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第一章 概述 1

1.1为什么需要光网络 1

1.2广域光网络：理想中的网络性能指标 2

1.3透明多波长网络中光技术和电子技术的对比 5

1.4多层网络结构中的光和电技术 6

1.5局域网互连：光网络的一个诱人的应用类型 8

1.6历史回顾 9

1.7小结和本书使用指南 11

1.8参考文献 14

第二章 网络可用资源 17

2.1光网络分层结构 17

2.2网络链路：光谱分割 20

2.3光网络节点：路由、交换和波长转换 24

2.3.1静态节点 25

2.3.2动态节点 30

2.3.3波长转换器 42

2.4网络接入站 46

2.4.1发射端操作 49

2.4.2接收端 50

2.5重叠处理器 53

2.5.1再生 53

2.5.2波长转换器 54

2.6多种逻辑网络的重叠 55

2.6.1SONET网 56

2.6.2ATM网络 58

2.6.3IP网络 59

2.7总结 60

2.8练习题 61

2.9参考文献 63

第三章 网络连接 65

3.1网络连接的管理和控制 69

3.1.1光连接 71

3.1.2逻辑连接 72

3.2静态网络 73

3.2.1点到点连接和多点连接 74

3.2.2光层的分组/包交换：MAC子层 80

3.2.3广播-选择网络的补充资料 89

3.3波长路由网络 89

3.3.1路由和信道分配 91

3.3.2路由和信道分配举例 94

3.4线性光波网络：波带路由 98

3.4.1路由、信道分配和功率的分配 100

3.4.2在LLN中的多点子网 105

3.4.3一个包含7个站点的网络实例 108

3.5逻辑路由网络 114

3.5.1点到点的逻辑拓扑 115

3.5.2多点的逻辑拓扑：超级网络 118

3.5.3虚拟连接：一个ATM网络的例子 124

3.6总结 129

3.7练习题 130

3.8参考文献 130

第四章 相关技术 133

4.1传输技术和交换技术的发展 133

4.2光连接概述 135

4.3光纤 135

4.3.1波导传输理论 135

4.3.2光纤技术：传输损伤 140

4.3.3光孤子 149

4.4放大器 150

4.4.1EDFA（Erbium-Doped Fiber Amplifiers） 150

4.4.2半导体光放大器SOA 155

4.5光发射机 156

4.5.1激光器 156

4.5.2调制 160

4.6强度调制直接检测系统中的光接收机（IMDD系统） 161

4.6.1光检测器 162

4.6.2前端放大器：信号噪声比（SNR） 163

4.6.3数字信号检测：噪声、干涉和误比特率 164

4.6.4模拟系统：载波-噪声比（Carrier-to-Noise Ratio） 169

4.7相干光系统 169

4.8串扰 170

4.9光和光子器件技术 173

4.9.1耦合器和光开关 173

4.9.2互换性 176

4.9.3不可互换的设备 177

4.9.4波长选择/波带选择元件 178

4.9.5波长选择器件技术 179

4.9.6多波长交叉技术 182

4.9.7波长扩大 184

4.10波长转换器 185

4.11空间开关结构 187

4.11.1交叉开关 187

4.11.2路由器/选择器 187

4.11.3开关的串扰 189

4.12端到端的传输通路可达性 190

4.12.1物理层的仿真 191

4.12.2波长上/下路复用器链的研究 192

4.12.3WSXC串扰的研究 193

4.12.4由于串扰所导致的性能恶化的研究 198

4.13练习题 200

4.14参考文献 201

第五章 静态多点网络 207

5.1共享媒质：星型广播网 207

5.2各种复用和多址接入技术 210

5.2.1时分-波分复用和时分-波分多址接入技术 210

5.2.2副载波 217

5.2.3码分多址接入CDMA技术 231

5.3共享信道网络中的业务量约束 239

5.3.1平衡的流量 241

5.3.2不平衡的流量 242

5.4专用连接的流量分配 242

5.4.1对于流业务的固定长度帧的调度方案 242

5.4.2面向分组流量的固定帧方案 251

5.5按需分配的连接 256

5.5.1WDMA网络中的拥塞计算 256

5.5.2组合时分-波分复用网络中的阻塞 261

5.6光层的分组交换 265

5.6.1无控制方案：随机接入 267

5.6.2丢失的方案：tell-and-go 269

5.6.3动态的T-WDMA协议 271

5.6.4无丢失调度方案：预留（Reservation） 273

5.6.5优化调度方案 274

5.6.6动态与固定容量分配对比 275

5.7一些光子分组交换的例子 276

5.8总结 276

5.9练习题 277

5.10参考文献 279

第六章 波长路由光网络 281

