　　張成良，教授級高級工程師，現任中國電信股份有限公司北京研究院副院長，中國通信學會光通信委員會副主任，主持寬帶與光網絡方麵的研究工作。以*一完成人獲國傢科技進步二等奬2項，省部級科技進步一等奬多項。2006年被信息産業部授予“信息産業科技創新先進工作者”，2013年入選國傢百韆萬人纔工程的專傢，並被授予“有突齣貢獻中青年專傢”榮譽稱號。

精彩書評

　　本書作者是運營商從事光網絡技術與應用的資深研究人員，從業務發展和應用角度闡述瞭光網絡的發展趨勢，又從非常專業的角度解讀瞭其中的關鍵技術，很多觀點都是頭次公開發錶，對整個業界非常有價值。

　　——清華大學電子工程係教授 973頭席科學傢鄭小平博士

　　隨著高速寬帶網絡建設步伐的加快和互聯網雲數據中心的迅猛發展，光通信新技術層齣不窮，光網絡的基礎支撐作用越來越重要。本書是少有的從骨乾網到城域網，再到用戶邊緣*方位介紹光網絡技術的書籍，具有係統性和實用性的突齣優點，對學術界和産業界都有較高的參考價值。

　　——北京郵電大學信息光子學與光通信研究院副院長張傑教授

　　一本不可多得的專業書籍，近些年來*一本完整解讀光網絡的著作，尤其是關於400Gb/s傳輸、軟件定義光網絡等新技術的內容站在瞭技術發展的*前沿，讓讀者對未來的技術發展一目瞭然。

　　——華為技術有限公司固定網絡研發總裁、傳送網産品綫前總裁蔡常天

　　關於光網絡的書很多，但大多都是純技術的介紹。本書的特色在於除瞭對新技術有深入淺齣的介紹之外，更闡述瞭運營商的需求和應用，實用性更強。讀者不僅可以清楚掌握光網絡技術的脈絡與邏輯，更能瞭解網絡的應用場景、真實需求等技術商業所在。本書是移動互聯澎湃噴湧大背景下不可多得的光通信大作。

