多波长光网络 (2008 年度畅销榜NO.88677 )

本书对采用多波长光路来组网的光网络的基本原理、组成结构、关键技术、性能要求、组网技术等进行了全面系统的介绍。从网络分层结构出发分别论述了多波长光网络所涉及的网络分析、网络设计、网络控制和网络故障管理等技术的基本理论、基本结构和应用方法。用具体的网络实例由浅人深介绍了静态网络、波长选路网、线性光波网和逻辑选路网的结构、控制和设计的要素和策略。\r\n\r\n 本书与以往的光纤通信书籍有着本质的不同，以前的光纤通信书籍偏重于器件和系统，而本书侧重点是“网络”，是一本真正系统研究光网络的专著。\r\n\r\n 书中各章节的组织结构各有特色，适合不同的读者群参考。既可以作为电信专业的教材使用，也适合广大科技工作者、工程技术人员、教师、研究生和大学高年级学生阅读和参考。\r\n
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第一章　概述 \r\n\r\n 　1. 1　为什么需要光网络 \r\n\r\n 　1. 2　广域光网络：理想中的网络性能指标 \r\n\r\n 　1. 3　透明多波长网络中光技术和电子技术的对比 \r\n\r\n 　1. 4　多层网络结构中的光和电技术 \r\n\r\n 　1. 5　局域网互连：光网络的一个诱人的应用类型 \r\n\r\n 　1. 6　历史回顾 \r\n\r\n 　1. 7　小结和本书使用指南 \r\n\r\n 　1. 8　参考文献 \r\n\r\n 第二章　网络可用资源 \r\n\r\n 　2. 1　光网络分层结构 \r\n\r\n 　2. 2　网络链路：光谱分割 \r\n\r\n 　2. 3　光网络节点：路由. 交换和波长转换 \r\n\r\n 　2. 3. 1　静态节点 \r\n\r\n 　2. 3. 2　动态节点 \r\n\r\n 　2. 3. 3　波长转换器 \r\n\r\n 　2. 4　网络接入站 \r\n\r\n 　2. 4. 1　发射端操作 \r\n\r\n 　2. 4. 2　接收端 \r\n\r\n 　2. 5　重叠处理器 \r\n\r\n 　2. 5. 1　再生 \r\n\r\n 　2. 5. 2　波长转换器 \r\n\r\n 　2. 6　多种逻辑网络的重叠 \r\n\r\n 　2. 6. 1　SONET网 \r\n\r\n 　2. 6. 2　ATM网络 \r\n\r\n 　2. 6. 3　IP网络 \r\n\r\n 　2. 7　总结 \r\n\r\n 　2. 8　练习题 \r\n\r\n 　2. 9　参考文献 \r\n\r\n 第三章　网络连接 \r\n\r\n 　3. 1　网络连接的管理和控制 \r\n\r\n 　3. 1. 1　光连接 \r\n\r\n 　3. 1. 2　逻辑连接 \r\n\r\n 　3. 2　静态网络 \r\n\r\n 　3. 2. 1　点到点连接和多点连接 \r\n\r\n 　3. 2. 2　光层的分组／包交换：MAC子层 \r\n\r\n 　3. 2. 3　广播——选择网络的补充资料 \r\n\r\n 　3. 3　波长路由网络 \r\n\r\n 　3. 3. 1　路由和信道分配 \r\n\r\n 　3. 3. 2　路由和信道分配举例 \r\n\r\n 　3. 4　线性光波网络：波带路由 \r\n\r\n 　3. 4. 1　路由. 信道分配和功率的分配 \r\n\r\n 　3. 4. 2　在LLN中的多点子网 \r\n\r\n 　3. 4. 3　一个包含7个站点的网络实例 \r\n\r\n 　3. 5　逻辑路由网络 \r\n\r\n 　3. 5. 1　点到点的逻辑拓扑 \r\n\r\n 　3. 5. 2　多点的逻辑拓扑：超级网络 \r\n\r\n 　3. 5. 3　虚拟连接：一个ATM网络的例子 \r\n\r\n 　3. 6　总结 \r\n\r\n 　3. 7　练习题 \r\n\r\n 　3. 8　参考文献 \r\n\r\n 第四章　相关技术 \r\n\r\n 　4. 