孙玉院士技术全集 数字家庭网络总体技术作者： 孙玉编著 出版时间：2017年版内容简介 本书在介绍国内外数字家庭标准化组织概况的基础上，讨论了有关数字家庭的电信网络总体技术、接入网络总体技术、网络管理总体技术、网络安全技术和广播电视网总体技术，给出了一个数字家庭业务系统的参考示例。*后，本书探讨了我国数字家庭网络技术标准研究的进展，以及有关数字网络技术预研项目的情况。本书可作为在数字家庭技术领域从事相关研究的同仁的参考用书。目录第一章 绪论1一、“2006数字家庭高峰论坛”侧记2（一）数字家庭概念出现的背景2（二）对数字家庭概念的理解2（三）数字家庭技术的内涵3（四）发展数字家庭的主要困难4（五）数字家庭技术的设计原则4（六）数字家庭的发展策略5（七）由谁来推动数字家庭的发展6二、关于本书6（一）数字家庭的定义6（二）数字家庭的内容分析7（三）数字家庭网络总体框架的基本考虑8第二章 国内外数字家庭标准化组织概况10一、数字生活网络联盟（DLNA）11（一）组织概况11（二）涉及领域11（三）发布标准11二、通用即插即用（UPnP）论坛12（一）组织概况12（二）涉及领域13（三）发布标准13三、欧洲电信标准化组织（ETSI）14四、能量保存和家庭网络（ECHONET）协会14（一）组织概况14（二）涉及领域14（三）发布标准15五、国际电信联盟电信标准化部门第九研究组（SG9/ITU-T）15（一）组织概况15（二）涉及领域15（三）发布标准15六、泛开放平台论坛（UOPF）16（一）组织概况16（二）涉及领域16（三）发布标准16七、开放业务网关倡议（OSGI）17八、闪联（IGRS）17（一）组织概况17（二）涉及领域17（三）大事记17（四）发布标准19九、e家佳（ITopHome）20（一）组织概况20（二）涉及领域20（三）大事记21（四）发布标准21第三章 有关数字家庭的电信网络总体技术23一、电信网络基本概念24（一）电信系统24（二）信息系统24（三）电信网络25（四）电信网络技术分类26（五）电信网络的物理结构27（六）电信网络功能结构28（七）电信网络拓扑结构28（八）电信网络工程要素29（九）工程要素在各类电信行为中的位置29二、电信网络的产生和分类31（一）基本电信系统31（二）电信网络的形成32（三）电信网络分类的依据32（四）电信技术体系和网络形态分类35三、电信网络的服务质量35（一）电信业务广义质量属性35（二）电信业务狭义质量属性36（三）第一类电信网络（PSTN）的服务质量38（四）第二类电信网络（Internet）的服务质量38（五）第三类电信网络（CATV）的服务质量38（六）第四类电信网络（B-ISDN）的服务质量38四、网络资源利用效率39（一）电信网络资源利用效率的概念39（二）第一类电信网络（PSTN）的网络资源利用效率40（三）第二类电信网络（Internet）的网络资源利用效率41（四）第三类电信网络（CATV）的网络资源利用效率42（五）第四类电信网络（B-ISDN）的网络资源利用效率42五、电信技术应用和发展的指导思想43（一）指导思想演变概述43（二）业务综合思想44（三）网络融合思想45（四）指导思想的优劣判据47（五）评论47六、电信技术和网络形态优劣判断48（一）技术体系和网络形态优劣判断48（二）技术体系/网络形态的典型应用48七、GII网络形态讨论51（一）GII的基本考虑51（二）GII的网络形态51（三）GII的设计目标52（四）GII体现了网络融合思想52（五）GII采用了虚拟业务综合技术52（六）GII的核心网技术体制53（七）GII广泛采用虚拟专用网设计方法54（八）GII支持平滑发展过渡54（九）国际电联的观点55（十）关于GII总体概念评论55第四章 有关数字家庭的接入网络总体技术56一、接入网的概念、特点及分类57（一）接入网的概念57（二）接入网的特点57（三）接入网的分类58二、PSTN/ISDN的用户/网络接口59（一）PSTN/ISDN的用户面接口60（二）PSTN/ISDN支持的用户终端业务60（三）PSTN/ISDN支持的承载业务61三、B-ISDN的用户/网络接口61（一）B-ISDN的用户面接口61（二）B-ISDN支持的用户终端业务62（三）B-ISDN支持的承载业务62（四）B-ISDN用户接入逻辑参考配置图63四、双绞线用户线上的数字传输接口64五、Internet用户/网络接口65（一）Internet的用户面接口65（二）Internet支持的用户终端业务65（三）Internet支持的承载业务65六、宽带无线接入网络标准（IEEE 