用户接入网技术与工程

第一章　用户接入网的基本概念　1
1.1　什么是用户接入网　2
1.2　用户接入网的发展简史　3
1.3　用户接入网的分类　3
1.3.1　有线用户接入网　3
1.3.2　无线用户接入网　4
1.4　用户接入网采用的主要技术　5
1.4.1　接入介质　5
1.4.2　多址接入技术　6
1.4.3　信息压缩技术　10
1.4.4　光电器件与集成技术　11
1.5　用户驻地网(CPN)　11
1.6　用户接入网与LAN、MAN、WAN网络的无缝对接　11
1.7　一般用户接入网的标准结构框图　12
1.7.1　传输设备与传输线路　12
1.7.2　用户网络接口(UNI)　13
1.7.3　业务节点接口(SNI)　13
1.7.4　维护管理接口(Q接口)　15
1.8　用户接入网的性能要求　16
1.8.1　数字传输参考模型　16
1.8.2　用户接入网的误码和抖动传输特性　18
1.8.3　用户接入数据网的传输性能参数　23
1.8.4　用户要求网络传输的信息量与网络性能的关系　26
1.8.5　用户接入网的可靠性和安全保密性措施　26
1.8.6　用户接入网的系统管理　28
1.8.7　用户接入网的设备性能　28
第二章　电缆用户接入网　33
2.1　引言　33
2.2　电缆传输介质　33
2.2.1　电缆的传输特性　34
2.2.2　电缆传输介质的分类　35
2.2.3　电气连接器　35
2.3　数字用户线(DSL)技术　37
2.3.1　引入DSL技术的原因　37
2.3.2　数字用户线(DSL)技术的开发　37
2.3.3　数字用户线(DSL)技术的优越性　39
2.4　HDSL技术　40
2.4.1　HDSL的技术思路　41
2.4.2　HDSL系统的工作原理　42
2.4.3　HDSL系统的收发器　43
2.4.4　SHDSL技术简述　45
2.5　ADSL技术　45
2.5.1　ADSL技术概述　45
2.5.2　ADSL系统中采用的几种关键技术　47
2.5.3　ADSL系统的工作原理　48
2.5.4　G.Lite ADSL系统(UDSL)　48
2.5.5　ADSL系统的主要特点　49
2.5.6　ADSL实际安装系统的结构和主要系统参数　50
2.6　ADSL2系统简介　51
2.6.1　传输速率和距离的提高　52
2.6.2　故障诊断能力　53
2.6.3　节电工作模式的设置　53
2.6.4　速率适配的灵活方法　54
2.6.5　可承载分组信息业务　54
2.7　ADSL2+系统简介　54
2.8　VDSL技术简介　54
2.8.1　VDSL的技术概述　55
2.8.2　VDSL的一般参考模型　55
2.8.3　VDSL系统的基本组成　56
2.8.4　VDSL系统的主要性能　57
2.8.5　VDSL与ADSL技术的比较　60
2.8.6　VDSL系统的供电要求　61
2.8.7　VDSL系统的特点　61
2.8.8　VDSL2技术的开发与应用　62
2.8.9　VDSL的标准化情况　65
2.9　VDSL开发与应用的前景　66
2.9.1　VDSL开发与应用　66
2.9.2　基于VDSL的以太网接入方案(EVDSL)　67
第三章　光纤用户接入网　71
3.1　概述　71
3.1.1　光纤用户接入网的基本概念　71
3.1.2　光纤用户接入网的基本结构　74
3.1.3　光纤用户接入网的系统组成　75
3.1.4　光纤用户接入网的定时与同步方式的选择　79
3.1.5　光纤用户接入网系统的总体要求　82
3.2　光纤用户接入网的拓扑类型　84
3.2.1　总线(母线)型拓扑　84
3.2.2　环路型拓扑　85
3.2.3　星型拓扑　86
3.2.4　各种拓扑结构的比较　89
3.3　光纤用户接入网的特征和关键技术　90
3.3.1　光纤用户接入网的特征　90
3.3.2　光纤用户接入网的关键技术　91
3.4　影响光纤用户接入网规模的因素　102
3.4.1　光纤传输网络的类型　103
3.4.2　光纤用户接入网中的设备　103
3.4.3　光纤用户接入网采用的标准　103
3.4.4　用户的基本要求　104
3.5　光纤用户接入网的分类　104
3.5.1　无源光网络　105
3.5.2　有源光网络　113
3.6　基于AON技术的光纤用户接入网　115
