内容提要

本书提出了智慧光网络的架构—三层三面四特征。本书共分为7章，包括智慧光网络、智慧光网络的连接层技术、智慧光网络的网络层技术、智慧光网络的计算技术、云网协同技术、智慧光网络的应用实践、智慧光网络面向未来的演进。

本书适合运营商技术人员和高层管理人员阅读，也可作为ICT领域的科研人员，以及高校ICT相关专业师生的参考书。

编委会成员

范志文　吴　军　马　俊

朱　冰　邱　晨　袁振涛

匡立伟　毕千筠　王志军

序

1966年，高锟博士发表了关于光纤可以作为通信传输介质的论文，此论文奠定了现代光纤通信的理论基础。1970年，世界上第一根光纤问世，自此光通信的发展日新月异，无论是光纤、光缆、光器件、光模块领域，还是光网络的组网和应用等方面，均经历了不断地创新和升级。

几十年来，光网络的容量提升了几十万倍，光网络在满足了海量数据传输需求的同时，还持续降低了每比特的传送成本。光网络除具有高带宽、大容量、长距离的传统优势外，还具有高可靠、抗干扰、高安全性、低时延、绿色低碳等优势，这些优势不仅使得光网络成为信息通信基础设施最坚实的底座，还推动了人类通信历史发展的重大社会转型。光网络的发展推动了固定宽带、移动互联网、4G/5G和云计算等一系列业务、应用和技术的蓬勃发展。随着IT与CT的深度融合、网络的云化和智能化，光网络进入了以智慧光网络为发展目标的新阶段。

烽火通信科技股份有限公司（以下简称“烽火通信”）的多位资深专家基于历年来在光纤通信领域的技术研究、产品开发、组网应用和运营维护等方面积累的经验，编写了本书。本书在编写思路上进行了大胆创新，具有以下几个特点。

・在内容方面，本书创新地将光网络自身技术发展与SDN、人工智能、数字孪生、云 计算等技术进行融合与创新，为光网络的多学科交叉融合发展开创了新思路。

・在架构方面，本书系统地提出了智慧光网络“三层三面”的立体架构，即智慧光网络由连接层、网络层、服务层和算法算力面、人工智能面、数字孪生面构成，三层与三面之间相互协作与赋能，对光网络后续的全方位发展进行了全面描述。

・在应用方面，本书全面地描述了近期业内高度关注的光网络在跨省ROADM/OXC区域网、5G承载网、OTN政企专网、数据中心光网络、工业光网络、家庭光网络和海洋光网络的建设与应用，证实了光网络是信息通信基础设施的坚实底座。

・在发展方面，本书介绍了未来网络在国内外的研究概况、未来智慧光网络的关键场景和需求、全光网络的技术趋势和面临的挑战等，从多个维度对智慧光网络的发展进行了展望。

烽火通信的前身是武汉邮电科学研究院，这里曾创造了光通信领域的若干国内第一，包括中国第一根光纤、第一套商用光通信系统等，它不仅是国内光通信技术和产业的发源地，也是我国光通信产业的领军企业。本书的问世，标志着烽火通信一大批中青年专家从以赵梓森院士为代表的老一辈专家手中接过光通信产业发展和创新的重任，为继续推动我国光通信事业的发展贡献力量。本书编写成员有着丰富的技术研究、产品开发和工程实践经验，对光通信领域产业现状和技术发展趋势有着深刻的理解和认识，力求将理论与实践紧密结合，从技术发展、系统架构、应用实践、未来演进等多个角度对智慧光网络进行全面描述。光网络凭借高带宽、大容量、长距离、高可靠、抗干扰、高安全性、低时延和绿色低碳等特性已走过了50多年的辉煌发展历程，当前及未来光网络将与SDN、人工智能、数字孪生、云计算等技术进行深度融合创新，期待更多的行业专家投入智慧光网络的研究、创新和应用推广中，共同助力光网络的发展开启新的篇章。

工业和信息化部通信科学技术委员会常务副主任

中国电信科学技术委员会主任

2021年12月

前言

自20世纪60年代激光器和光纤发明以来，光纤通信的研究和发展已走过了近60年的历程。在这期间，光纤通信从实验室的理论研究走向广泛应用，先后支撑了固定话音业务、移动通信业务、固定宽带业务、移动互联网业务和云计算业务的应用与发展。光网络从早期点到点简单连接发展至立体化大规模组网。光网络历经了从Mbit/s向Tbit/s及Pbit/s提速，从基础配套网络向全场景运营网络转变，从刚性管道到开放、柔性网络，从单一网络到云边网协同，从封闭到解耦，从人工配置网络到智能网络6个方面的转变，为信息通信和数字经济的发展奠定了基础。光网络的建设受到全球各发达国家的普遍重视，其发展和演进是业内研究的热点。