802系列）66（一）无线个域网（WPAN）66（二）无线局域网（WLAN）66（三）无线城域网（WMAN）67（四）无线广域网（WWAN）68七、接入网参考模型68（一）接入网络的逻辑参考模型68（二）接入网络的物理参考模型69八、在PSTN/ISDN上支持语音/数据/视频业务的接入网络71（一）在PSTN/ISDN上支持语音/数据/视频业务的接入网络71（二）在PSTN/ISDN二线电缆网上支持语音/数据业务的接入网络72九、在B-ISDN电缆网上支持语音/数据/视频业务的接入网络73（一）具有独立控制信道的B-ISDN单向铜缆网上提供语音/数据/视频业务的接入网络73（二）在B-ISDN双向铜缆网上提供语音/数据/视频业务的接入网络74十、在双绞铜线上采用ADSL/VDSL支持视频业务的接入网络74十一、光纤接入网络76十二、无线本地环路77（一）短期提供无线业务的无线本地环路77（二）无线本地环路78十三、卫星接入网络78十四、Internet接入网络79（一）快速接入的Internet接入网络79（二）与ATM网互通的Internet接入网络80十五、接入网传输实用分类比较81十六、近年来的接入网络研究课题83第五章 有关数字家庭的网络管理总体技术84一、电信管理网络出现的背景85（一）电信网络发展需求85（二）ITU-T维护和管理研究推动85（三）网络管理技术发展过程85二、电信网络的维护原则85（一）维护策略85（二）维护目标86（三）维护中的几个概念86（四）维护程序86三、电信网络的管理原则87（一）电信网络的管理概念87（二）电信管理网的物理体系结构87四、电信管理网络的功能88（一）TMN的一般功能88（二）TMN的应用功能89（三）网络管理分层90五、电信管理网络的管理规约91（一）公共管理信息协议（CMIP）91（二）简单网络管理协议（SNMP）91（三）CMIP/SNMP总体比较91（四）其他管理规约92六、家庭网络管理问题92七、家庭网络的远程管理总体框架93（一）家庭网络的远程管理概述93（二）家庭网络的远程管理系统架构93（三）远程管理系统的接口94八、SNMP协议栈95（一）SNMP概况95（二）SNMP协议栈95（三）SNMP的消息结构95（四）SNMP安全95（五）SNMP事物处理96（六）SNMP消息模型96（七）SNMP的主要特点96九、TR-069协议栈96（一）TR-069概况96（二）TR-069协议栈97（三）TR-069消息结构97（四）TR-069安全97（五）TR-069事务处理97（六）TR-069的主要特点98十、家庭网络的远程管理总体框架98（一）远程管理的对象98（二）网元管理内容99（三）监控、故障发现和诊断管理内容99（四）业务管理内容100（五）管理网的网络安全防卫100第六章 有关数字家庭的网络安全问题讨论102一、安全概念103（一）安全定义103（二）安全分类103（三）我国现实网络安全问题104二、信息系统的安全概念104（一）信息系统中的安全问题来源104（二）广义电信网络的网络安全概念105（三）狭义电信网络的网络安全概念105（四）网络安全优劣概念105（五）信息系统的安全体系结构105三、信息系统安全问题发展演变106（一）通信保密年代106（二）计算机安全年代106（三）计算机网络安全年代106（四）向网络世界安全过渡年代107四、计算机网络安全107（一）攻击类型108（二）攻击机制108（三）安全服务109（四）防卫机制109五、互联网的网络安全110（一）数据链路层安全协议110（二）网络层IPSec安全体系结构110（三）因特网的网络安全问题110六、局域网的网络安全111（一）局域网概述111（二）局域网的安全问题111（三）局域网的安全措施112七、无线电信网络共同的安全问题112（一）无线网络面临的威胁112（二）无线网络威胁的解决方案113（三）UMTS的安全接入114八、全球移动通信系统（GSM）的网络安全114（一）GSM的安全设计目标114（二）GSM的安全特点114（三）GSM的安全隐患115（四）2G安全机制115（五）3G安全目标115九、无线局域网（WLAN）的网络安全116（一）无线局域网的安全标准116（二）无线局域网的安全威胁116（三）无线局域网面临的无线攻击分类116（四）保护无线局域网的安全措施116十、公共交换电话网（PSTN）的网络安全117（一）固定电信网络的安全问题117（二）电话防火墙117（三）电信固定网虚拟专用网（VPN）117（四）电信固定网入侵检测118十一、各类网络的通用物理安全118（一）物理安全内容118（二）物理安全措施118十二、ISO/OSI安全体系结构118（一）建立安全体系结构的目的118（二）建立安全体系结构的方法119（三）ISO/OSI安全体系结构标准119（四）ISO/OSI对安全性的一般描述119（五）安全分层及服务配置的原则120（六）OSI安全体系的安全管理120十三、电信网络的安全属性分析120（一）电信网络机理分类120（二）第一类电信网络的网络安全属性分析121（三）第二类电信网络的网络安全属性分析122（四）第三类电信网络的网络安全属性分析123（五）第四类电信网络的网络安全属性分析124十四、电信网络的网络安全对抗体系结构125（一）电信网络的网络对抗模型125（二）第一种网络攻击——非法利用126（三）第二种网络攻击——秘密侦测126（四）第三种网络攻击——恶意破坏127（五）第一种网络防卫——技术机理防卫128（六）第二种网络防卫——对抗技术防卫128（七）第三种网络防卫——工程应用防卫129（八）第四种网络防卫——运营管理防卫129十五、网络安全防卫中的安全技术方面130（一）网络安全防卫体系结构130（二）网络安全技术方面131十六、家庭网络面临的网络安全问题132第七章 