　　——通信産業報、通信産業網總編輯辛鵬駿

第1章概述 1
1．1 互聯網對通信網絡的影響 2
1．1．1 互聯網成為信息時代的基礎 3
1．1．2 互聯網的發展離不開光網絡的支撐 7
1．2 光網絡技術發展趨勢 10
1．2．1 超高速傳輸係統的發展 10
1．2．2 新型光縴技術助推傳輸性能的提升 15
1．2．3 軟件定義光網絡帶來新的機遇 15
1．3 本書組織架構 16
本章小結 17
縮略語 18
參考文獻 19
第2章 WDM技術發展與應用 21
2．1 高速大容量WDM傳輸的技術挑戰 22
2．1．1 WDM傳輸技術概述 22
2．1．2 WDM傳輸技術在我國的應用 24
2．2 N×40Gb/s WDM傳輸關鍵技術與應用 25
2．2．1 40Gb/s調製與檢測技術 25
2．2．2 色散補償技術 35
2．2．3 偏振模色散（PMD）補償技術 40
2．2．4 40Gb/s WDM傳輸技術的應用 41
2．3 100Gb/s WDM傳輸關鍵技術與應用 43
2．3．1 100Gb/s WDM傳輸技術的優勢 43
2．3．2 100Gb/s相關標準化情況 44
2．3．3 相乾光通信技術 48
2．4 前嚮糾錯（FEC）技術的發展與應用 57
2．4．1 FEC技術概述 57
2．4．2 軟判決與硬判決比較 60
2．4．3 FEC性能評估方式 64
2．5 “數字-模擬協同”WDM係統性能評測體係 66
2．5．1 傳統的WDM係統性能評測體係 67
2．5．2 創新的“數字－模擬協同”評測體係 71
本章小結 75
縮略語 76
參考文獻 78
第3章超100Gb/s超高速WDM傳輸 80
3．1 N×400Gb/s WDM應用需求分析 82
3．1．1 概述 82
3．1．2 400Gb/s的挑戰 83
3．1．3 400Gb/s傳輸的需求 85
3．2 N×400Gb/s WDM技術國際標準化現狀 87
3．2．1 ITU-T 87
3．2．2 IEEE 90
3．2．3 OIF 91
3．3 N×400Gb/s WDM新技術研究 92
3．3．1 N×400Gb/s WDM的研究現狀 92
3．3．2 N×400Gb/s WDM核心技術 93
3．3．3 N×400Gb/s WDM技術方案 105
3．4 靈活柵格（Flex-Grid）WDM技術應用分析 114
3．4．1 靈活柵格WDM技術引入背景分析 114
3．4．2 引入靈活柵格對WDM係統的影響 116
3．4．3 靈活柵格在400Gb/s WDM係統中的應用分析 117
3．4．4 靈活柵格WDM技術應用研究小結 120
本章小結 121
縮略語 122
參考文獻 124
第4章新型光縴技術與應用 128
4．1 單模光縴技術的發展與應用 129
4．1．1 低損耗/超低損耗G．652光縴 133
4．1．2 大有效麵積光縴 142
4．1．3 低損耗和大麵積光縴對傳輸係統性能的影響 146
4．2 新型光縴技術 154
4．2．1 少模光縴 155
4．2．2 多芯光縴 156
本章小結 158
縮略語 159
參考文獻 160
第5章城域WDM技術發展與應用 163
5．1 城域WDM技術發展概述 164
5．1．1 城域WDM傳輸技術的應用需求 164
5．1．2 城域WDM傳輸係統的發展曆程 165
5．1．3 城域WDM係統的組網模式 166
5．1．4 城域WDM係統的保護恢復功能 169
5．1．5 小結 171
5．2 城域100Gb/s WDM傳輸關鍵技術與應用 172
5．2．1 城域100Gb/s WDM傳輸技術路綫 172
5．2．2 城域100Gb/s綫路可插拔光模塊技術 174
5．2．3 城域100Gb/s/200Gb/s靈活光傳輸技術 177
5．2．4 城域100Gb/s WDM傳輸技術的應用 178
5．3 接入WDM傳輸關鍵技術與應用 179
5．3．1 接入段WDM需求分析 179
5．3．2 傳統WDM技術 183
5．3．3 波分復用無源光網絡（WDM-PON） 186
本章小結 191
縮略語 192
參考文獻 193
第6章麵嚮分組業務的新一代OTN 195
6．1 OTN發展概述及分組業務的挑戰 196
6．1．1 OTN技術發展概述 196
6．1．2 麵嚮分組業務的新一代OTN的産生 203
6．2 分組增強型OTN的關鍵技術 206
6．2．1 客戶業務的標準封裝[3] 206
6．2．2 以太網業務的故障處理 215
6．2．3 分組交換技術 220
6．3 分組增強型OTN設備的發展與應用 225
6．3．1 分組增強型OTN設備研發進展情況 225
6．3．2 分組增強型OTN應用場景分析 227
本章小結 239
縮略語 240
參考文獻 242
第7章光交換技術及係統 243
7．1 光交換技術概況 244
7．2 ROADM技術原理及設備形態 245
7．2．1 ROADM技術概況 245
7．2．2 基於WSS的ROADM設備的基本結構 249
7．2．3 ROADM設備的上下路端口靈活性（CDCG ROADM） 250
7．2．4 ROADM設備發展情況 256
7．3 城域傳送網ROADM設備應用策略 259
7．3．1 城域傳送網的拓撲結構及ROADM位置 260
7．3．2 城域傳送網ROADM設備形態建議 261
7．3．3 ROADM光層與OTN電層協同模式探討 265
7．3．4 ROADM網絡的波長規劃 267
7．3．5 小結 268
7．4 骨乾傳送網ROADM設備應用策略 269
7．4．1 骨乾傳送網ROADM應用特點 269
7．4．2 骨乾傳送網ROADM設備應用模式 270
7．4．3 骨乾傳送網ROADM的再生方式 271
7．4．4 骨乾傳送網ROADM的組網結構 272
本章小結 273
縮略語 274
參考文獻 274
第8章光網絡智能管理 276
8．1 光網絡網管現狀 277
8．1．1 TMN架構 277
8．1．2 廠傢網管與綜閤網管 279
8．1．3 網管功能 281
8．1．4 網管接口 287
8．1．5 壓力與難題 288
8．2 智能管理的壓力 290
8．2．1 “啞”的光網絡設備 290
8．2．2 維護集約化的壓力 292
8．2．3 麵嚮客戶的主動監控 294
8．2．4 核心難題：數據準確性與關聯操作 295
8．3 智能管理的助力 296
8．3．1 IT與互聯網技術 297
8．3．2 新型接口規範 303
8．4 未來光網絡智能管理方案 307
8．4．1 統一網管方案 307
8．4．2 分層網管方案 309
8．4．3 智能網關網元方案 312
8．4．4 方案分析與對比 315
本章小結 318
縮略語 318
參考文獻 320
第9章軟件定義光網絡（SDON） 322
9．1 SDON的概念和淵源 323
9．2 SDON的標準化 325
9．2．1 ONF 325
9．2．2 ITU-T 326
9．2．3 OIF 327
9．2．4 IETF 327
9．3 SDON體係架構 328
9．3．1 SDN體係架構 328
9．3．2 SDON體係架構的特點 341
9．3．3 SDN與網管係統的關係 344
9．4 SDON的應用場景 348
9．4．1 多廠商、多域組網環境下的統一控製 348
9．4．2 多層網絡的統一控製和管理 350
9．4．3 傳送網能力開放和提供新型傳送業務 351
9．4．4 IP+光協同組網 352
9．4．5 運維自動化 353
本章小結 358
縮略語 359
參考文獻 361

