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第一章 为什么需要光互联网 1

1.1 Internet高速增长对带宽的巨大需求 1

1.2 新型增值服务对带宽的无限需求 3

1.3 探索未来的高速宽带组网技术 6

1.4 光互联网应运而生 7

第二章 高速大容量光通信系统的演进 10

2.1 波分复用不断向高速大容量迈进 12

2.2 波分复用向城域网渗透 15

2.3 波分复用在接入网中的应用 18

2.4 构筑超大容量传输系统的新型光纤技术 22

2.4.1 概述 22

2.4.2 新型非零色散光纤 24

2.4.3 大有效面积光纤 26

2.4.4 消水峰的全波光纤 26

2.4.5 反色散补偿光缆技术 27

2.5 无纤光通信技术 28

2.6 全球DWDM产品的市场格局及各大公司的光网络理念 31

第三章 光开关新技术和光交换原理 43

3.1 层出不穷的光开关新技术 43

3.1.1 光开关技术分类与性能比较 43

3.1.2 几种新型光开关技术 45

3.1.3 光开关的应用 51

3.2 光交换原理及技术 52

3.2.1 空分光交换 52

3.2.2 时分光交换 54

3.2.3 波分光交换 55

3.2.4 复合光交换 56

3.2.5 自由空间光交换 58

3.2.6 无交换式光路由器 59

3.2.7 阵列波导光栅路由器 60

3.2.8 光子时隙路由 61

第四章 光网络基本描述和组成结构 62

4.1 传统电信网络向光网络的演进 62

4.2 光网络结构分类 69

4.3 光网络中的光连接和分层结构 72

4.4 光网络的拓扑结构 76

4.4.1 物理拓扑 76

4.4.2 逻辑拓扑 78

4.4.3 拓扑结构与网络设计的关系 78

4.5 环形光网络 82

4.5.1 单向两纤环结构 83

4.5.2 双向两纤环 85

4.5.3 四纤WDM环 87

4.5.4 多纤环 87

4.6 国内外光网络研究概况 88

4.6.1 北美的光网络试验床 88

4.6.2 欧洲的光网络试验项目 91

4.6.3 中国光网络的发展 93

第五章 光网络节点和光交换阵列的结构与设计 97

5.1 光网络节点的基本功能 97

5.2 光网络节点的结构分类 98

5.3 节点中光交换矩阵的结构设计和性能对比 102

5.3.1 光交换的核心矩阵结构设计 102

5.3.2 交换网络的阻塞性能分析与比较 104

5.3.3 广义交换机的结构性能 106

5.4 光交叉连接器（OXC）的节点结构 108

5.4.1 OXC的功能和应用 108

5.4.2 OXC节点结构的分析与设计 112

5.4.3 结构比较与讨论 117

5.5 光分插复用器（OADM）的节点结构 118

5.5.1 OADM的功能和应用 119

5.5.2 OADM的性能参数 120

5.5.3 OADM的技术分类和结构组成 122

5.5.4 OADM的发展趋势 131

5.6 光网络中的波长变换器技术 132

5.6.1 波长变换器的功能分类 132

5.6.2 波长变换方法与技术 137

5.6.3 波长变换在光网络中的作用 145

第六章 光网络的组网技术与优化设计 148

6.1 关键器件与技术 149

6.1.1 超高速光传输技术 149

6.1.2 可调谐滤波器技术 150

6.1.3 集成探测器和可调谐激光器 152

6.1.4 宽带光放大器技术 153

6.2 光层的生存性 155

6.2.1 概述 155

6.2.2 点到点的光层保护倒换 159

6.2.3 光网络自愈保护环 160

6.3 光层开销传送技术 165

6.3.1 光传送网的管理需求和基本特点 166

6.3.2 数字包封器（digital wrapper） 169

6.3.3 副载波复用（SCM） 172

6.3.4 光监视通路（OSC） 173

6.4 路由和波长分配技术 176

6.4.1 RWA的概念和意义 176

6.4.2 与RWA密切相关的几个问题 177

6.4.3 RWA算法的功能分类与比较 183

6.4.4 网络设计与RWA的实施 188

6.5 光网络中的传输损伤 192

6.5.1 信道串扰问题 192

6.5.2 功率均衡与功率管理技术 194

6.5.3 光网络中的环路问题 195

第七章 面向数据业务的光互联网技术 197

7.1 数据业务的特点及其对光网络的新要求 197

7.1.1 IP业务的特点 198

7.1.2 面向数据业务对光网络提出的新要求 201

7.2 IP over ATM 204

7.2.1 重叠模型 204

7.2.2 集成模型 209

7.2.3 IP over ATM技术的特点 213

7.3 IP over SDH 213

7.3.1 IP/PPP/HDLC/SDH 214

7.3.2 采用LAPS的IP over SDH 216

7.3.3 日本NTT的MAPOS协议 217

7.3.4 POS中的高速路由器技术 217

7.3.5 几种IP over SDH组网方案 219

7.3.6 IP over SDH技术的特点 225

7.4 IP over WDM光互联网技术 227

7.4.1 多层协议重叠网络向简化的两层网络结构发展 227

7.4.2 IP over WDM光互联网的提出 228

7.4.3 光互联网关键技术 231

7.4.4 IP via MPLS over WDM的光互联网技术 237

