前言

自20世紀(jì)60年代激光器和光纖發(fā)明以來，光纖通信的研究和發(fā)展已走過了近60年的歷程。在這期間，光纖通信從實(shí)驗(yàn)室的理論研究走向廣泛應(yīng)用，先后支撐了固定話音業(yè)務(wù)、移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、固定寬帶業(yè)務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和云計(jì)算業(yè)務(wù)的應(yīng)用與發(fā)展。光網(wǎng)絡(luò)從早期點(diǎn)到點(diǎn)簡(jiǎn)單連接發(fā)展至立體化大規(guī)模組網(wǎng)。光網(wǎng)絡(luò)歷經(jīng)了從Mbit/s向Tbit/s及Pbit/s提速，從基礎(chǔ)配套網(wǎng)絡(luò)向全場(chǎng)景運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，從剛性管道到開放、柔性網(wǎng)絡(luò)，從單一網(wǎng)絡(luò)到云邊網(wǎng)協(xié)同，從封閉到解耦，從人工配置網(wǎng)絡(luò)到智能網(wǎng)絡(luò)6個(gè)方面的轉(zhuǎn)變，為信息通信和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)受到全球各發(fā)達(dá)國家的普遍重視，其發(fā)展和演進(jìn)是業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。

總體而言光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進(jìn)有兩條脈絡(luò)，一條是光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如光器件、光模塊、光纖光纜、調(diào)制與接收、管理與控制等技術(shù)）自身的發(fā)展與演進(jìn)；另一條是光網(wǎng)絡(luò)與SDN、人工智能、數(shù)字孿生、云計(jì)算等技術(shù)的融合。在這兩條脈絡(luò)的牽引下，光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了從提供帶寬和連接的基礎(chǔ)管道到支持泛在連接、云網(wǎng)協(xié)同和算網(wǎng)一體的綜合業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)型。作者所在單位烽火通信于2019年5月在業(yè)內(nèi)首次提出智慧光網(wǎng)絡(luò)概念并發(fā)布《智慧光網(wǎng)白皮書》，在業(yè)內(nèi)獲得了廣泛的認(rèn)同與共鳴。

自2019年智慧光網(wǎng)絡(luò)概念提出以來，經(jīng)過與業(yè)內(nèi)同行廣泛交流、大量實(shí)踐和系統(tǒng)性思考，作者所帶領(lǐng)的智慧光網(wǎng)絡(luò)研究團(tuán)隊(duì)于2021年系統(tǒng)性地提出了智慧光網(wǎng)絡(luò)“三層三面”的立體構(gòu)架，即智慧光網(wǎng)絡(luò)由連接層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層3個(gè)主要層次，以及算法算力面、人工智能面、數(shù)字孿生面3個(gè)賦能面構(gòu)成。智慧光網(wǎng)絡(luò)的三層三面是一個(gè)有機(jī)整體，連接層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層3個(gè)層次的關(guān)系分別是：下層資源和功能為上層所調(diào)用。算法算力面、人工智能面、數(shù)字孿生面則貫穿了智慧光網(wǎng)絡(luò)的三層，為三層賦能。通過三層與三面之間的相互協(xié)作，智慧光網(wǎng)絡(luò)總體上具備泛在、超寬、開放、隨需四大關(guān)鍵特性。

智慧光網(wǎng)絡(luò)下層資源和能力由上層調(diào)用，連接層提供資源融合供給，網(wǎng)絡(luò)層實(shí)行策略協(xié)同，服務(wù)層的用戶可實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)感知。三面之間相互協(xié)同，為三層賦能，提升智慧光網(wǎng)絡(luò)整體能力。具體實(shí)現(xiàn)上，智慧光網(wǎng)絡(luò)涵蓋光接入網(wǎng)、光傳送網(wǎng)和IP承載網(wǎng)，融入SDN、NFV、人工智能、數(shù)字孿生、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，未來會(huì)向泛在光網(wǎng)、云網(wǎng)協(xié)同、算網(wǎng)一體演進(jìn)。

本書共包括7章，對(duì)智慧光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了全面闡述。第1章回顧了光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，根據(jù)業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展總結(jié)了光網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)，分析了光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，介紹了智慧光網(wǎng)絡(luò)的概念及其特性與目標(biāo)。第2章和第3章分別介紹了智慧光網(wǎng)絡(luò)的連接層技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)。第4章對(duì)智慧光網(wǎng)絡(luò)的算法算力面、人工智能面和數(shù)字孿生面的技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了介紹。第5章介紹了智慧光網(wǎng)絡(luò)面向云網(wǎng)協(xié)同的組網(wǎng)方案并深入分析了關(guān)鍵技術(shù)。第6章介紹了智慧光網(wǎng)絡(luò)在跨省ROADM/OXC區(qū)域網(wǎng)、5G承載網(wǎng)、OTN政企專網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心光網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)光網(wǎng)絡(luò)、家庭光網(wǎng)絡(luò)和海洋光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與應(yīng)用。第7章討論了智慧光網(wǎng)絡(luò)面向未來的演進(jìn)趨勢(shì)，包括未來網(wǎng)絡(luò)在國內(nèi)外的研究概況、未來智慧光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵場(chǎng)景和需求，從多個(gè)維度對(duì)智慧光網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

本書編寫成員均來自烽火通信，他們長期從事光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)工作，對(duì)光纖通信技術(shù)和光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與應(yīng)用有深入的研究，對(duì)該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有著深刻的理解和認(rèn)識(shí)。

在本書的編寫過程中得到了中國工程院余少華院士以及工業(yè)和信息化部通信科學(xué)技術(shù)委員會(huì)常務(wù)副主任、中國電信科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任韋樂平先生的關(guān)心和指導(dǎo)，中國信息通信科技集團(tuán)有限公司、烽火通信各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)與專家的支持，在此一并表示衷心的感謝！2022年即將迎來“中國光纖之父”趙梓森院士的九十華誕，借此機(jī)會(huì)也將本書作為敬獻(xiàn)給趙梓森院士九十大壽的禮物，希望通過本書觀點(diǎn)和研究成果在業(yè)內(nèi)的傳播推動(dòng)光纖通信事業(yè)繼續(xù)前行。

由于光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展日新月異及編寫成員的知識(shí)視野和理解的局限性，書中不足或待商榷之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

范志文

2021年10月于武漢