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第1部分 接入技术及应用1

第1章 宽带接入网概述1

1.1 引言1

1.2 接入网和核心网1

1.3 接入网的基本概念4

1.3.1 电话线路Modem4

1.3.2 数字用户线路（DSL）7

1.3.3 CableModem9

1.3.4 综合业务数字网（ISDN）12

1.4 宽带接入网介质的演变14

1.4.1 第一阶段（传统介质）15

1.4.2 过渡期（补偿型混合结构）15

1.4.3 第二阶段（广泛采用新介质）16

1.5 宽带接入网的类型16

1.5.1 双绞铜线结构：DSL17

1.5.2 同轴电缆结构：CableModem17

1.5.3 光纤技术18

1.5.4 无线接入技术和结构19

1.5.5 电力线技术21

1.5.6 自由空间光通信（FSO）系统22

1.6 接入网管制的变化23

1.7 小结23

第2章 双绞铜线结构：DSL24

2.1 引言24

2.2 DSL的类型24

2.2.1 基本速率ISDN25

2.2.2 HDSL27

2.2.3 ADSL30

2.2.4 VDSL35

2.3 DSL传输40

2.4 DSL运行、管理、维护与供给50

2.4.1 OAM P特点52

2.4.2 线路合格性鉴定53

2.5 ADSL系统参考模型54

2.5.1 ATU-C参考模型55

2.5.2 ATU-R参考模型56

2.5.3 支持ATM的特定配置57

2.5.5 初始化58

2.5.4 操作和维护58

2.6 端对端环境的ADSL59

2.6.1 通用DSL结构概况61

2.6.2 潜在的ADSL业务及业务要求64

2.6.3 使用ADSL的各种特定结构的企业类型65

2.6.4 几种ADSL结构66

2.6.5 DSL支持的网络结构72

3.2 CATV、HFC和CableModem80

3.1 引言80

第3章 混合光纤／同轴（HFC）及CableModem80

3.3 HFC网络概况83

3.4 单向广播业务83

3.5 双向通信业务（对称和不对称的）84

3.5.1 经过CableModem的Internet访问和数据通信84

3.5.2 CATV网络上的电话85

3.5.3 视频点播和机顶盒86

3.5.4 互动性和主要标准87

3.6 CableModem功能性和IEEE802.14/MCNS标准概况88

3.6.2 IEEE802.14和MCNS的一些类似方法89

3.6.1 共同设计目标89

3.6.3 802.14和MCNS之间的主要差别93

3.7 IEEE802.14标准的基本操作原理93

3.7.1 站点入网过程93

3.7.2 请求／授权带宽过程94

3.8 MCNS/DOCSIS的基本操作原理94

3.8.1 MCNS/DOCSIS模型94

3.8.2 MAC帧格式和功能95

3.8.3 站点入网过程97

3.8.4 请求／授权带宽过程（使用上行带宽分配MAP）99

3.9.1 同轴电缆100

3.9 CATV同轴电缆、部件和系统100

3.9.2 放大器101

3.9.3 抽头（分接点）102

3.9.4 整体同轴系统噪声、NLD（非线性失真）和频率响应102

3.10 采用光纤的系统升级103

3.11 下一代光纤结构106

第4章 光纤接入技术107

4.1 引言107

4.2 光接入网业务、范围和容量107

4.3 接入网结构108

4.3.1 馈线网结构109

4.3.2 C/D结构113

4.4 全业务接入网（FSAN）118

4.4.1 系统工程／结构原理和焦点119

4.4.2 业务和应用：电信运营商的观点120

4.4.3 结构、功能和接口122

4.4.4 小结125

4.5.1 新容量接入基础设施的需求126

4.5.2 网络和业务126

4.5 基于WGR的无源光网126

4.5.3 光多路复用方案128

4.5.4 WDM-on-WDM130

4.5.5 WDM-on-WDM模型发展计划131

4.6 节省成本的光纤到户（FTTH）系统132

4.6.1 结构特点133

4.6.2 系统性能分析134

4.7 光接入网管理案例136

4.7.1 可动态配置的WDM混合光接入网的管理136

4.7.2 光部件和系统的故障监视系统143

4.7.3 PDS光接入网管理150

第5章 千兆以太无源光网156

5.1 引言156

5.2 以太无源光网（EPON）的经济情况157

5.3 EPON结构158