1　传输技术和交换技术的发展 \r\n\r\n 　4. 2　光连接概述 \r\n\r\n 　4. 3　光纤 \r\n\r\n 　4. 3. 1　波导传输理论 \r\n\r\n 　4. 3. 2　光纤技术：传输损伤 \r\n\r\n 　4. 3. 3　光孤子 \r\n\r\n 　4. 4　放大器 \r\n\r\n 　4. 4. 1　EDFA(Erbium—Doped　Fiber　Amplifiers) \r\n\r\n 　4. 4. 2　半导体光放大器SOA \r\n\r\n 　4. 5　光发射机 \r\n\r\n 　4. 5. 1　激光器 \r\n\r\n 　4. 5. 2　调制 \r\n\r\n 　4. 6　强度调制直接检测系统中的光接收机(IMDD系统) \r\n\r\n 　4. 6. 1　光检测器 \r\n\r\n 　4. 6. 2　前端放大器：信号噪声比(SNR) \r\n\r\n 　4. 6. 3　数字信号检测：噪声. 干涉和误比特率 \r\n\r\n 　4. 6. 4　模拟系统：载波—噪声比(Carrier—to—Noise　Ratio) \r\n\r\n 　4. 7　相干光系统 \r\n\r\n 　4. 8　串扰 \r\n\r\n 　4. 9　光和光子器件技术 \r\n\r\n 　4. 9. 1　耦合器和光开关 \r\n\r\n 　4. 9. 2　互换性 \r\n\r\n 　4. 9. 3　不可互换的设备 \r\n\r\n 　4. 9. 4　波长选择／波带选择元件　 \r\n\r\n 　4. 9. 5　波长选择器件技术 \r\n\r\n 　4. 9. 6　多波长交叉技术 \r\n\r\n 　4. 9. 7　波长扩大 \r\n\r\n 　4. 10　波长转换器 \r\n\r\n 　4. 11　空间开关结构 \r\n\r\n 　4. 11. 1　交叉开关 \r\n\r\n 　4. 11. 2　路由器／选择器 \r\n\r\n 　4. 11. 3　开关的串扰 \r\n\r\n 　4. 12　端到端的传输通路可达性 \r\n\r\n 　4. 12. 1　物理层的仿真 \r\n\r\n 　4. 12. 2　波长上／下路复用器链的研究 \r\n\r\n 　4. 12. 3　子WSXC串扰的研究 \r\n\r\n 　4. 12. 4　由于串扰所导致的性能恶化的研究 \r\n\r\n 　4. 13　练习题 \r\n\r\n 　4. 14　参考文献 \r\n\r\n 第五章　静态多点网络 \r\n\r\n 　5. 1　共享媒质：星型广播网 \r\n\r\n 　5. 2　各种复用和多址接入技术 \r\n\r\n 　5. 2. 1　时分—波分复用和时分—波分多址接入技术 \r\n\r\n 　5. 2. 2　副载波 \r\n\r\n 　5. 2. 3　码分多址接入CDMA技术 \r\n\r\n 　5. 3　共享信道网络中的业务量约束 \r\n\r\n 　5. 3. 1　平衡的流量 \r\n\r\n 　5. 3. 2　不平衡的流量 \r\n\r\n 　5. 4　专用连接的流量分配 \r\n\r\n 　5. 4. 1　对于流业务的固定长度帧的调度方案 \r\n\r\n 　5. 4. 2　面向分组流量的固定帧方案 \r\n\r\n 　5. 5　按需分配的连接 \r\n\r\n 　5. 5. 1　WDMA网络中的拥塞计算 \r\n\r\n 　5. 5. 2　组合时分—波分复用网络中的阻塞 \r\n\r\n 　5. 6　光层的分组交换 \r\n\r\n 　5. 6. 1　无控制方案：随机接入 \r\n\r\n 　5. 6. 2　丢失的方案：tell—and—go \r\n\r\n 　5. 6. 3　动态的T—WDMA协议 \r\n\r\n 　5. 6. 4　无丢失调度方案：预留(Reservation) \r\n\r\n 　5. 6. 5　优化调度方案 \r\n\r\n 　5. 6. 6　动态与固定容量分配对比 \r\n\r\n 　5. 