7.5 国际国内典型的光互联网 242

7.5.1 有关IP over DWDM试验情况 242

7.5.2 国内外一些通信公司的光互联网络 243

7.6 光互联网及其相关技术的几个发展方向 249

7.6.1 光波长将是未来光网络的基本交换单元 249

7.6.2 光交换机将取代传统的电子交换机 250

7.6.3 路由器功能将不断增强 251

7.6.4 多交换粒度和多业务相融合的节点结构 253

第八章 多协议标签交换及其向光网络的扩展 257

8.1 为什么需要多协议标签交换技术 257

8.1.1 多层交换技术的演进 257

8.1.2 多协议标签交换（MPLS）技术的形成 261

8.2 MPLS的体系结构 265

8.2.1 MPLS的框架结构 265

8.2.2 MPLS技术基础和基本组件 267

8.2.3 MPLS的主要应用 271

8.3 MPLS流量工程技术 273

8.3.1 传统的路由器核心网络 274

8.3.2 目前的IP重叠网络 274

8.3.3 应用MPLS技术的流量工程方案 276

8.3.4 LSP灵活的路径计算和配置 279

8.3.5 基本流控功能的实现——业务流分类 282

8.3.6 MPLS流量工程技术的优点 283

8.4 MPLS虚拟专用网络 284

8.4.1 VPN的基本要求和IP VPN的缺点 285

8.4.2 MPLS虚拟专用网络的技术特点 285

8.4.3 MPLS VPN的操作 288

8.5 QoS在MPLS系统中的实现 290

8.5.1 集成服务在MPLS系统中的实现 290

8.5.2 区分服务在MPLS中的实现 291

8.6 MPLS向光网络的扩展及智能型自动交换光网络 291

8.6.1 智能型自动交换光网络的出现 291

8.6.2 MPLS与WDM技术的结合 293

8.6.3 MPLS over WDM关键技术 297

8.6.4 MPLS over WDM标准化进展 299

第九章 Packet over WDM光互联网技术 305

9.1 Packet over WDM技术概述 307

9.2 POW结构体系 308

9.2.1 流分类技术和选路策略 311

9.2.2 网络节点结构设计 312

9.2.3 波长合并和业务汇聚 313

9.3 简单波长分配协议（SWAP） 315

9.4 WDM层的物理限制 319

9.5 POW网络性能的仿真分析 322

第十章 多协议波长标签交换（MPLmS）光互联网技术 326

10.1 MPLmS技术的形成 327

10.2 MPLmS技术原理 331

10.2.1 光标签的定义 331

10.2.2 标签绑定和转发过程 332

10.2.3 节点功能和标签交换路径LSP 333

10.2.4 MPLmS网络的显式路由技术 337

10.2.5 信令协议对MPLmS的支持 339

10.3 MPLmS组网技术 341

10.3.1 网络结构 341

10.3.2 MPLmS网络中OXC控制平面与控制方式 342

10.3.3 网络节点结构和功能 344

10.3.4 MPLmS网络的生存性 345

10.3.5 故障探测与定位 347

10.3.6 MPLmS网络的控制结构 348

第十一章 基于标签光突发交换（LOBS）的光互联网技术 350

11.1 概述 351

11.2 三种交换技术对比 355

11.2.1 电路交换 355

11.2.2 包／分组交换 356

11.2.3 突发交换 357

11.2.4 对几种交换技术的比较 357

11.3 光突发交换网络结构 358

11.4 光突发交换协议 360

11.4.1 JET（Just Enough Time）协议 361

11.4.2 DeR（Delayed Reservation）协议 362

11.4.3 DiR（Differentiated Reservation）协议与优先级机制 363

11.4.4 数据发送前的预时延 364

11.5 基于LOBS的IP over WDM技术 364

11.5.1 标签光突发交换LOBS网络 364

11.5.2 MPLS与OBS的集成 365

11.5.3 OBS MAC层 366

11.5.4 突发数据流装配机制 370

11.5.5 OBS网络的QoS机制 371

11.6 OBS网络的性能 372

第十二章 光分组交换与全光标签交换技术 375

12.1 概述 375

12.2 光分组交换技术分类 376

12.2.1 节点间的时延抖动 377

12.2.2 节点内的时延抖动 378

12.3 节点结构与同步技术 378

12.3.1 光分组交换节点的结构 378

12.3.2 网络及节点的同步 379

12.3.3 光存储器 381

12.3.4 偏射路由 384

12.3.5 波长变换 387

12.4 光分组格式 388

12.5 欧洲的光透明分组网（OTP-N） 390

12.5.1 OTP-N网络结构 390

12.5.2 OTP-N网络的参考模型 391

12.5.3 透明光分组的格式 392

12.5.4 IP over OTP技术 393

12.5.5 KEOPS项目中所使用的交换节点 397

12.6 全光标签分组交换技术（OLPS） 399

12.6.1 全光分组头复用技术 399

12.6.2 全光标签分组交换网络结构 401

12.6.3 全光标记交换网络的节点结构 402

附录A 缩略语 405

附录B 参考文献 412