3.6.1　基于PDH光网络技术的光纤用户接入网　115
3.6.2　基于SDH光网络技术的光缆用户接入网　119
3.7　基于PON技术的光纤用户接入网　134
3.7.1　基于PON技术的光纤用户接入网　134
3.7.2　TDM-PON光纤用户接入网　136
3.7.3　ATM-PON光纤用户接入网　147
3.7.4　CDM-PON光纤用户接入网　162
3.7.5　GPON光纤用户接入网　172
3.7.6　WDM-PON光纤用户接入网　183
3.7.7　SCM-PON光纤用户接入网　210
3.7.8　TCM-PON光纤用户接入网　219
3.8　适合于光接入网的收发组件　220
3.8.1　光纤用户接入网对于使用收发组件的特殊要求　220
3.8.2　波导混合集成型光组件　221
3.8.3　单纤双向收发组件和模块　221
3.9　光纤用户接入网的供电系统　221
第四章　光纤同轴电缆混合型用户接入网　223
4.1　概述　223
4.2　HFC用户接入网的结构　223
4.2.1　馈线网　223
4.2.2　配线网　224
4.2.3　连接用户引线　224
4.3　一般HFC网络的双向信道安排　224
4.3.1　一般HFC网络使用的回传通道　224
4.3.2　一般HFC网络使用的频段　225
4.3.3　一般HFC网络所遵循的标准　225
4.4　一般HFC网络光纤传输设备　226
4.4.1　光发射机　226
4.4.2　光放大器　226
4.4.3　光接收机　227
4.4.4　回传设备　227
4.5　HFC用户接入网的技术性能参数　227
4.6　HFC用户接入网的关键技术　228
4.6.1　传输频带的划分　228
4.6.2　采用的数字压缩编码技术　229
4.6.3　网络的安全性和可靠性　229
4.6.4　减少噪音和干扰对传输业务的影响　231
4.6.5　视频业务的QoS保证措施　231
第五章　以太用户接入网　233
5.1　概述　233
5.2　以太用户接入网的分类　234
5.2.1　基于电缆的以太用户接入网　234
5.2.2　基于光缆的以太用户接入网　234
5.2.3　基于无源光网络(PON)的以太用户接入网　235
5.2.4　基于空间激光和无线电的以太用户接入网　236
5.3　以太用户接入网的主要特点　236
5.4　EFMC用户接入网　238
5.4.1　基于DSL的EFMC用户接入网　239
5.4.2　电缆环路存在的问题和解决问题的方案　242
5.4.3　EFMC的短距离和长距离作用半径通道口　244
5.4.4　环路电缆连接束　244
5.4.5　结束语　245
5.5　EFMF用户接入网　246
5.5.1　概述　246
5.5.2　EFMF物理介质相关子层　247
5.5.3　双光纤标准　248
5.5.4　单光纤标准　249
5.5.5　波长覆盖波段　250
5.6　以太网无源光网络(EPON)　250
5.6.1　概述　250
5.6.2　EPON的拓扑结构　251
5.6.3　EPON协议　253
5.6.4　在P802.3ah课题中的EPON标准　256
5.6.5　结束语　256
5.7　基于无源光网络的以太用户接入网的帧结构　256
5.7.1　基于固定长度的EPON帧结构　256
5.7.2　IEEE 802.3 MAC控制帧结构　258
5.8　基于无源光网络的以太用户接入网的关键技术　259
5.8.1　突发光收发机应考虑的问题　259
5.8.2　多点控制协议(MPCP)　260
5.8.3　运用时间标签的测距方法　260
5.8.4　EPON的安全保密性能　261
5.8.5　EPON协议的兼容性　262
5.9　基于无源光网络的以太用户接入网的管理　262
第六章　无线用户接入网　264
6.1　概述　264
6.2　无线用户接入技术的分类　264
6.2.1　固定无线用户接入网　264
6.2.2　移动无线用户接入网　270
6.3　无线用户接入网工作频段的规范　272
6.4　无线用户接入网的系统设计　273
6.4.1　确定无线用户接入网的种类　273
6.4.2　选择无线用户接入网工作频段和确定网络的局、站的布局　274
6.4.3　无线用户接入网的网络同步与定时、传输特性和可靠性与有效性　275
6.4.4　无线用户接入网的设备选型　277