6.1概述 281

6.2物理拓扑 282

6.3波长路由网络：静态路由和波长信道分配 287

6.3.1流界限：物理和逻辑拓扑的匹配 288

6.3.2无阻塞站点 291

6.3.3RCA作为一个图着色问题 292

6.3.4环 295

6.3.5普通网格网的环网分解 300

6.3.6多星型波长路由网络 303

6.3.7RCA最优化问题 304

6.3.8静态RCA的启发算法 311

6.4波长路由光网络：动态路由和信道分配 319

6.4.1一些基本的路由和信道分配算法 320

6.4.2研究情况：双向环网 324

6.4.3在网状网中动态路由规则的性能 327

6.4.4研究现状：互联环网 328

6.5线性光网络：静态路由原则 331

6.5.1光通路的寻路由 332

6.5.2光连接：λ信道分配 335

6.5.3LLN中非阻塞接入站的重要性 339

6.5.4LLN的本地接入 340

6.5.5Petersen网中路由和波带分配 341

6.5.6信道分配 350

6.5.7LLN中的功率分配 359

6.5.8分层的光互联网 362

6.5.9多星型线性光网络 367

6.6线性光波网络：动态路由规则 370

6.6.1点到点的连接 371

6.6.2可路由的组播连接 381

6.7多波长光网络的经济折中考虑 389

6.7.1WDM点到点系统 390

6.7.2WDM环 391

6.7.3WDM交叉连接网络 392

6.8练习题 394

6.9参考文献 397

第七章 逻辑选路网 403

7.1点到点逻辑拓扑：多跳网络 406

7.1.1洗牌网 408

7.1.2密集型逻辑拓扑家族 409

7.2多跳网络的设计 411

7.2.1逻辑层设计 411

7.2.2物理层的设计 413

7.3多点逻辑网络：超网 417

7.3.1多点子网的容量 420

7.3.2密集型超网家族 421

7.3.3Kautz超网 423

7.3.4超网—多跳 436

7.3.5组播虚连接 438

7.4超网设计 439

7.4.1逻辑层设计 439

7.4.2物理层设计 440

7.5总结 446

7.6练习题 447

7.7参考文献 448

第八章 网络的存活性——保护和恢复 451

8.1保护倒换的目的 452

8.2当前应用于逻辑层的故障恢复技术 453

8.2.1点对点系统 453

8.2.2SONET自愈环 456

8.2.3SONET自愈环的互通技术 459

8.2.4网状网拓扑的网络结构 463

8.3在点到点结构中和环形网络结构中的光层恢复和保护技术 468

8.3.1点到点系统的光层保护方案 468

8.3.2自愈光环结构 471

8.4网状网拓扑结构中的共享光层保护技术 475

8.4.1为什么需要共享光保护技术 475

8.4.2链路的故障恢复 476

8.4.3节点故障的恢复 483

8.5在网状网拓扑结构中的光通道保护技术 487

8.6练习题 488

8.7参考文献 489

第九章 多波长光网络的发展 495

9.1向WDM网络发展的商业驱动因素 495

9.2点到点WDM系统 496

9.3WDM光交叉连接网状网 498

9.4有波长分插复用器的WDM环网 499

9.5国际上的一些多波长光网络实验平台介绍 499

9.5.1光网络技术协会（ONTC）的试验网络平台 500

9.5.2全光网络（AON）联盟的试验平台 502

9.5.3欧洲的多波长光网络实验系统：多波长传输网 504

9.5.4多波长光网络 505

9.5.5国家透明光网络协会网 507

9.5.6各种实验测试平台对电信业发展的重要性 507

9.6参考文献 508

附录A 图论 511

A.1图 511

A.1.1双圈覆盖 512

A.1.2欧拉图 513

A.1.3平面图 513

A.1.4图的匹配 514

A.1.5图的着色 514

A.1.6有向图 515

A.1.7Moore边界 515

A.1.8最大流-最小割 515

A.2超图 516

A.2.1无向超图 516

A.2.2有向超图 517

附录B 固定调度算法 519

B.1列/行扩展算法 520

B.2置换矩阵分解 521

B.3列/行压缩算法 522

附录C 马尔可夫链和排队论 525

C.1随机过程 525

C.2马尔可夫过程 526

C.3队列 527

C.3.1M｜M｜1队列 528

C.3.2M｜G｜1队列 528

C.3.3Little’s公式 529

附录D 有限截启发式算法 531

D.1多商品流问题和有限截 531

D.2启发式算法 531

D.2.1Swap（X，Y） 532

D.2.2Limcut 532

附录E 线性光波网络中最小干扰选路算法 535

E.1网络图 535

E.2最小干扰算法 536

E.3最小干扰 537

附录F SONET标准概述 539

附录A-F的参考文献 542

缩略语 543

索引 549