本書全面系統地闡述了接入網的主流技術和*的研究成果,深入地介紹了各種有線寬帶接入技術,如xDSL、HFC、以太網、光纖等; 無線寬帶接入技術,如WLAN、WMAN、WWAN以及用戶接入管理等內容。內容涵蓋了接入網的關鍵技術、基本原理、系統結構、技術標準、通信協議、接口、網絡安全、應用領域和接入管理等。全書共分為12章: 內容包括接入網技術概述、接入網的體系結構、接入網的接口、電話銅線接入技術、電纜調制解調器接入技術、以太網接入技術、光纖接入技術、無線局域網接入技術、無線城域網接入技術、無線廣域網接入技術、電力線接入技術、接入網管理。
本書可用作高等院校計算機、網絡工程、通信類及相關專業的高年級本科生的教材,也可以作為計算機網絡工程及相關專業的大專和各類培訓班的教材,對于學習接入網技術、從事網絡工程的技術人員和科研人員本書也是一本很好的參考書。
本教材的特點是強調實用性和新穎性,力求全面、客觀地分析和論述接入網的基本概念、基本原理;保持教材內容的先進性,書中涉及了各種接入網的新技術,以便讓讀者對接入網技術的發展和演變有比較深入的了解。
前 言
本書為《接入網技術》的第2版,是作者2012年8月在清華大學出版社出版《接入網技術》(ISBN 9787302283720)的基礎上,融入了最近幾年接入網技術領域的最新研究成果(如4G接入技術等),結合了作者多年教學實踐的心得和體會,并虛心聽取讀者們的寶貴意見,通過認真的修改、補充、優化和完善而成。接入網是現代通信網絡的重要組成部分,它是將用戶設備連接到核心網的網絡,使用戶可以使用核心網提供的各種業務。在新一代的通信網絡體系結構中,接入網技術已經發展成為一個重要的技術分支,與其核心網技術并架齊驅,共同構成現代電信網絡。接入網已經成為一個相對獨立完整的系統,接入網技術的教材應該包含接入網的體系結構、總體技術標準、各種技術的分類和特點、適用環境、用戶接入管理等主要內容。核心網IP化和接入網IP化已經是大勢所趨,盡管專門討論電信接入網的教材已經較多,但是重點論述IP接入網的教材并不多見。隨著互聯網的普及,各種寬帶接入技術日新月異,正展開激烈的市場競爭,因此,作為接入網技術教材,有必要與時俱進。深入、詳細、系統地分析和論述各種有線和無線寬帶接入網的新技術也給從事接入網技術的教學和科研提出了新的要求。近年來,各大專院校的通信專業、網絡工程專業、計算機應用及相關專業均開設了《接入網技術》課程。因此,為了全面系統地介紹接入網技術、為滿足教學和社會生產實踐的需要、為培養社會急需的通信、計算機網絡工程專業技術人才,我們編寫了這本教材。無線寬帶接入網是近年發展迅速的新技術,作為一本專業的教材,本書將深入淺出,從體系結構、標準、協議、安全等方面對無線寬帶接入網技術進行討論。本教材的特點是強調實用性和新穎性,力求全面、客觀地分析和論述接入網的基本概念、基本原理;保持教材內容的先進性,書中涉及了各種接入網的新技術,以便讓讀者對接入網技術的發展和演變有比較深入的了解。全書共分為十二章,各章的主要內容如下:第一章為接入網技術概述,主要介紹接入網的基本概念、發展簡史、分層模型、功能結構、接口、分類和寬帶接入技術等基礎知識。第二章為接入網體系結構,主要介紹電信接入網的總體標準G.902和IP接入網總體標準Y.1231。第三章為接入網接口,主要介紹接入網的業務節點接口、用戶網絡接口、電信管理接口、V5接口以及最新的VB5接口。第四章為電話銅線接入技術,主要介紹電話銅線的傳輸性能、話帶Modem拔號接入、ISDN拔號接入,以及HDSL接入技術、ADSL接入技術和VDSL接入技術等知識。第五章為電纜調制解調器接入技術,主要介紹HFC網絡和Cable Modem的系統原理和技術要點。第六章為以太網接入技術,主要介紹以太網的發展、技術標準、物理層、MAC層等。第七章為光纖接入技術,主要介紹無源光網絡PON、APON、EPON、GPON的系統結構、協議模型、技術要點等知識。