本书对光网络的三个重要研究方向：高速大容量、组网、管理控制进行详细介绍。从超高速传输系统到光纤新技术，从骨干网到城域接入网，从电层组网到光层组网，从统一网管到传送网SDN，本书汇集了光网络发展的方方面面。
本书由光网络方面的专家精心编写，代表了业界的权威观点，对新技术和未来发展方向的一些见解非常具有参考性。本书适合从事通信领域的所有从业人员阅读，包括相关领域工程师、在校学生、运营商、设备商、模块商、咨询机构等。
本书由光网络方面的专家精心编写，代表了业界的权威观点，对新技术和未来发展方向的一些见解非常具有参考性。本书适合从事通信领域的所有从业人员阅读，包括相关领域工程师、在校学生、运营商、设备商、模块商、咨询机构等。
本书由光网络方面的专家精心编写，代表业界的权威观点，对新技术和未来发展方向的一些见解非常具有参考性。
推荐序
信息社会已经全面进入互联网时代，在新一代信息网络基础设施中，光网络无疑是其中最基础，也是最重要的一个层面。光网络承载了互联网产生的海量数据流量，是整个信息世界的高速铁路和高速公路。就像人体离不开血液，信息社会的“血液”就是携带各种信息的数据流，而光网络就是信息社会这个人体中的“血管”。
随着人们对通信容量、传输速度、通信质量等要求的不断提高，现有的光网络技术越来越不能满足人们的需求。
一方面，网络带宽和需求持续高速增长。以4K/8K 超高清电视、虚拟现实游戏为代表的未来业务的类型更丰富，带宽需求更大，性能要求更高。随着FTTH和4G移动宽带业务的规模开展，业务网络对光网络容量和带宽的需求迅猛增加，目前光纤到户（FTTH）家庭宽带已经具备100Mb/s接入能力，在可预见的未来将出现GE入户的需求，城域网和骨干网将出现几十Tb/s的汇聚带宽。而随着移动互联网、物联网等应用的兴起，预计至2020年，互联设备的数量可能高达500亿。海量的连接需求以及单位连接带宽需求的高速增长相结合，给光网络带来了巨大的带宽压力。
另一方面，网络架构开始发生变化。随着云计算、物联网的兴起，数据中心（Data Center，DC）逐渐成为网络的核心。海量数据在云上汇集和处理，部分数据实时性要求很高，期待光网络灵活高效、减少层级、降低时延。终端用户带宽和流量的高速增长导致网络的带宽瓶颈从网络核心向网络边缘延伸，光网络技术的应用也随之从核心向边缘扩展。总体来讲，超高速、大容量光传输与全光交换成为未来光网络的发展方向。
纵观光传输发展历史，三十年来其发展速度迅猛，为了实现超大容量光纤传输，系统主要采用多路复用方式，频域复用技术得到了广泛的应用，通常也被人们称为波分复用。单模光纤的可用频谱在11THz左右，考虑到传输距离因素，单模光纤系统的极限容量在100Tb/s左右。当前学术实验已经达到这个极限，考虑到传输距离和容量的乘积，现网试验距离极限也相差不大。虽然目前的商用系统还有较大的潜力可挖，但是考虑到性价比，扩展的空间已经很小，未来的传输系统一方面需要更优化的介质——新型光纤来降低传输损耗和非线性效应，另一方面可能需要向着空间复用的方向发展。光网络的组网技术也将从纯粹的电层组网演进为大容量电交叉与光层交换统一组网。
管理和互操作性也一直是困扰光网络发展的一大难题，不同厂家设备之间无法互通，造成跨厂家和跨域的带宽提供变得十分复杂和昂贵。实现对多厂商设备和多域网络的统一控制和管理是软件定义光传送网的主要应用场景，采用Openflow协议扩展可以实现多厂商传送网设备的统一控制和管理，在光网络跨域统一管控方面是跨时代的突破，为多域网络中的端到端业务快速开通和管理提供了一种可行方案，为传送网络能力开放和业务创新提供了条件。在此基础上，运营商可以对传统的传送网业务进行创新。统一的控制器可以管理各个厂家各个域的多种设备并向上提供北向接口，多种多样的应用可以通过北向接口来调用控制器的能力，从而快速组网、变更业务、调整带宽。SDN技术为光网络带来了新的生命，有望从根本上解决光网络难以互通、业务建立和修改缓慢、新业务创新困难等问题。