5.4 EPON的工作过程160

5.5 光系统设计选项162

5.6 光CSMA/CD考虑163

5.6.1 基本思路163

5.6.2 实现细节164

5.6.3 性能和结论165

5.7 EPON的未来166

第6章 无线接入技术167

6.1 引言167

6.2 无线电带的频率越高容量越大167

6.3 MMDS（多频道多点分配系统）169

6.4 LMDS（本地多点分配业务）170

6.4.1 LMDS出现的背景172

6.4.2 电信公司可采用的网络结构173

6.4.4 传播问题174

6.4.3 调制技术174

6.5 LMCS、MVDS和BRAN175

6.6 DAVIC（数字视听协会）协议176

6.7 宽带点对多点设备177

6.7.1 点对多点的演变177

6.7.2 多点对点的方法177

6.7.4 亚宽带CDMA（W-CDMA）180

6.8 卫星通信技术180

6.7.3 ATM和IP传递方法（适合用作多媒体业务的有效平台）180

6.8.1 卫星通信技术概况和术语181

6.8.2 卫星安装历史185

6.8.3 卫星网络市场186

6.8.4 卫星特性188

6.8.5 卫星上面的TCP/IP189

6.8.6 卫星和ATM190

6.8.7 Internet标准制订190

6.8.8 定制IP能加速吞吐能力191

6.8.9 卫星接入技术：直接广播卫星（DBS）192

6.9.1 背景198

6.9 宽带无线电接入网标准化纲要198

6.9.2 为什么需要宽带无线电网199

6.9.3 宽带无线电接入网的目标199

6.9.4 市场需求状况200

6.9.5 操作和技术要求200

6.9.6 宽带无线电接入网的分类201

6.9.7 核心网无关性202

6.9.8 公共参考模型202

6.9.9 频谱202

6.10.1 使用无线电接入的动力203

6.10 农村和郊区的无线电本地环路（RLL）203

6.10.2 技术选择204

6.10.3 农村和郊区的RLL配置206

6.10.4 RLL的经济分析207

第7章 电力线载波接入210

7.1 引言210

7.2 电力线数据通信（PLC）发展史210

7.3 经过低压电网的接入结构（最后一英里解决方案）211

7.4 带宽要求和频率分配213

7.5 高频干扰情况213

7.7.2 不同PLC系统之间的兼容性214

7.7.1 同无线业务的兼容214

7.6 接入阻抗214

7.7 电磁兼容性（EMC）：问题和解决办法214

7.8 PLC的调制技术215

7.9 使用电力线通信的优缺点216

7.10 结论和未来工作216

8.2 电话线基础设施技术：HomePNA系统218

8.2.1 电话线通信、调制、标准和基础结构218

8.1 引言218

第8章 家庭网络218

8.2.2 HomePNA系统布线220

8.3 电力线载波（PLC）系统221

8.4 射频（RF）通信系统224

8.4.1 基本RF系统225

8.4.2 RF系统的联网标准227

8.4.3 无线系统家庭分配设计230

8.5 同轴电缆系统232

8.6 卫星通信技术：直接广播卫星（DBS）234

9.1 引言236

第9章 接入性能236

9.2 DSL接入性能的测量237

9.2.1 测试线路和噪声发生237

9.2.2 性能测量241

9.3 HFC/CableModem接入性能241

9.3.1 入口处测量242

9.3.2 脉冲噪声测量243

9.3.3 可能的上行调制和接入技术245

9.4 FTTCab环境的APON和SDH环通信性能250

9.4.2 接入网的通信功能251

9.4.1 网络结构251

9.4.3 宽带业务特性和复用增益252

9.4.4 案例和结论253

第10章 标准256

10.1 引言256

10.2 与DSL相关的标准组织256

10.2.1 ITU257

10.2.2 T1委员会257

10.2.3 ETSI258

10.2.4 ADSL论坛259

10.2.6 DAVIC260

10.2.5 ATM论坛260

10.2.7 IETF261

10.2.8 EIA/TIA261

10.2.9 IEEE261

10.3 与HFC/CableModem相关的标准262

10.3.1 SCTE262

10.3.2 多媒体电缆网络系统（MCNS）262

10.3.3 IEEE802.14262

10.3.5 IEEE802.14和MCNSDOCIS的比较263

10.3.4 CableLabs263