7　一些光子分组交换的例子 \r\n\r\n 　5. 8　总结 \r\n\r\n 　5. 9　练习题 \r\n\r\n 　5. 10　参考文献 \r\n\r\n 第六章　波长路由光网络 \r\n\r\n 　6. 1　概述 \r\n\r\n 　6. 2　物理拓扑 \r\n\r\n 　6. 3　波长路由网络：静态路由和波长信道分配 \r\n\r\n 　6. 3. 1　流界限：物理和逻辑拓扑的匹配 \r\n\r\n 　6. 3. 2　无阻塞站点 \r\n\r\n 　6. 3. 3　RCA作为一个图着色问题 \r\n\r\n 　6. 3. 4　环 \r\n\r\n 　6. 3. 5　普通网格网的环网分解 \r\n\r\n 　6. 3. 6　多星型波长路由网络 \r\n\r\n 　6. 3. 7　RCA最优化问题 \r\n\r\n 　6. 3. 8　静态RCA的启发算法 \r\n\r\n 　6. 4　波长路由光网络：动态路由和信道分配 \r\n\r\n 　6. 4. 1　一些基本的路由和信道分配算法 \r\n\r\n 　6. 4. 2　研究情况：双向环网 \r\n\r\n 　6. 4. 3　在网状网中动态路由规则的性能 \r\n\r\n 　6. 4. 4　研究现状：互联环网 \r\n\r\n 　6. 5　线性光网络：静态路由原则 \r\n\r\n 　6. 5. 1　光通路的寻路由 \r\n\r\n 　6. 5. 2　光连接：信道分配 \r\n\r\n 　6. 5. 3　LLN中非阻塞接入站的重要性 \r\n\r\n 　6. 5. 4　LLN的本地接入 \r\n\r\n 　6. 5. 5　Petersen网中路由和波带分配 \r\n\r\n 　6. 5. 6　信道分配 \r\n\r\n 　6. 5. 7　LLN中的功率分配 \r\n\r\n 　6. 5. 8　分层的光互联网 \r\n\r\n 　6. 5. 9　多星型线性光网络 \r\n\r\n 　6. 6　线性光波网络：动态路由规则 \r\n\r\n 　6. 6. 1　点到点的连接 \r\n\r\n 　6. 6. 2　可路由的组播连接 \r\n\r\n 　6. 7　多波长光网络的经济折中考虑 \r\n\r\n 　6. 7. 1　WDM点到点系统 \r\n\r\n 　6. 7. 2　WDM环 \r\n\r\n 　6. 7. 3　WDM交叉连接网络 \r\n\r\n 　6. 8　练习题 \r\n\r\n 　6. 9　参考文献 \r\n\r\n 第七章　逻辑选路网 \r\n\r\n 　7. 1　点到点逻辑拓扑：多跳网络 \r\n\r\n 　7. 1. 1　洗牌网 \r\n\r\n 　7. 1. 2　密集型逻辑拓扑家族 \r\n\r\n 　7. 2　多跳网络的设计 \r\n\r\n 　7. 2. 1　逻辑层设计 \r\n\r\n 　7. 2. 2　物理层的设计 \r\n\r\n 　7. 3　多点逻辑网络：超网 \r\n\r\n 　7. 3. 1　多点子网的容量 \r\n\r\n 　7. 3. 2　密集型超网家族 \r\n\r\n 　7. 3. 3　Kautz超网 \r\n\r\n 　7. 3. 4　超网－多跳 \r\n\r\n 　7. 3. 5　组播虚连接 \r\n\r\n 　7. 4　超网设计 \r\n\r\n 　7. 4. 1　逻辑层设计 \r\n\r\n 　7. 4. 2　物理层设计 \r\n\r\n 　7. 5　总结 \r\n\r\n 　7. 6　练习题 \r\n\r\n 　7. 7　参考文献 \r\n\r\n 第八章　网络的存活性——保护和恢复 \r\n\r\n 　8. 1　保护倒换的目的 \r\n\r\n 　8. 2　当前应用于逻辑层的故障恢复技术 \r\n\r\n 　8. 2. 1　点对点系统 \r\n\r\n 　8. 2. 2　SONET自愈环 \r\n\r\n 　8. 2. 3　SONET自愈环的互通技术 \r\n\r\n 　8. 2. 