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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SOA155

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-go269

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.2.2Limcut532

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