协议201

总结202

进一步阅读材料203

习题204

参考文献205

第6章 网络生存性207

6.1 基本概念208

6.2 SONET／SDH保护211

6.2.1 点对点链路211

6.2.2 自愈环213

6.2.3 单向路径倒换环214

6.2.4 双向线路倒换环215

6.2.5 环互连与双归属219

6.3 客户层保护220

6.3.1 弹性分组环保护221

6.3.2 以太网保护222

6.3.3 IP保护223

6.3.4 MPLS保护224

6.4 为何要光层保护226

6.4.1 基于保护的业务等级231

6.5 光层保护方案231

6.5.1 1＋1 OMS保护233

6.5.2 1：1 OMS保护233

6.5.3 OMS专用保护环233

6.5.4 OMS共享保护环235

6.5.5 1 ：N波长转发器保护236

6.5.6 1＋1 OCh专用保护236

6.5.7 OCh共享保护环237

6.5.8 OCh网状保护237

6.5.9 GMPLS保护240

6.6 层间互通241

总结242

进一步阅读材料242

习题243

参考文献244

第7章 WDM网络设计247

7.1 权衡：一个详细的环形网例子249

7.2 光路拓扑设计和路由与波长分配问题254

7.2.1 光路拓扑设计255

7.2.2 路由与波长分配259

7.2.3 波长转换260

7.3 波长路由网络容量设计263

7.4 统计设计模型264

7.4.1 首次穿越模型265

7.4.2 阻塞模型266

7.5 最大负载容量设计模型271

7.5.1 离线光路请求272

7.5.2 环形网中在线RWA间题275

总结276

进一步阅读材料277

习题277

参考文献280

第8章 接入网284

8.1 网络体系结构概述285

8.2 增强型HFC288

8.3 光纤到路边289

8.3.1 PON的演进296

总结297

进一步阅读材料297

习题298

参考文献298

第9章 光分组交换300

9.1 光时分复用303

9.1.1 比特间插304

9.1.2 包间插305

9.1.3 光与门307

9.2 同步310

9.2.1 可调延迟310

9.2.2 光锁相环311

9.3 信头处理312

9.4 缓存312

9.4.1 输出缓存314

9.4.2 输入缓存315

9.4.3 循环缓存315

9.4.4 利用波长解决竞争316

9.4.5 偏射路由318

9.5 突发交换321

9.6 试验平台322

9.6.1 光分组交换关键技术322

9.6.2 NTT公司光分组交换实验324

9.6.3 BT实验室试验平台324

9.6.4 普林斯顿大学试验平台325

9.6.5 全光网325

9.6.6 采用延迟线解决竞争方法的试验平台326

总结326

进一步阅读材料327

习题328

参考文献329

第10章 网络应用方面的考虑334

10.1 不断发展的电信网络334

10.1.1 SONET／SDH核心网络335

10.1.2 下一代传输网络架构的选择337

10.2 传输层设计341

10.2.1 采用SDM342

10.2.2 采用TDM342

10.2.3 采用WDM343

10.2.4 单向与双向WDM系统344

10.2.5 长途网络345

10.2.6 长途网络成功案例346

10.2.7 长途海底网络351

10.2.8 城域网352

10.2.9 城域环网案例研究353

10.2.10 从不透明链路到灵活的全光网络355

总结356

进一步阅读材料356

习题357

参考文献359

附录A缩略语360

附录B符号与参数368

附录C标准371

附录D波动方程374

附录E光纤中脉冲信号的传输376

附录F非线性偏振383

附录G多层介质薄膜滤波器384

附录H随机变量与随机过程389

附录I接收机噪声的统计理论393

附录J异步传输模式397

中英文术语对照表403