图书前言

2008年12月4日,科技部与国家广电总局正式签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》,按照协议要求,广电总局开始着手建设下一代广播电视网络(NGB)。NGB的关键技术之一就是利用有线电视网络进行宽带化、双向化改造,使有线电视网网络超越其他现有网络,成为国家信息基础设施的重要组成部分。这项改造可以发挥有线电视网频宽带、成本低、易普及的优势,使有线数字电视成为进入千家万户的多媒体信息平台,满足社会各界和广大居民的多方面需求,推进三网融合。社会迫切需要掌握NGB接入网技术的人才。我校与国家宽带网络与应用工程技术研究中心校企联合试办广播通信网络工程专业,被列为教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点专业。

接入网技术是广电通信与网络工程专业的一门核心课程。接入网技术的教材虽然很多,但由于目前国内存在众多接入网技术方案,设备产品种类繁多,实现方式存在很大差异,缺乏标准规范,而多数教材并不包含NGB接入网的技术规范,也不能满足卓越工程师培养目标的要求。因此,编写一本既适用于NGB接入网教学,同时又适应本专业卓越工程师培养目标要求的教材显得十分重要。为此,我们联合业内专家及具有丰富大学接入网教学经验和接入网实践知识和能力的教师,合作编写此书,除了系统地介绍接入网技术及其工程设计方法外,还对一些实际的工程实例设计及实现方法进行指导,便于读者边学边实践,加快掌握NGB接入网工程应用的进程。

本书从工程的角度全面介绍了各种宽带接入技术的基本概念、结构、特点、技术原理、相关控制和管理协议及典型应用,并从初学者的角度,以清晰的知识结构为读者提供了大量的工程应用实例,使读者快速上手, 具有较高的参考价值。全书共分10章。第1章从最基本的接入网标准着手,介绍了接入网的体系结构及演进过程,主流接入网技术的特点和应用场合。重点介绍了电信接入方式、IP接入方式和广电接入方式及它们之间的区别。为初学者介绍了学习接入网技术所需要的入门知识。第2章主要介绍了各种主流的电话铜缆接入技术,包括HDSL、ADSL、VDSL技术的特点、系统架构、关键技术、应用实例。每一种接入技术都有其适用范围,xDSL技术利用原有铜缆(电话用户线)这部分宝贵的资源,为xDSL技术提供了巨大的应用空间。第3章从与cable modem 相关的一些技术和业务发展需要入手,介绍了cable modem 的发展背景、工作原理、体系结构和应用。第4章全面介绍EOC接入技术,包括无源EOC技术和各种主流有源EOC技术的发展背景、系统结构、协议模型、技术难点和特点,及在广电网络双向化改造中,针对不同的应用环境,有可能选择的技术方案。第5章主要介绍各种类型的以太网标准,现今以太网对传统以太网的重大改变,以太网物理层技术的发展,MAC帧结构演变过程,以太接入网技术需要解决的关键问题,以太网的新技术与应用等。第6章介绍接入网的另一种主流承载技术——光纤接入网技术,主要介绍了光纤接入中的光无源网络(PON)、ATM无源光网络(APON)、以太网无源光网络(EPON)的拓扑结构、关键技术、功能结构和相关的技术应用等。第7章介绍了光纤同轴电缆混合型接入技术,包括HFC接入网技术的结构特点、国际标准、主要设备和性能指标以及双向化改造技术等。第8章主要介绍了先进的无线接入技术,包括无线接入基础、固定无线接入技术、无线局域网接入技术系统的组成、主要技术、技术标准及应用实例。第9章介绍了接入网网管及其相关技术,主要针对TMN的网管系统架构及关键技术进行介绍,包括基于TMN的开放网络体系结构、TMN的标准接口、接入网网管系统的功能架构、现代网络管理技术和发展方向等。第10章通过一些具体的工程实例,向读者全面介绍了接入网建设方案的工程设计要求、接入网设计规划、NGB网络架构、HFC双向化改造技术、接入设备的组网和典型的应用,为初学者提供了一些接入网应用实践指导,为接入网系统设计工程师介绍了在设计接入网系统时应该考虑的问题。

本书综合了国内外同类教材的特点,力求比较全面地反映出主流技术与最新技术,注重基本概念、系统结构、技术与标准发展、工程应用特色等,所体现出的特点主要在于以下几个方面。

(1) 注重基本概念: 本书从NGB工程的设计者和使用者角度讲述概念,主要叙述NGB接入网技术应用和深入研究所必备的基本概念和方法。

(2) 突出工程应用: 本书内容在编排上力求尽可能地把NGB接入网技术发展的最新成果吸收进来,把产业界的实际应用以工程项目的形式呈现在读者面前。书中介绍了NGB接入网工程实例及实验,同时也介绍了工程的设计思想及硬、软件实现方案,便于读者边学习边实践,加快掌握NGB接入网技术应用的进程。

(3) 内容编排新颖: 本书不是支离破碎地罗列概念和定义,而是注重概念的系统性,使学生能学以致用。使得读者便于从概念层次、技术层次和应用层次上,对NGB接入网工程的设计和实现有一个真正的了解。

本书由邓琛编写第1、2、5、9章,方易圆编写第3、4章,孔勇编写第6、7章,韩华编写第8章,邓琛、方易圆共同编写第10章。全书由邓琛统稿。作者在编写本书的过程中,参阅了大量的国内外参考文献,并得到上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司技术人员的大力支持,在此表示衷心感谢!

限于作者的水平,错误之处在所难免,恳请读者批评指正。

编者于上海工程技术大学2012年8月