4　网状网拓扑的网络结构 \r\n\r\n 　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 \r\n\r\n 　8. 3. 1　点到点系统的光层保护方案 \r\n\r\n 　8. 3. 2　自愈光环结构 \r\n\r\n 　8. 4　网状网拓扑结构中的共享光层保护技术 \r\n\r\n 　8. 4. 1　为什么需要共享光保护技术 \r\n\r\n 　8. 4. 2　链路的故障恢复 \r\n\r\n 　8. 4. 3　节点故障的恢复 \r\n\r\n 　8. 5　在网状网拓扑结构中的光通道保护技术 \r\n\r\n 　8. 6　练习题 \r\n\r\n 　8. 7　参考文献 \r\n\r\n 第九章　多波长光网络的发展 \r\n\r\n 　9. 1　向WDM网络发展的商业驱动因素 \r\n\r\n 　9. 2　点到点WDM系统, \r\n\r\n 　9. 3　WDM光交叉连接网状网 \r\n\r\n 　9. 4　有波长分插复用器的wDM环网 \r\n\r\n 　9. 5　国际上的一些多波长光网络实验平台介绍 \r\n\r\n 　9. 5. 1　光网络技术协会(ONTC)的试验网络平台 \r\n\r\n 　9. 5. 2　全光网络(AON)联盟的试验平台 \r\n\r\n 　9. 5. 3　欧洲的多波长光网络实验系统：多波长传输网 \r\n\r\n 　9. 5. 4　多波长光网络 \r\n\r\n 　9. 5. 5　国家透明光网络协会网 \r\n\r\n 　9. 5. 6　各种实验测试平台对电信业发展的重要性 \r\n\r\n 　9. 6　参考文献 \r\n\r\n 附录A　图论 \r\n\r\n 　A. 1　图 \r\n\r\n 　A. 1. 1　双圈覆盖 \r\n\r\n 　A. 1. 2　欧拉图 \r\n\r\n 　A. 1. 3　平面图 \r\n\r\n 　A. 1. 4　图的匹配 \r\n\r\n 　A. 1. 5　图的着色 \r\n\r\n 　A. 1. 6　有向图 \r\n\r\n 　A. 1. 7　Moore边界 \r\n\r\n 　A. 1. 8　最大流—最小割 \r\n\r\n 　A. 2　超图 \r\n\r\n 　A. 2. 1　无向超图 \r\n\r\n 　A. 2. 2　有向超图 \r\n\r\n 附录B　固定调度算法 \r\n\r\n 　B. 1　列／行扩展算法 \r\n\r\n 　B. 2　置换矩阵分解 \r\n\r\n 　B. 3　列／行压缩算法 \r\n\r\n 附录C　马尔可夫链和排队论 \r\n\r\n 　C. 1　随机过程 \r\n\r\n 　C. 2　马尔可夫过程 \r\n\r\n 　C. 3　队列 \r\n\r\n 　C. 3. 1　M｜M｜1队列 \r\n\r\n 　C. 3. 2　M｜G｜1队列 \r\n\r\n 　C. 3. 3　Little’s公式 \r\n\r\n 附录D　有限截启发式算法 \r\n\r\n 　D. 1　多商品流问题和有限截 \r\n\r\n 　D. 2　启发式算法 \r\n\r\n 　D. 2. 1　Swap(X, Y) \r\n\r\n 　D. 2. 2　Limcut \r\n\r\n 附录E　线性光波网络中最小干扰选路算法 \r\n\r\n 　E. 1　网络图 \r\n\r\n 　E. 2　最小干扰算法 \r\n\r\n 　E. 3　最小干扰 \r\n\r\n 附录F　SONET标准概述 \r\n\r\n 附录A—F的参考文献 \r\n\r\n 缩略语 \r\n\r\n 索引 \r\n
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Thomas E.Stern供职于哥伦比亚大学电子工程系, 历任电子工程系主任. 电信研究中心技术主管和CTR光波网络研究中心主任等职务. Stern教授是IEEE学会特别教授(IEEE Fel—low), 拥有多项发明专利, 并发表了上百篇关于网络和相关学科的研究论文.