6.4.5　无线用户接入网工程设计中还应考虑的主要问题　280
6.5　几种类型的无线用户接入网工程　284
6.5.1　蜂窝移动无线用户接入网系统　285
6.5.2　LMDS宽带无线接入系统　288
6.5.3　卫星移动无线用户通信系统　291
6.6　无线以太网接入技术综述　295
6.6.1　无线以太网的发展概况　295
6.6.2　无线以太网的链路与物理层　296
6.6.3　无线以太网MAC帧结构　297
6.6.4　无线以太网网元设备　298
6.6.5　无线以太网拓扑结构　301
6.6.6　无线以太网网络性能　303
6.6.7　网络的管理　308
6.6.8　结束语　309
6.7　几种宽带无线接入技术的比较　310
6.8　宽带无线接入技术的几个相关标准　311
6.8.1　IEEE 802.11无线局域网(Wireless LAN)标准系列　311
6.8.2　IEEE 802.16宽带无线接入标准系列　312
6.8.3　IEEE 802.20移动宽带无线接入标准　314
6.9　无线光用户接入网　315
6.9.1　概述　315
6.9.2　什么是无线光用户接入网　316
6.9.3　无线光用户接入网的工作频段　317
6.9.4　无线光用户接入网的组成　317
6.9.5　无线光用户接入网的主要技术特点　318
6.9.6　无线光用户接入网的关键技术　320
6.9.7　无线光用户接入网的优越性　322
6.9.8　无线光用户接入网使用FSO技术的应用实例　322
第七章　用户接入网工程的供电系统　325
7.1　概述　325
7.2　供电系统的分类　325
7.2.1　高压串行通信供电系统　325
7.2.2　低压并行通信供电系统　328
7.3　IEEE 802.3af新标准　328
7.3.1　基于以太网的供电系统组成　329
7.3.2　PoE系统的供电设备和用电设备　329
7.3.3　输电线路(PTL)　333
7.3.4　PoE系统的性能参数　333
7.3.5　PoE系统的优越性　335
7.4　结束语　336
第八章　用户接入网工程中的测量技术　338
8.1　概述　338
8.2　有线以太用户接入网产品测量技术　339
8.3　无线以太用户接入网产品的测量技术　339
8.4　以太用户接入网工程的总体调试　340
8.4.1　以太用户接入网网络工程的调试　340
8.4.2　在工程中以太用户接入网设备技术性能指标的调试　340
8.4.3　以太用户接入网敷设光缆(电缆)线路的技术性能指标的调试　342
8.4.4　以太用户接入网工程的总体技术性能指标的调试　345
8.5　基于SDH/WDM光子网络的以太用户接入网的测量　346
8.5.1　SDH/WDM物理层的测试项目　346
8.5.2　SDH物理层的几种测试仪器　347
8.6　虚拟仪器测量技术　347
第九章　用户接入网的建设与管理　349
9.1　用户接入网的工程设计　349
9.1.1　概述　349
9.1.2　用户接入网工程总体设计步骤　350
9.1.3　工程设计要求　354
9.2　用户接入网的工程施工　354
9.2.1　机房设备的安装　354
9.2.2　光缆(电缆)的敷设　354
9.2.3　楼内子网络的安装　355
9.3　用户接入网工程的调试与验收　355
9.3.1　用户接入网工程的调试　355
9.3.2　用户接入网工程的验收　356
9.4　网络的管理　357
9.4.1　管理网络的基本要求　357
9.4.2　管理网络的基本组成　357
9.4.3　网络管理的基本概念　358
9.4.4　网络管理协议　360
9.4.5　SNMP管理与安全性　361
第十章　家庭网络与用户接入网的发展前景　363
10.1　家庭网络(Home Network)　363
10.1.1　关于家庭网络(Home Network)的基本概念　364
10.1.2　家庭网络(Home Network)的相关业务　365
10.1.3　家庭网络采用的网络技术　366
10.1.4　家庭网络的相关标准组织　367
10.2　用户接入网的发展演进　368
10.2.1　现存的用户接入网　368
10.2.2　接入网在NGN中的地位　369
10.2.3　用户接入网的融合演进和技术难题　369
附录　常用缩略语　370
参考文献　375