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第1章 概述 1

1.1 接入网在网络建设中的作用及发展趋势 1

1.1.1 接入网在网络建设中的作用 1

1.1.2 光接入网技术演进 1

1.1.3 三网融合——接入网的发展趋势 3

1.2 网络结构 4

1.2.1 网络结构 4

1.2.2 网络接口 6

1.2.3 光线路终端（OLT） 6

1.2.4 光网络单元（ONU） 8

1.2.5 光分配网络（ODN） 9

1.3 无源光网络（PON） 10

1.3.1 分光比 11

1.3.2 结构和要求 11

1.3.3 下行复用技术 12

1.3.4 故障定位技术 12

1.3.5 安全性和私密性 13

1.3.6 保护方式 14

1.3.7 超级PON 15

1.4 上行接入方法 15

1.4.1 TDMA 16

1.4.2 WDMA 17

1.4.3 SCMA 17

1.4.4 CDMA 19

1.5 接入网常使用的调制方法 21

1.5.1 QAM调制 21

1.5.2 CAP调制 24

1.5.3 DMT调制 25

1.5.4 QPSK调制 26

1.6 双向传输技术 27

1.6.1 空分复用（SDM） 27

1.6.2 全双工 27

1.6.3 时间压缩复用（TCM） 27

1.6.4 副载波复用（SCM） 28

1.6.5 同向双工或波分复用 28

1.6.6 码分复用（CDM） 29

1.6.7 双向传输技术比较 29

复习思考题 30

参考文献 30

第2章 光接入网用光纤和器件 31

2.1 光纤和光缆 31

2.1.1 G.652光纤 31

2.1.2 G.657光纤 31

2.1.3 光缆 33

2.2 光无源器件 34

2.2.1 光连接器 34

2.2.2 光分路器 36

2.2.3 阵列波导光栅（AWG）路由器（WGR） 37

2.2.4 光耦合器 38

2.3 光收发器件 39

2.3.1 垂直腔表面发射激光器（VCSEL） 39

2.3.2 LED频谱分割多波长光源 40

2.3.3 波导探测器（WG-PD） 41

2.4 光收发模块 41

2.4.1 双纤以太网点到点收发机 41

2.4.2 单纤以太网点到点收发机 43

2.4.3 单纤双向收发模块 43

2.4.4 10 Gb/s TDMA PON突发模式收发机 44

复习思考题 44

参考文献 45

第3章 光纤传输有线／无线接入 46

3.1 以太网接入 46

3.1.1 以太网分类 46

3.1.2 OSI参考模型及以太网的分层结构 48

3.1.3 以太网使用的线路编码 51

3.1.4 以太网帧格式 53

3.1.5 以太网工作原理 53

3.1.6 10 Gb/s以太网及其应用 56

3.1.7 中继交换与路由 57

3.1.8 以太网接入因特网和骨干网及其需解决的问题 59

3.2 xDSL接入 60

3.2.1 ADSL 61

3.2.2 VDSL 63

3.3 SDH接入 64

3.4 有线电视光纤同轴混合（HFC）接入 64

3.4.1 CATV从电缆向光纤／同轴电缆混合（HFC）接入过渡 65

3.4.2 HFC的优点 66

3.4.3 HFC的结构 66

3.4.4 HFC用射频技术和预失真补偿技术 67

3.4.5 HFC用光波技术 69

3.4.6 Cable Modem构成及其工作原理 73

3.4.7 HFC的发展方向——从模拟电视到数字化综合业务 77

3.5 无线接入 79

3.5.1 CDMA系统技术基础——直接序列扩频系统（DSSS） 79

3.5.2 第3代（3G）移动通信系统 82

3.5.3 CDMA光纤传输通信系统 88

3.5.4 第4代（4G）移动通信系统简介 89

3.5.5 大气光通信接入系统 92

复习思考题 93

参考文献 94

第4章 APON接入技术 95

4.1 APON接入网的分层结构 95

4.2 传输媒质层 96

4.2.1 线路比特速率 96

4.2.2 物理媒质与波长分配 96

4.2.3 光端机 97

4.2.4 光分配网 102

4.3 传输汇聚层（TC） 103

4.3.1 对传输汇聚层（TC）的要求 103

4.3.2 帧结构 103

4.3.3 下行PLOAM信元结构 106

4.3.4 上行PLOAM信元结构 110

4.3.5 下行信元搅动加密 112

4.3.6 验证功能 113

4.4 运行、管理和维护（OAM）功能 114

4.4.1 ONU管理和控制接口（OMCI）参考模型 114

4.4.2 ONU和OLT检测到的OAM项目 115

4.4.3 PON的管理功能 117

4.4.4 ONU管理信息库（MIB） 121

4.4.5 ONU管理和控制信道（OMCC） 122

4.4.6 ONU管理和控制协议 122

4.5 APON接入系统介绍 124

4.5.1 系统构成 124

4.5.2 APON线路接口 126

4.5.3 ATM交叉连接 129

4.5.4 业务接口 129

4.5.5 HFC双向光纤传输系统 130

4.5.6 系统业务演示 131

复习思考题 131

参考文献 131

第5章 EPON接入技术 133

5.1 EPON概述 133

5.1.1 EPON的工作原理 133

