光與無線網路技術

《光與無線網路技術》是2020年北京郵電大學出版社出版的圖書

基本介紹

• 書名：光與無線網路技術
• 作者：楊輝
• 出版社：北京郵電大學出版社
• 出版時間：2020年9月3日

內容簡介

本書針對當前光與無線網路的控制低效問題，從組網架構、資源管控和安全保和店喇糊護等多個維度提出了解決方案。首先，本書介紹了光與無線網路發展的現狀與趨勢，並探討了光與無線網路關鍵技術。其次，本書簡單地介紹了光與無線網路的關鍵器件並概述了光與無線網路系統。再次，本書針對光與無線網路的組網架構問題，介紹了如何藉助SDN技術實現低時延組網以及多層雲光與無線網路控制；針對靈活性問題，介紹了光與無線網路多維資源管控機理，以使網路發揮其全部套用價值；針對時間同步問題，利用增強學習方法，保障系統高精度準確運行；針對生存性問題，介紹光與無線網路生存性的關鍵技術及如何實現跨域/跨層等保護；針對安全性問題，引入竊聽機率和最大可容忍信息泄露率，介紹了基於竊聽感知的安全路由和頻譜分配算法。最後，本書針對系統資源最佳化問題，介紹了多種面向資源分配的系統設計方案。