第八章為無線局域網接入技術,主要介紹無線局域網的體系結構、CSMA/CA協議、無線局域網的物理層、無線局域網媒體訪問控制層和無線局域網的安全技術。第九章為無線城域網接入技術,主要介紹802.16標準、802.16的物理層、802.16的MAC層。第十章為無線廣域網接入技術,主要介紹無線廣域網的接入體系、陸地廣域網無線數據通信系統和典型的陸地無線廣域網接入技術。第十一章為電力線接入技術,主要介紹電力接入網的基本概念、電力接入網的系統結構、電力接入網工作原理和電力接入技術的優缺點等。第十二章為接入網管理,主要介紹網絡管理的概念、網絡管理的功能和電信管理網。為便于讀者學習,在《接入網技術》第2版的附錄中,新增加了兩套模擬試題和常用英文縮寫對照表。由于接入網涉及的內容較廣,新技術發展迅速,因此資料更新較快,編寫的工作量和難度都比較大。在深入研討、反復磋商確定編寫大綱的基礎上,本書的第1版由佛山科學技術學院的幾位教師共同合作編寫。其中,第1~4章、第7章、第8章、第10~12章由余智豪老師編寫; 第5~6章由胡春萍老師編寫;第九章由李婭老師編寫; 全書由余智豪老師統稿及修改;羅海天副教授、周靈副教授認真審閱了本書的書稿;雷曉平副教授對書稿提出了許多寶貴意見。顧艷春老師和范靈老師參與了本書第2版的修訂工作,其中顧艷春老師認真地審閱和更正了第1~6章的全部內容,范靈老師認真地審閱和更正了第6~12章的全部內容,并給出了許多改進意見。第2版全書由余智豪老師負責補充、修訂和統稿。在本書編寫和改編過程中,得到了許多專家和同行的熱心幫助和指導,在此一并致以感謝。由于編者水平所限,本書疏漏和不當之處難以避免,懇切希望各位讀者不吝指正。
編者2016年6月于佛山科學技術學院
目 錄
第1章接入網技術概述
1.1接入網的基本概念
1.1.1接入網的定義
1.1.2接入網的發展簡史
1.1.3接入網的分層模型
1.1.4接入網的功能結構
1.1.5接入網的接口
1.2寬帶接入技術
1.2.1寬帶接入技術的概念
1.2.2寬帶接入技術概況
1.2.3寬帶接入技術的發展趨勢
1.3接入網技術的分類
1.3.1電話銅線接入網
1.3.2光纖接入網
1.3.3混合接入網
1.3.4無線接入網
1.4常用接入技術比較
1.5本章小結
復習思考題
第2章接入網的體系結構
2.1電信接入網總體標準G.902
2.1.1ITU G.902概述
2.1.2ITU G.902對接入網的定義
2.1.3接入網的拓撲結構
2.1.4接入網的定界
2.1.5接入網的管理
2.2IP接入網總體標準Y.1231
2.2.1IP接入網系列標準概述
2.2.2IP接入網的定義
2.2.3IP接入網參考模型
2.2.4IP接入網的接入協議模型
2.2.5用戶駐地網
2.2.6G.902與Y.1231的比較
2.3本章小結
復習思考題
第3章接入網的接口
3.1業務節點接口
3.1.1業務節點的概念
3.1.2業務節點的類型
3.1.3業務節點接口的類型
3.2用戶網絡接口
3.2.1Z接口
3.2.2U接口
3.2.3其他接口
3.3電信管理網接口
3.3.1電信管理網的概念
3.3.2電信管理網的業務
3.3.3電信管理網的體系結構
3.3.4電信管理網的4種接口
3.4V5接口
3.4.1V5接口的概念
3.4.2V5接口的接入模型
3.4.3V5接口的主要功能
3.4.4V5.2接口的協議結構
3.5VB5接口
3.5.1VB5接口的基本特性
3.5.2VB5接口的協議配置
3.5.3VB5接口的協議
3.5.4VB5接口的連接類型
3.6本章小結
復習思考題
第4章電話銅線接入技術
4.1電話銅線用戶線路網
4.1.1公用電話交換網
4.1.2電話銅線和音頻對稱電纜
4.1.3用戶線路網
4.1.4電話線路的配線方式
4.1.5電話銅線的傳輸性能