本书将对光网络的三个重要研究方向：高速大容量光传输、光层组网、智能管理控制进行详细介绍。通过本书，读者首先可以认识到互联网已经成为信息社会的核心，而光网络是实现互联网的基础设施中的重中之重。读者既可以对光网络的发展趋势有总体的认识，也可以详细地了解光网络的各项关键技术。从超高速传输系统到光纤新技术，从骨干网到城域接入网，从电层组网到光层组网，从统一网管到传送网SDN，本书汇集了当前光网络各个方面的最新技术发展情况，对从事通信网络领域相关工作的技术人员和相关专业学生，都是一本很好的参考书籍。
韦乐平
中国电信集团公司科技委主任
2015年11月30日
信息社会已经全面进入互联网时代，在新一代信息网络基础设施中，光网络无疑是其中最基础，也是最重要的一个层面。光网络承载了互联网产生的海量数据流量，是整个信息世界的高速铁路和高速公路。就像人体离不开血液，信息社会的“血液”就是携带各种信息的数据流，而光网络就是信息社会这个人体中的“血管”。
随着人们对通信容量、传输速度、通信质量等要求的不断提高，现有的光网络技术越来越不能满足人们的需求。
一方面，网络带宽和需求持续高速增长。以4K/8K 超高清电视、虚拟现实游戏为代表的未来业务的类型更丰富，带宽需求更大，性能要求更高。随着FTTH和4G移动宽带业务的规模开展，业务网络对光网络容量和带宽的需求迅猛增加，目前光纤到户（FTTH）家庭宽带已经具备100Mb/s接入能力，在可预见的未来将出现GE入户的需求，城域网和骨干网将出现几十Tb/s的汇聚带宽。而随着移动互联网、物联网等应用的兴起，预计至2020年，互联设备的数量可能高达500亿。海量的连接需求以及单位连接带宽需求的高速增长相结合，给光网络带来了巨大的带宽压力。
另一方面，网络架构开始发生变化。随着云计算、物联网的兴起，数据中心（Data Center，DC）逐渐成为网络的核心。海量数据在云上汇集和处理，部分数据实时性要求很高，期待光网络灵活高效、减少层级、降低时延。终端用户带宽和流量的高速增长导致网络的带宽瓶颈从网络核心向网络边缘延伸，光网络技术的应用也随之从核心向边缘扩展。总体来讲，超高速、大容量光传输与全光交换成为未来光网络的发展方向。
纵观光传输发展历史，三十年来其发展速度迅猛，为了实现超大容量光纤传输，系统主要采用多路复用方式，频域复用技术得到了广泛的应用，通常也被人们称为波分复用。单模光纤的可用频谱在11THz左右，考虑到传输距离因素，单模光纤系统的极限容量在100Tb/s左右。当前学术实验已经达到这个极限，考虑到传输距离和容量的乘积，现网试验距离极限也相差不大。虽然目前的商用系统还有较大的潜力可挖，但是考虑到性价比，扩展的空间已经很小，未来的传输系统一方面需要更优化的介质——新型光纤来降低传输损耗和非线性效应，另一方面可能需要向着空间复用的方向发展。光网络的组网技术也将从纯粹的电层组网演进为大容量电交叉与光层交换统一组网。
管理和互操作性也一直是困扰光网络发展的一大难题，不同厂家设备之间无法互通，造成跨厂家和跨域的带宽提供变得十分复杂和昂贵。实现对多厂商设备和多域网络的统一控制和管理是软件定义光传送网的主要应用场景，采用Openflow协议扩展可以实现多厂商传送网设备的统一控制和管理，在光网络跨域统一管控方面是跨时代的突破，为多域网络中的端到端业务快速开通和管理提供了一种可行方案，为传送网络能力开放和业务创新提供了条件。在此基础上，运营商可以对传统的传送网业务进行创新。统一的控制器可以管理各个厂家各个域的多种设备并向上提供北向接口，多种多样的应用可以通过北向接口来调用控制器的能力，从而快速组网、变更业务、调整带宽。SDN技术为光网络带来了新的生命，有望从根本上解决光网络难以互通、业务建立和修改缓慢、新业务创新困难等问题。
本书将对光网络的三个重要研究方向：高速大容量光传输、光层组网、智能管理控制进行详细介绍。通过本书，读者首先可以认识到互联网已经成为信息社会的核心，而光网络是实现互联网的基础设施中的重中之重。读者既可以对光网络的发展趋势有总体的认识，也可以详细地了解光网络的各项关键技术。从超高速传输系统到光纤新技术，从骨干网到城域接入网，从电层组网到光层组网，从统一网管到传送网SDN，本书汇集了当前光网络各个方面的最新技术发展情况，对从事通信网络领域相关工作的技术人员和相关专业学生，都是一本很好的参考书籍。
韦乐平
中国电信集团公司科技委主任
2015年11月30日
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