本書可作為高等院校通信/電子/信息科學專業師

目錄

第1章緒論1

1.1光與無線網路發展的現狀與趨勢1

1.1.1光纖接入網發展現狀與采乃少泛在光接入網概述1

1.1.2光與無線網路的發展需求3

1.1.3光與無線網路的發展趨勢4

1.2光與無線網路關鍵技術問題5

1.2.1時敏性5

1.2.2生存性5

1.2.3安全性6

1.2.4靈活性6

1.3國內外研究進展7

1.3.1國外相關研究7

1.3.2國際標準的進化贈協恥乎8

1.3.3國內研究現狀9

1.4本章小結10

1.5本章參考文獻10

第2章光與無線網路關鍵器件12

2.1光與無線網路關鍵器件總覽12

2.2光網路器件元灶嚷12

2.2.1光源與光發射機12

2.2.2光接收機14

2.2.3光纖15

2.2.4光電探測器18

2.3無線網路器件19

2.3.1基站收發台19

2.3.2基站控制器19

2.4調製器件20

2.4.1光數據機20

2.4.2無線數據機22

2.5本章小結22

2.6本章參考文獻22

第3章光與無線網路系統24

3.1光與無線網路系統概述24

3.2光與無線網路系統架構25

3.2.1光與無線網路系統架構的基本原理26

3.2.2光與無線網路系統架構的網路模型28

3.3光與無線網路系統的特點與優勢28

3.4光與無線網路系統的性能指標29

3.4.1鏈路增益29

3.4.2噪聲指數30

3.4.3系統頻寬31

3.5光與無線網路系統在第四代移動通信系統中的套用32

3.5.1第四代移動通信系統概述及其關鍵技術32

3.5.2第四代移動通信系統面臨的問題34

3.5.3光與無線網路系拜拳櫻統在第四代移動通信系統中的套用概述35

3.6本章小結36

3.7本章參考文獻36

第4章光與無線網路組網架構與控制機制38

4.1光與無線網路組網架構設計38

4.1.1光與無線網路時敏性問題概述38

4.1.2光與無線網路的混合接入匯聚光網路架構設計與鏈路狀態分析39

4.1.3軟體定義控制器與底層可程式設備功能模組設計42

4.1.4軟體定義的協定擴展44

4.2面向低時延的光與無線網路組網研究45

4.2.1基於服務等級區分的業務適配方法45

4.2.2光與無線網路低時延組網仿真系統49

4.2.3光與無線網路低時延組網有效性驗證49

4.2.4網路規模對網路性能的影響52

4.3雲光與無線網路的多層控制與組網54

4.3.1網路需求與控制組網分析54

4.3.2雲光與無線網路套用場景與架構設計55

4.3.3雲光與無線網路功能模組57

4.3.4多層資源最佳化服務協作模式與全局評估策略58

4.3.5雲光與無線網路性能驗證61

4.4本章小結64

4.5本章參考文獻65

第5章光與無線網路多維資源調度機理68

5.1光與無線網路靈活性問題概述68

5.2基於可重構波長頻譜選擇交換器的設計70

5.2.1光與無線網路多維資源特徵分析70

5.2.2可重構波長頻譜選擇光交換器73

5.3靈活光與無線網路架構及控制機制研究75

5.3.1靈活光與無線網路架構75

5.3.2實現多維資源靈活管控的控制器與交換功能架構76

5.3.3靈活光與無線網路組網協定79

5.3.4面向不同業務場景的多維資源分配互動流程79

5.4路由波長頻譜分配夜匪算法83

5.4.1霧光與無線網路中路由波長采盛歸頻譜分配策略描述83

5.4.2光與無線網路光波頻譜不飽和度85

5.4.3路由波長頻譜分配算法概述85

5.5多維資源靈活管控驗證實驗與仿真系統及其性能驗證87

5.5.1路由波長靈活交換的頻譜資源調配驗證實驗平台87

5.5.2路由波長靈活交換的頻譜資源調配驗證實驗結果分析88

5.5.3基於靈活智慧型雲光載無線網路的仿真系統90

5.5.4基於靈活智慧型雲光載無線網路的RWFA性能驗證90

5.6本章小結92

5.7本章參考文獻92

第6章光與無線網路時間同步機制96

6.1光與無線網路時間同步機制的理論分析96

6.2基於軟體定義控制器的光與無線網路時間同步機制97

6.2.1面向時間同步的光與無線網路架構97

6.2.2基於軟體定義控制器的光與無線網路架構時間同步方案98

6.2.3網路性能驗證100

6.3基於增強學習的高精度時間同步方法實現機制101

6.3.1深度學習模型與時間同步方案102

6.3.2網路性能驗證103

6.4本章小結105

6.5本章參考文獻106

第7章光與無線網路生存性保護方法108

7.1光與無線網路的生存性需求分析108

7.2面向光與無線網路的跨層資源保護策略研究109

7.2.1基於跨層保護的光與無線網路架構109

7.2.2跨層資源保護策略111

7.2.3網路性能驗證114

7.3光與無線網路中頻寬壓縮保護策略117

7.3.1網路模型和問題陳述118

7.3.2光與無線網路中的頻寬壓縮保護119

7.3.3頻寬壓縮保護算法121

7.3.4網路性能驗證124

7.4本章小結128

7.5本章參考文獻128

第8章光與無線網路安全路由與分配算法132

8.1光與無線網路安全性問題概述132

8.2動態RSA問題描述134

8.2.1竊聽機率與最大可容忍信息泄露率134

8.2.2網路模型與問題描述135

8.3竊聽感知路由與分配算法136

8.4基於多流級聯的竊聽感知安全RSA算法138

8.4.1基於多流級聯的安全策略138

8.4.2路徑頻譜最佳化度140

8.4.3多流路由與分配算法141

8.5光與無線網路中安全RSA算法仿真系統與性能驗證144

8.5.1仿真條件設定144

8.5.2最大子業務流數限制的影響145

8.5.3保護頻寬占用子載波數的影響147

8.5.4最大可容忍差分時延的影響148

8.6本章小結150

8.7本章參考文獻150

第9章光與無線網路資源最佳化機理153

9.1光與無線網路跨層最佳化算法153

9.1.1網路模型153

9.1.2全局評估因子154

9.1.3全局評估策略155

9.1.4網路性能驗證156

9.2異構光與無線網路的虛擬化時頻資源聯合最佳化159

9.2.1軟體定義的虛擬異構光與無線網路架構160

9.2.2基於虛擬異構光與無線網路架構的資源分配方案162

9.2.3網路性能驗證163

9.3基於軟體定義的移動光承載網動態流量光層資源分配164

9.3.1移動光承載網路架構164

