前言

近10年间，基于波分复用（WDM）技术的光传输技术极大地扩充了通信网络的带宽资源，成为现代通信网络的技术基础。与光传输巨大的容量相比，节点交换的能力却始终无法取得突破，与目前通信网络中光传输和电交换的组合形式相比，光传输和光交换这种组合无疑更能够充分发挥光通信技术高速、宽带的优点，不仅可以克服“电子瓶颈”导致的通信网络容量受限问题，而且还能够简化网络的结构和复杂性，大大提高网络的灵活性和生存性，实现网络速率和协议的透明性，是通信网络的最终解决方案。正是基于这样的愿景，光交换技术在通信技术领域一直是一个热点研究领域，得到广泛重视。对光交换技术的研究也从来没有停止过，不断有新的光交换概念和新的光交换器件出现。

本书旨在对当前光交换的技术和应用从各个方面进行一个比较全面的描述，不仅讨论了当前成熟的并且在通信领域广泛应用的光交换器件和网络技术，还展望了未来可能应用的光交换器件和网络技术。主要内容包括两大部分，第一部分介绍了光交换的各种光开关器件的基本原理和技术特性，主要包括电光开关、声光开关、热光开关和微机械（MEMS）光开关等已商用的光开关以及还处于研究阶段的全光开关，简单讨论了这些光开关器件的制造技术、产品形式和商业应用；第二部分介绍了如何利用光开关器件构成一个光交换矩阵所涉及的技术，建立在不同光交换技术基础上的光交换系统和网络技术及其商业应用情况，其中包含交换矩阵的构造、矩阵的控制算法和矩阵的性能分析。对于不同光交换技术的交换速度和交换粒度，光交换系统和网络就具有不同的架构、协议和信令等，如光电路交换和光分组交换。物联网技术在政府的推动下风起云涌，产业应用空前高涨，由网格计算演化而来的云计算已成为物联网关键技术之一，在本书的最后讨论了光交换技术与网格计算结合形成的光子网格技术。

本书每章内容都是光交换技术研究领域内的一部分内容，都力图自成一个小的体系，其中有分析也有描述性的内容，不仅包含理论和实验，也包含具体的应用实例，既有学术研究方面的观点，也有业界实际应用的考虑。另一方面，通过精心的组织，各章内容又紧密地联系在一起，形成一个对光交换技术的全面、系统的描述，从而使读者对这个领域的技术和应用有一个完整的认识和了解。因此，在这个意义上，本书面向的读者群是比较广泛的，它既可以作为相关院校高年级本科生或光交换技术领域研究生的教科书，也可作为信息通信领域内其他专业师生的参考书，无论是器件技术还是网络应用，它都是对相关内容一个很好的补充。对光网络领域的研究人员来说，本书也具有很好的参考价值，它不仅提供了一个对光交换技术总体方面概括性的描述，在具体技术上也有较深入的阐述和讨论。此外，本书对电信领域的相关人员也有一定的参考价值。

光交换技术并不是一个单一的技术领域，它实际包含多个方面的具体技术，从底层的物理器件到上层的网络架构和协议，涉及多个学科领域。要完全理解或掌握光交换这个交叉学科领域内所有方面的知识是十分困难的，即使尝试去完整、全面地描述也存在不小的困难。

本书凝聚了编著者所在项目组多年来的教学和科研成果，全书由洪小斌、郭宏翔、伍剑执笔，洪小斌统稿，特别感谢吴冰冰、张文甲、曹孝元、王敏学、李兰兰、刘雷和邱菊芳在本书撰写过程中帮助收集和整理相关资料。

本书编著者在写作过程中广泛收集了大量的国内外资料，充分总结了编著者及所在研究组在光交换技术方面多年的研究成果，力图对当前的光交换技术进行比较准确、全面、完整的阐述，但由于所涉及的技术还在不断发展之中，加之编著者水平有限，难免有疏漏与错误之处，恳请同行和广大读者批评指正。

编著者

2010年9月5日