有关数字家庭的广播电视网总体技术133一、模拟广播电视网络发展历程134二、有线电视（CATV）宽带综合业务网概况135（一）CATV的构成135（二）CATV按功能分类135（三）CATV按传输分类136三、混合光纤/同轴电缆网（HFC）总体轮廓136（一）混合光纤/同轴电缆网络构成136（二）HFC典型频谱安排137（三）HFC传输功能分类137（四）HFC单向分配系统138（五）以MPEG-2为基础的HFC系统138（六）以ATM为基础的HFC系统139四、基于ATM的HFC（ATHOC）系统139（一）交互式电视业务（ITV）139（二）Internet等高速数据业务139五、广播电视网数字化发展历程141（一）电视数字化第一阶段（197X—1982年）141（二）电视数字化第二阶段（1982—1993年）141（三）电视数字化第三阶段（1993年至今）142（四）数字化电视机分类142六、数字视频广播系统142（一）数字视频广播分类142（二）基于HFC的电缆数字电视系统（DVB-C）143（三）采用CATV的数字电视广播（DVB-C）接收机顶盒144七、中国地面数字电视广播传输系统（CDMB-T）144（一）支持业务144（二）技术特性144（三）方案构成145（四）实现技术146（五）DMB-T系统的技术特点147八、广播电视信源编码发展概况149（一）广播电视信源编码发展历程149（二）媒体音频编码技术现状（2005年）149（三）我国媒体音频编码技术研究新进展（2006年）150九、有线数字电视机顶盒概况150（一）数字电视机顶盒原理150（二）基于HFC的数字机顶盒的典型构成151（三）基于HFC的数字机顶盒的典型应用分类152（四）有线数字电视机顶盒技术实现分类153（五）典型有线数字电视机顶盒153（六）有线数字电视机顶盒相关国家标准153（七）有线数字电视机顶盒相关行业标准154十、广播电视网与其他电信网络的关系155十一、关于基于CATV的家庭网络讨论155第八章 数字家庭网络总体技术概述157一、数字家庭概念158（一）数字家庭是一个发展中的概念158（二）数字家庭是一个集合和融合的概念158（三）数字家庭发展的主要技术困难158二、数字家庭发展策略和设计要求159（一）数字家庭发展策略159（二）数字家庭技术设计要求159三、家庭网络概念160（一）用户驻地网（CPN）160（二）家庭网络的形成背景161四、家庭网络参考模型163（一）家庭网络工作环境163（二）家庭网络参考模型163（三）家庭网络的网络结构164五、家庭网络分类165（一）家庭网络按业务分类165（二）家庭网络按网络机理分类165（三）家庭网络按实现技术分类167六、家庭网络传输系统概况167（一）电力线传输系统167（二）无线宽带局域网168（三）电力线/蓝牙混合方案168七、家庭网络的用户/网络接口概况169（一）接入网络家庭接口169（二）承载业务169（三）用户终端业务169八、家庭网络基本技术体制讨论170（一）家庭网络设计依据170（二）家庭网络设计的基本考虑170（三）家庭传输系统设计171（四）家庭网关设计考虑171九、家庭网关在家庭网络中的支持作用172（一）家庭网关对家庭终端的支持172（二）家庭网关对公共网络的支持172（三）家庭网关对服务提供商的支持172（四）家庭网关对网络运营商的支持173（五）家庭网关对电信业务的支持173十、对家庭网关的功能要求173（一）网络与公共电信网络之间的连接功能173（二）WAN和LAN接口协议174（三）提供对业务的处理能力174（四）保障业务质量能力174（五）提供运营级的、可运营、可管理的设备174（六）对家庭网设备的其他总体要求174第九章 