9.3.2流量的動態資源分配165

9.3.3網路性能驗證167

9.4面向節能的接入網動態頻寬最佳化機制研究168

9.4.1接入網路架構168

9.4.2多模混合動態頻寬分配方案170

9.4.3光與無線網路下的多模混合動態頻寬分配方案173

9.4.4網路性能驗證174

9.5基於網路功能虛擬化的光與無線網路多層資源最佳化方案177

9.5.1軟體定義的多層資源最佳化架構177

9.5.2全局評估策略181

9.5.3網路性能驗證184

9.6面向業務提供的光與無線網路多維資源聚合方法188

9.6.1軟體定義的多維資源聚合架構189

9.6.2基於輔助圖的資源集成提供方案190

9.6.3網路性能驗證195

9.7本章小結197

9.8本章參考文獻197

3.5.2第四代移動通信系統面臨的問題34

3.5.3光與無線網路系統在第四代移動通信系統中的套用概述35

3.6本章小結36

3.7本章參考文獻36

第4章光與無線網路組網架構與控制機制38

4.1光與無線網路組網架構設計38

4.1.1光與無線網路時敏性問題概述38

4.1.2光與無線網路的混合接入匯聚光網路架構設計與鏈路狀態分析39

4.1.3軟體定義控制器與底層可程式設備功能模組設計42

4.1.4軟體定義的協定擴展44

4.2面向低時延的光與無線網路組網研究45

4.2.1基於服務等級區分的業務適配方法45

4.2.2光與無線網路低時延組網仿真系統49

4.2.3光與無線網路低時延組網有效性驗證49

4.2.4網路規模對網路性能的影響52

4.3雲光與無線網路的多層控制與組網54

4.3.1網路需求與控制組網分析54

4.3.2雲光與無線網路套用場景與架構設計55

4.3.3雲光與無線網路功能模組57

4.3.4多層資源最佳化服務協作模式與全局評估策略58

4.3.5雲光與無線網路性能驗證61

4.4本章小結64

4.5本章參考文獻65

第5章光與無線網路多維資源調度機理68

5.1光與無線網路靈活性問題概述68

5.2基於可重構波長頻譜選擇交換器的設計70

5.2.1光與無線網路多維資源特徵分析70

5.2.2可重構波長頻譜選擇光交換器73

5.3靈活光與無線網路架構及控制機制研究75

5.3.1靈活光與無線網路架構75

5.3.2實現多維資源靈活管控的控制器與交換功能架構76

5.3.3靈活光與無線網路組網協定79

5.3.4面向不同業務場景的多維資源分配互動流程79

5.4路由波長頻譜分配算法83

5.4.1霧光與無線網路中路由波長頻譜分配策略描述83

5.4.2光與無線網路光波頻譜不飽和度85

5.4.3路由波長頻譜分配算法概述85

5.5多維資源靈活管控驗證實驗與仿真系統及其性能驗證87

5.5.1路由波長靈活交換的頻譜資源調配驗證實驗平台87

5.5.2路由波長靈活交換的頻譜資源調配驗證實驗結果分析88

5.5.3基於靈活智慧型雲光載無線網路的仿真系統90

5.5.4基於靈活智慧型雲光載無線網路的RWFA性能驗證90

5.6本章小結92

5.7本章參考文獻92

第6章光與無線網路時間同步機制96

6.1光與無線網路時間同步機制的理論分析96

6.2基於軟體定義控制器的光與無線網路時間同步機制97

6.2.1面向時間同步的光與無線網路架構97

6.2.2基於軟體定義控制器的光與無線網路架構時間同步方案98

6.2.3網路性能驗證100

6.3基於增強學習的高精度時間同步方法實現機制101

6.3.1深度學習模型與時間同步方案102

6.3.2網路性能驗證103

6.4本章小結105

6.5本章參考文獻106

第7章光與無線網路生存性保護方法108

7.1光與無線網路的生存性需求分析108

7.2面向光與無線網路的跨層資源保護策略研究109

7.2.1基於跨層保護的光與無線網路架構109

7.2.2跨層資源保護策略111

7.2.3網路性能驗證114

7.3光與無線網路中頻寬壓縮保護策略117

7.3.1網路模型和問題陳述118

7.3.2光與無線網路中的頻寬壓縮保護119

7.3.3頻寬壓縮保護算法121

7.3.4網路性能驗證124

7.4本章小結128

7.5本章參考文獻128

第8章光與無線網路安全路由與分配算法132

8.1光與無線網路安全性問題概述132

8.2動態RSA問題描述134

8.2.1竊聽機率與最大可容忍信息泄露率134

8.2.2網路模型與問題描述135

8.3竊聽感知路由與分配算法136

8.4基於多流級聯的竊聽感知安全RSA算法138

8.4.1基於多流級聯的安全策略138

8.4.2路徑頻譜最佳化度140

8.4.3多流路由與分配算法141

8.5光與無線網路中安全RSA算法仿真系統與性能驗證144

8.5.1仿真條件設定144

8.5.2最大子業務流數限制的影響145

8.5.3保護頻寬占用子載波數的影響147

8.5.4最大可容忍差分時延的影響148

8.6本章小結150

8.7本章參考文獻150

第9章光與無線網路資源最佳化機理153

9.1光與無線網路跨層最佳化算法153

9.1.1網路模型153

9.1.2全局評估因子154

9.1.3全局評估策略155

9.1.4網路性能驗證156

9.2異構光與無線網路的虛擬化時頻資源聯合最佳化159

9.2.1軟體定義的虛擬異構光與無線網路架構160

9.2.2基於虛擬異構光與無線網路架構的資源分配方案162

9.2.3網路性能驗證163

9.3基於軟體定義的移動光承載網動態流量光層資源分配164

9.3.1移動光承載網路架構164

9.3.2流量的動態資源分配165

9.3.3網路性能驗證167

9.4面向節能的接入網動態頻寬最佳化機制研究168

9.4.1接入網路架構168

9.4.2多模混合動態頻寬分配方案170

9.4.3光與無線網路下的多模混合動態頻寬分配方案173

9.4.4網路性能驗證174

9.5基於網路功能虛擬化的光與無線網路多層資源最佳化方案177

9.5.1軟體定義的多層資源最佳化架構177

9.5.2全局評估策略181

9.5.3網路性能驗證184

9.6面向業務提供的光與無線網路多維資源聚合方法188

9.6.1軟體定義的多維資源聚合架構189

9.6.2基於輔助圖的資源集成提供方案190

9.6.3網路性能驗證195

9.7本章小結197

9.8本章參考文獻197