4.2銅線對增容技術
4.2.1信號復用技術
4.2.2線路集中技術
4.3普通Modem接入技術
4.3.1撥號通信協議
4.3.2Modem的工作原理
4.3.3調制解調技術
4.4ISDN撥號接入技術
4.4.1ISDN的體系結構
4.4.2ISDN的協議
4.4.3ISDN的業務
4.5HDSL接入技術
4.5.1xDSL技術簡介
4.5.2HDSL系統的組成
4.5.3HDSL系統關鍵技術
4.6ADSL接入技術
4.6.1ADSL技術的特點
4.6.2ADSL的技術標準
4.6.3ADSL的工作原理
4.6.4ADSL復用技術
4.6.5ADSL調制技術
4.6.6ADSL的發射和接收模塊
4.6.7ADSL的幀結構
4.7VDSL接入技術
4.7.1VDSL參考模型
4.7.2VDSL頻段劃分
4.7.3VDSL調制技術
4.7.4VDSL技術與ADSL技術比較
4.8第二代xDSL接入技術
4.8.1HDSL2技術簡介
4.8.2ADSL2 技術簡介
4.8.3VDSL2 技術簡介
4.9本章小結
復習思考題
第5章電纜調制解調器接入技術
5.1HFC技術概述
5.1.1有線電視網絡的演進過程
5.1.2雙向HFC網結構
5.1.3HFC頻譜劃分
5.1.4雙向HFC網絡的噪聲問題
5.1.5HFC網絡協議標準
5.2Cable Modem系統工作原理
5.2.1Cable Modem系統構成
5.2.2Cable Modem工作原理
5.3基于DOCSIS的Cable Modem
5.3.1DOCSIS協議層次結構
5.3.2DOCSIS的物理層
5.3.3DOCSIS的傳輸會聚子層
5.3.4MAC子層
5.3.5數據鏈路加密子層
5.3.6DOCSIS 1.1協議
5.3.7DOCSIS 2.0簡介
5.3.8DOCSIS 3.0簡介
5.4Cable Modem的應用
5.4.1系統的基本構成
5.4.2Cable Modem系統的配置、使用和管理
5.4.3HFC網絡用戶線接入方式
5.5本章小結
復習思考題
第6章以太網接入技術
6.1以太網接入技術概述
6.1.1以太網接入及其優點
6.1.2以太網接入技術在應用中存在的問題
6.2以太網接入的主要技術
6.2.1用VLAN隔離用戶信息
6.2.2PPPoE技術
6.2.3802.1x技術
6.2.4PPPoE與802.1x認證方式的比較
6.2.5基于VLAN+PPPoE的以太網接入技術方案
6.3IEEE 802.3ah以太接入網
6.3.1IEEE 802.3ah標準概要
6.3.2銅線以太接入
6.3.3光纖以太接入
6.3.4802.3ah的OAM
6.3.5802.3ah的應用
6.4本章小結
復習思考題
第7章光纖接入技術
7.1光纖接入網基礎
7.1.1光纖接入網的概念
7.1.2光纖接入網的應用類型
7.1.3光纖接入網的拓撲結構
7.2無源光網絡
7.2.1無源光網絡的概念
7.2.2無源光網絡的光纖類型
7.2.3無源光網絡的波長分配
7.2.4無源光網絡的關鍵技術
7.2.5無源光網絡的功能結構
7.3APON接入技術
7.3.1APON的系統結構
7.3.2APON的幀結構
7.3.3APON的關鍵技術
7.3.4APON的應用
7.4EPON接入技術
7.4.1EPON的發展背景
7.4.2EPON的系統結構
7.4.3EPON的工作原理
7.4.4EPON的光路波長分配
7.4.5EPON的應用
7.5GPON技術
7.5.1GPON簡介
7.5.2GPON的標準
7.5.3GPON的系統結構
7.5.4GPON的工作原理
7.5.5GPON的協議棧
7.5.6GPON的封裝方式
7.6本章小結
復習思考題
第8章無線局域網接入技術
8.1無線局域網概述
8.1.1無線局域網的覆蓋范圍
8.1.2無線局域網的特點