前言/序言

　　推薦序

　　信息社會已經全麵進入互聯網時代，在新一代信息網絡基礎設施中，光網絡無疑是其中最基礎，也是最重要的一個層麵。光網絡承載瞭互聯網産生的海量數據流量，是整個信息世界的高速鐵路和高速公路。就像人體離不開血液，信息社會的“血液”就是攜帶各種信息的數據流，而光網絡就是信息社會這個人體中的“血管”。

　　隨著人們對通信容量、傳輸速度、通信質量等要求的不斷提高，現有的光網絡技術越來越不能滿足人們的需求。

　　一方麵，網絡帶寬和需求持續高速增長。以4K/8K 超高清電視、虛擬現實遊戲為代錶的未來業務的類型更豐富，帶寬需求更大，性能要求更高。隨著FTTH和4G移動寬帶業務的規模開展，業務網絡對光網絡容量和帶寬的需求迅猛增加，目前光縴到戶（FTTH）傢庭寬帶已經具備100Mb/s接入能力，在可預見的未來將齣現GE入戶的需求，城域網和骨乾網將齣現幾十Tb/s的匯聚帶寬。而隨著移動互聯網、物聯網等應用的興起，預計至2020年，互聯設備的數量可能高達500億。海量的連接需求以及單位連接帶寬需求的高速增長相結閤，給光網絡帶來瞭巨大的帶寬壓力。

　　另一方麵，網絡架構開始發生變化。隨著雲計算、物聯網的興起，數據中心（Data Center，DC）逐漸成為網絡的核心。海量數據在雲上匯集和處理，部分數據實時性要求很高，期待光網絡靈活高效、減少層級、降低時延。終端用戶帶寬和流量的高速增長導緻網絡的帶寬瓶頸從網絡核心嚮網絡邊緣延伸，光網絡技術的應用也隨之從核心嚮邊緣擴展。總體來講，超高速、大容量光傳輸與全光交換成為未來光網絡的發展方嚮。

　　縱觀光傳輸發展曆史，三十年來其發展速度迅猛，為瞭實現超大容量光縴傳輸，係統主要采用多路復用方式，頻域復用技術得到瞭廣泛的應用，通常也被人們稱為波分復用。單模光縴的可用頻譜在11THz左右，考慮到傳輸距離因素，單模光縴係統的極限容量在100Tb/s左右。當前學術實驗已經達到這個極限，考慮到傳輸距離和容量的乘積，現網試驗距離極限也相差不大。雖然目前的商用係統還有較大的潛力可挖，但是考慮到性價比，擴展的空間已經很小，未來的傳輸係統一方麵需要更優化的介質——新型光縴來降低傳輸損耗和非綫性效應，另一方麵可能需要嚮著空間復用的方嚮發展。光網絡的組網技術也將從純粹的電層組網演進為大容量電交叉與光層交換統一組網。

　　管理和互操作性也一直是睏擾光網絡發展的一大難題，不同廠傢設備之間無法互通，造成跨廠傢和跨域的帶寬提供變得十分復雜和昂貴。實現對多廠商設備和多域網絡的統一控製和管理是軟件定義光傳送網的主要應用場景，采用Openflow協議擴展可以實現多廠商傳送網設備的統一控製和管理，在光網絡跨域統一管控方麵是跨時代的突破，為多域網絡中的端到端業務快速開通和管理提供瞭一種可行方案，為傳送網絡能力開放和業務創新提供瞭條件。在此基礎上，運營商可以對傳統的傳送網業務進行創新。統一的控製器可以管理各個廠傢各個域的多種設備並嚮上提供北嚮接口，多種多樣的應用可以通過北嚮接口來調用控製器的能力，從而快速組網、變更業務、調整帶寬。SDN技術為光網絡帶來瞭新的生命，有望從根本上解決光網絡難以互通、業務建立和修改緩慢、新業務創新睏難等問題。

　　本書將對光網絡的三個重要研究方嚮：高速大容量光傳輸、光層組網、智能管理控製進行詳細介紹。通過本書，讀者首先可以認識到互聯網已經成為信息社會的核心，而光網絡是實現互聯網的基礎設施中的重中之重。讀者既可以對光網絡的發展趨勢有總體的認識，也可以詳細地瞭解光網絡的各項關鍵技術。從超高速傳輸係統到光縴新技術，從骨乾網到城域接入網，從電層組網到光層組網，從統一網管到傳送網SDN，本書匯集瞭當前光網絡各個方麵的最新技術發展情況，對從事通信網絡領域相關工作的技術人員和相關專業學生，都是一本很好的參考書籍。

　　韋樂平

　　中國電信集團公司科技委主任

　　2015年11月30日

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