5.1.2 EPON的关键技术 134

5.1.3 标准化进展 135

5.1.4 EPON系统协议分层模型 136

5.2 EPON的物理媒质相关（PMD）层 137

5.2.1 EPON对PMD的基本要求 137

5.2.2 EPON光收发机规范 139

5.2.3 EPON接口 140

5.2.4 EPON光路设计 140

5.3 EPON传输帧结构 141

5.4 EPON多点控制协议（MPCP）和动态带宽分配（DBR） 142

5.4.1 EPON的上行多址接入 142

5.4.2 EPON系统的同步和测距 144

5.4.3 EPON系统的动态带宽分配 146

5.5 EPON的运行维护和管理（OAM） 147

5.6 EPON承载TDM业务 148

5.7 10Gb/s EPON产业化进程 149

复习思考题 151

参考文献 151

第6章 GPON接入技术 152

6.1 GPON概述 152

6.1.1 GPON标准进展和参考结构 152

6.1.2 GPON系统协议分层模型和各层功能 154

6.1.3 GPON与EPON的比较及其优势 156

6.2 GPON物理媒质相关层（PMD） 158

6.2.1 线路比特速率 158

6.2.2 物理媒质与波长分配 158

6.2.3 传输距离和分支比 159

6.2.4 光端机 159

6.2.5 通过前向纠错（FEC）获得光增益 160

6.2.6 ONU功率电平调整机制 161

6.3 GPON帧结构与封装 161

6.3.1 GEM帧结构 161

6.3.2 GEM帧同步 162

6.3.3 GEM帧的分段机制 162

6.3.4 GEM对TDM数据的封装 163

6.3.5 GEM对以太网数据的封装 163

6.3.6 GPON上／下行帧结构 164

6.4 GPON媒质接入控制和动态带宽分配 165

6.4.1 GPON媒质接入控制（MAC） 165

6.4.2 动态带宽分配（DBR） 165

6.4.3 GPON测距和延时补偿 167

6.4.4 ONU与OLT的同步过程 168

6.4.5 GPON ONT管理控制接口（OMCI） 169

6.4.6 用户信息保护与安全 169

6.5 GPON的产业化进程 170

复习思考题 171

参考文献 171

第7章 WDM-PON接入技术 173

7.1 ONU波长固定WDM-PON 173

7.1.1 波长固定WDM-PON系统结构 173

7.1.2 WGR温度漂移的解决办法 175

7.2 ONU波长可调WDM-PON 175

7.3 ONU无色WDM-PON 176

7.3.1 ONU采用宽谱光源WDM-PON 176

7.3.2 ONU无光源WDM-PON 177

7.4 WDM/TDM混合无源光网络 178

7.5 WDM-PON与PS-PON的技术比较 180

复习思考题 181

参考文献 181

第8章 TDMA无源光网络接入技术 182

8.1 上行同步技术 182

8.1.1 前言 182

8.1.2 相关同步技术 183

8.1.3 门控振荡法 188

8.1.4 数字环路振荡法 190

8.2 突发模式发射 192

8.2.1 光发射基础 192

8.2.2 突发模式发射 193

8.2.3 发射延迟补偿 194

8.2.4 突发模式发射光输出功率控制 195

8.2.5 外调制突发模式发射 196

8.2.6 10.3 Gb/s突发模式发射机 197

8.3 突发模式接收 198

8.3.1 直流耦合突发模式光接收机 199

8.3.2 10 Gb/s直流耦合突发模式光接收机 203

8.3.3 交流耦合突发模式光接收机 207

8.3.4 1.25 Gb/s交流耦合突发模式EPON接收机 209

8.3.5 2.5 Gb/s边检测突发模式GPON光接收机 211

8.3.6 光差分检测突发接收 213

8.4 测距 215

8.4.1 概述 215

8.4.2 现有的测距方法 217

8.4.3 测距过程 218

8.4.4 带外测距和带内测距比较 219

8.5 G.983.1规定的测距法 220

8.5.1 测距法应用范围 220

8.5.2 传输延时和相位关系 221

8.5.3 测距窗口 223

8.5.4 测距过程 226

复习思考题 233

参考文献 233

第9章 动态带宽分配 236

9.1 概述 236

9.1.1 静态带宽分配 237

9.1.2 动态带宽分配 238

9.2 MAC协议 240

9.2.1 动态带宽分配（DBA）协议 241

9.2.2 传输容器（T-CONT） 242

9.2.3 信元传输延迟及其变化 248

9.2.4 DBA和OLT/ONU的不同组合 249

9.2.5 等待／过渡时间 249

9.3 交接过程 250

9.4 T-CONT的建立和拆除 252

9.4.1 对T-CONT状态改变的要求 252

9.4.2 T-CONT的建立和拆除 252

9.4.3 ONU可分割时隙的合并和整理 253

9.5 流量控制和调度 254

9.5.1 流量管理和拥塞控制 254

9.5.2 接入过程 256

9.5.3 上行接入模型和ONU模型 257

9.5.4 带宽分配规则 258

9.5.5 业务流量调度 259

复习思考题 263

参考文献 264

附录 名词术语索引 265