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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PON15

1.4 上行接入方法15

1.4.1 TDMA16

1.4.2 WDMA17

1.4.3 SCMA17

1.4.4 CDMA19

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 ADSL61

3.2.2 VDSL63

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-PON173

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-PON175

7.3 ONU无色WDM-PON176

7.3.1 ONU采用宽谱光源WDM-PON176

7.3.2 ONU无光源WDM-PON177

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