10.4 与光接入相关的标准264

10.4.1 ESCON264

10.4.2 FDDI264

10.4.3 光纤信道（FC）264

10.4.4 ATM/SONET/SDH265

10.4.5 千兆以太网265

10.5 与无线接入相关的标准265

10.5.1 2.4GHzIEEE802.11无线LAN标准265

10.5.3 1类HIPERLAN无线LAN266

10.5.2 5GHzIEEE802.11无线LAN266

10.5.4 2类HIPERLAN无线LAN267

10.6 家庭网标准267

10.7 标准的价值267

第2部分 宽带升级经济估算271

第11章 多业务接入网升级案例271

11.1 引言271

11.2 典型社区（案例）分析271

11.2.1 案例1（欠发达市区）272

11.2.4 案例4（中等发达市区）273

11.2.3 案例3（发达郊区）273

11.2.2 案例2（发达市区）273

11.2.5 案例5（欠发达郊区）274

11.3 接入网升级技术274

11.4 分析275

11.4.1 技术经济方法275

11.4.2 一般假定275

11.4.3 一般结果276

11.4.4 各个案例的特定结果282

11.5 小结283

12.2 接入网的地区类型285

12.1 引言285

第12章 居民和企业混合地区的升级285

12.3 宽带业务的发展287

12.4 技术方案的种类288

12.4.1 增强的铜线结构289

12.4.2 光纤结构290

12.5 某些假定291

12.6 结果讨论291

12.6.2 初期成本和业务渗透依赖成本292

12.6.1 总升级成本292

12.6.3 电子设备成本293

12.6.4 升级对收入的影响294

12.6.5 长期展望295

12.6.6 竞争的作用298

12.7 小结300

第13章 居民区宽带升级301

13.1 引言301

13.2 情况说明301

13.3.1 混合光纤同轴结构302

13.3 结构302

13.3.2 SuperPON结构303

13.3.3 ATMPON结构304

13.4 敏感性分析305

13.4.1 业务渗透305

13.4.2 现有CATV网络环境306

13.4.3 居住结构306

13.5 结果307

13.6 小结309

14.2 人口310

第14章 企业地区的宽带升级310

14.1 引言310

14.3 业务范围311

14.4 现有网络314

14.5 具有保护功能的电缆基础设施升级315

14.6 电缆升级成本分析结果316

14.7 34Mb/s容量的升级方案319

14.7.1 SDH点对点结构320

14.7.2 SDH环结构320

14.7.3 ATM点对点结构321

14.8 分析结果（大型企业用户）322

14.7.4 ATM环结构322

14.8.1 成本分解（细分）323

14.8.2 环上的节点数323

14.8.3 有／无有源电子设备的灵活性点（FP）323

14.8.4 土木工程成本的影响324

14.9 分析结果（居民和SME用户）325

14.10 业务发展情况评估326

14.10.1 营业收入分配326

14.10.3 偿还期327

14.10.2 净现值327

14.11 小结328

第15章 主要宽带业务／应用分析329

15.1 引言329

15.2 业务、典型用户及应用状况329

15.3 需求、预测和应用饱和330

15.3.1 需求330

15.3.2 长期预测和应用饱和331

15.3.3 支付应用的意愿332

15.4 承载业务的需求预测332

15.4.2 承载业务作为资费的函数333

15.4.1 需求预测333

15.5 主要业务深入分析：VOD和Internet访问334

15.4.3 需求和可自由支配的收入的关系334

15.5.1 资费假定335

15.5.2 渗透率和业务使用率336

15.6 网络模型337

15.7 成本组成338

15.8 结果339

15.8.1 IRR、NPV和偿还期339

15.8.2 现金余额341

15.8.4 投资分解343

15.8.3 总投资343

15.9 敏感性分析344

15.9.1 VOD记录的价格345

15.9.2 每月所订购的VOD记录数346

15.9.3 每分钟亚宽带Internet使用费用347

15.9.4 每月Internet使用小时数347

15.9.5 工程起动延期的影响349

15.10 风险分析350

15.11 小结352