8.1.3無線局域網的發展
8.1.4無線局域網的分類
8.1.5無線局域網的應用
8.2無線局域網的體系結構
8.2.1無線局域網的組成
8.2.2無線局域網的拓撲結構
8.2.3無線局域網的服務
8.3CSMA/CA協議
8.3.1CSMA/CA基本原理
8.3.2沖突避免機制
8.3.3單幀等待應答
8.3.4分段與重裝
8.3.5信道占用預測
8.4無線局域網的物理層
8.4.1IEEE 802.11物理層
8.4.2IEEE 802.11a標準
8.4.3IEEE 802.11b標準
8.4.4IEEE 802.11g標準
8.4.5IEEE 802.11n標準
8.5無線局域網安全技術
8.5.1WEP安全技術的工作原理
8.5.2WPA安全技術的工作原理
8.5.3基于802.1x協議的認證安全機制
8.5.4802.11i、WPA2和AES加密標準
8.5.5WAPI安全協議
8.6本章小結
復習思考題
第9章無線城域網接入技術
9.1無線城域網概述
9.1.1無線城域網的形成
9.1.2WiMAX論壇
9.2IEEE 802.16標準
9.2.1IEEE 802.16標準及其演進
9.2.2WiMAX/802.16系統結構
9.2.3WiMAX/802.16端對端的參考模型
9.2.4WiMAX/802.16網絡實體
9.2.5WiMAX/802.16網絡接口
9.2.6WiMAX/802.16業務及QoS
9.2.7WiMAX/802.16協議模型
9.3IEEE 802.16物理層
9.3.1IEEE 802.16物理層的分類
9.3.2IEEE 802.16物理層的關鍵技術
9.4IEEE 802.16 MAC層
9.4.1802.16 MAC層的技術特點
9.4.2匯聚子層的功能
9.4.3匯聚子層的分類
9.4.4匯聚子層報頭壓縮功能
9.4.5公共部分子層
9.4.6MAC CPS支持的網絡結構
9.4.7MAC CPS的功能
9.4.8MAC 安全子層
9.5WiMAX 技術與其他技術比較
9.5.1無線寬帶接入背景
9.5.2無線寬帶接入技術
9.5.33G技術概述
9.5.4WiMAX技術概述
9.5.5WiFi技術概述
9.5.6WiFi、WiMAX、3G技術對比
9.6本章小結
復習思考題
第10章無線廣域網接入技術
10.1無線廣域網概述
10.2無線廣域網接入體系
10.2.1無線廣域網接入的概念
10.2.2無線廣域網接入的類型
10.3陸地無線廣域網接入技術
10.3.1GPRS接入技術
10.3.2CDPD接入技術
10.3.3CDMA20001x接入技術
10.3.4WCDMA 接入技術
10.3.5TDSCDMA 接入技術
10.3.64G接入技術
10.3.7iBURST接入技術
10.4衛星接入技術
10.4.1簡介
10.4.2衛星寬帶接入技術
10.5本章小結
復習思考題
第11章電力線接入技術
11.1電力線接入概述
11.1.1電力接入網的基本概念
11.1.2電力接入網的系統結構
11.2電力線接入的工作原理
11.2.1電力線通信技術
11.2.2電力線接入技術與其他接入技術對比
11.3本章小結
復習思考題
第12章接入網管理
12.1網絡管理的概念
12.1.1SNMP管理技術
12.1.2RMON管理技術
12.1.3基于Web的網絡管理技術
12.2網絡管理的功能
12.2.1故障管理
12.2.2計費管理
12.2.3配置管理
12.2.4性能管理
12.2.5安全管理
12.3電信管理網
12.3.1電信管理網的概念
12.3.2電信管理網的物理結構
12.3.3電信管理網的功能結構
12.3.4電信管理網的信息結構
12.3.5電信管理網的邏輯分層結構
12.4本章小結
復習思考題
模擬試題一
模擬試題二
常用英文縮寫對照表
參考文獻