Krishna Bala是Tellium公司光网络系统方面的负责人, 也是交叉连接产品开发部经理. 此前, 他是贝尔通信研究中心(Bellcore)的高级研究员, 主要负责多波长光网络结构的分析与研究. 他在光技术和网络方面拥有多项专利, 并且在相关领域发表了大量的研究论文. 在加入Bellcore之前, 他在哥伦比亚大学获得了博士学位,

现今, 电信工业正在经历着一场前所未有的巨大变革, 这种变革主要表现为由因特网和其它数字网络业务的快速增长而推动的从以话音业务为中心向以数据业务为中心的转变.

在过去的电信网中, 网络设计和商品化的主要出发点是针对话音业务, 但是随着从以话音业务为中心向以数据业务为中心的不断演进, 就需要从网络设计. 网络控制以及网络管理的基本原理上对传统的电信网络结构进行修改和改进, 从而形成新一代网络体系结构. 新一代网络体系结构的核心技术是基于波分复用原理的多波长光网络技术. 多波长光网络技术就是本书的重点研究内容.

与以往关于光纤通信的书籍主要论述光纤的传输技术不同, 本书着重论述关于网络分析. 网络设计. 网络控制和网络故障管理等技术的原理和方法. 这本书可以作为电信专业的教材使用, 也适合广大科技工作者和工程技术人员参考. 我们的宗旨是让读者能够对构建多波长光网络的设备在技术层面上有所了解, 如果读者想要更深入地理解深层的光子基本理论和技术, 我们建议参考几本著名的论著(例如可参考文献Agrawa1971和Saleh十912).

本书以多波长光网络基本结构为重点, 着重论述了四种不同的网络体系结构. 按照网络结构由简单到复杂逐步介绍了：静态网络. 波长选路网. 线性光波网(波带选路网)和逻辑选路网. 其中最后一种逻辑选路网络在逻辑上可分为电层和光层, 是由电层在光层上的叠加而构成的多层网络结构.

在这本书中各章节的组织结构各有特色, 适合不同的读者群参考. 第一. 二. 三和九章定性地描述了多波长光网络的基本原理, 这几章不涉及光网络相关技术的基本理论和联网方面更深层次的方法论问题. 第一章简要介绍了全世界通信网络中光网络的基本情况, 第二章描述了多波长光网络的体系结构和网络组成的基本要素及相关组成功能块, 第三章概述了如何实现光—电互连, 最后在第九章对光网络未来的发展趋势作了展望. 因此这几章适用于作为电子工程和计算机科学专业的大中专学生. 技术人员的短期(12—15课时)培训教材.

其余各章可供高年级大学生. 研究生和在该领域工作的专家学者. 工程技术人员使用. 第四章覆盖了所有多波长光网络所涉及的相关技术及其基本原理, 第五章论述了静态网络技术, 而波长选路网. 线性光波网和逻辑选路网等技术分别在第六. 七和第八章进行了详细研究.

在第二章到第八章的各章节中提供了大量的实验, 它们中的大部分还未完成, 仍需要进一步地研究, 而且有一些实验研究与一些科研项目密切相关, 我们将继续跟踪该领域的最新发展动态.

本书还包含了6个附录, 其中附录A. C. F三部分简要介绍了大部分读者不太熟悉的一些领域的基础知识：附录A是有关图论的基本知识, 附录C对相关的马尔可夫链和马尔可夫过程作了简要叙述, 附录F概括介绍了SONET标准. 其余各附录包括一些算法, 在解决第5和第6章中的一些问题时将要使用这些算法：附录B介绍了一种用于共享媒质的固定调度(fixed—scheduling)算法, 附录D和E分别介绍的是有限截启发式算法和线性光波网络中最小干扰选路算法.

书中有些章节非常适合于那些主要从事设计现在的和未来的通信网络的工程师们阅读和参考. 而其中一些更前卫的章节可供从事研究. 开发的人员参考.