数字家庭业务系统参考示例176一、PSTN多电话终端系统178二、PSTN利用双绞线兼通数据业务系统178三、PSTN家庭监视控制系统179四、个人计算机在家庭内可搬移（电缆连接）系统180五、个人计算机在家庭内可搬移（无线连接）系统181六、基于各种电信网络的会议电视系统182七、有线电视（CATV）单向传输HFC宽带综合业务网183八、有线电视（CATV）双向传输HFC宽带综合业务网184九、基于HFC的电缆数字电视系统（DVB-C）184十、基于HFC的ATM（ATHOC）系统186十一、利用CATV光缆多余光纤建设独立电话网方案188十二、图文电视系统和图文广播系统189十三、便携式网络浏览器（WebPAD）190十四、家庭电话线网络联盟（HomePNA）190十五、家庭电力线插座（HomePlug）191十六、家庭射频技术（HomeRF）191十七、通用即插即用（UPnP）技术192十八、视频直播系统（WebTV）193十九、多媒体娱乐中心（Media Center）193（一）多媒体娱乐中心的功能193（二）多媒体娱乐中心的构成194（三）多媒体娱乐中心的特点194第十章 我国数字家庭网络技术标准研究进展195一、家庭网络标准研究内容分类196二、家庭网络标准研究组织分类196（一）“闪联”（IGRS）196（二）e家佳（ITopHome）197（三）中国通信标准化协会（CCSA）197三、基于电信网络的家庭网络标准制订的总体考虑198（一）家庭网络的管理考虑199（二）家庭网络的业务质量考虑199（三）家庭网络的安全考虑199（四）家庭网络的业务考虑199四、“基于电信网络的家庭网络总体技术要求”报批公示稿1200（一）范围200（二）规范性引用文件201（三）名词术语与定义202（四）缩略语202（五）家庭网络与电信网络的连接203（六）家庭网络支持的电信类业务204（七）家庭网络参考模型205（八）家庭网络功能要求206（九）家庭网络的媒体格式209（十）家庭网络的编号及地址210（十一）家庭网络的性能210（十二）家庭网络设备EMC要求211（十三）家庭网络设备环保要求211五、“基于电信网络的家庭网络设备技术要求”报批公示稿2211（一）范围212（二）规范性引用文件213（三）名词术语与定义213（四）缩略语213（五）家庭网关的定义及分类215（六）家庭网关的功能参考模型217（七）接入功能218（八）联网功能218（九）传送功能218（十）地址功能218（十一）QoS保障功能219（十二）安全功能220（十三）远程管理功能221（十四）本地管理功能222（十五）性能222（十六）整机要求222第十一章 数字家庭网络技术预研项目225一、家庭网络服务质量保障226（一）家庭网络服务质量保障功能226（二）全网服务质量保障要求226（三）立项的必要性227二、家庭网络的网络安全228（一）家庭网络的网络安全概念228（二）信息系统安全结构228（三）网络对抗概念228（四）家庭网络面临的安全问题229（五）家庭网络需要设置的安全研究课题229三、标识认证技术229（一）认证技术是构建可信社会的技术基础229（二）CPK可信认证系统230（三）CPK可信认证系统的特点231（四）家庭网络采用CPK可信认证系统的必要性231四、家庭网络的远程管理232（一）家庭网络远程管理的必要性232（二）远程管理系统架构232（三）远程管理系统的接口232（四）远程管理的对象233（五）远程管理功能233（六）立项的必要性233五、家庭网络的联网技术234（一）家庭网络联网的典型思路234（二）课题任务234六、家庭网络的IP地址分配234（一）IP地址分配方式的影响234（二）IP地址的分配原则234（三）IP地址分配方式分类235（四）公网地址与私网地址分类235（五）桥接型或路由型家庭网关分类235（六）立项的必要性236七、正交频率复用（OFDM）技术236（一）OFDM的发展历程236（二）基本特点236（三）主要标准236（四）OFDM在数字电视地面传输系统中的应用237八、家庭网络电磁兼容（部标预计研究标准）237（一）有关国家电磁兼容标准237（二）课题任务240九、家庭网络环境保护（部标预计研究标准）240（一）有关安全性国家标准240（二）课题任务241十、家庭电力线传输系统241（一）电力线传输技术现状241（二）一个重要机会242（三）课题任务242十一、家庭网络的用户终端融合242（一）家庭网络现实状况242（二）家庭网络的发展策略242（三）家庭网络发展的切入点243（四）课题任务243十二、软网关技术243（一）网关设计问题243（二）软交换设计思路值得借鉴243（三）NGN总体参考模型244（四）课题任务244十三、基于HFC/ELC的家庭网络试验系统245（一）网络结构245（二）实现功能246（三）主要特点246（四）研制开发工作247结语248一、数字家庭的基本概念249二、数字家庭的支持技术249三、数字家庭的技术标准250四、数字家庭的技术预研项目250五、一些值得深入思考的问题251六、关于本书的局限性252参考文献253全集出版后记254 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