數字家庭網絡總體技術

第一章　緒論1
一、“2006數字家庭高峰論壇”側記2
（一）數字家庭概念出現的背景2
（二）對數字家庭概念的理解2
（三）數字家庭技術的內涵3
（四）發(fā)展數字家庭的主要困難4
（五）數字家庭技術的設計原則4
（六）數字家庭的發(fā)展策略5
（七）由誰來推動數字家庭的發(fā)展6
二、關于本書6
（一）數字家庭的定義6
（二）數字家庭的內容分析7
（三）數字家庭網絡總體框架的基本考慮8
第二章　國內外數字家庭標準化組織概況10
一、數字生活網絡聯盟（DLNA）11
（一）組織概況11
（二）涉及領域11
（三）發(fā)布標準11
二、通用即插即用（UPnP）論壇12
（一）組織概況12
（二）涉及領域13
（三）發(fā)布標準13
三、歐洲電信標準化組織（ETSI）14
四、能量保存和家庭網絡（ECHONET）協(xié)會14
（一）組織概況14
（二）涉及領域14
（三）發(fā)布標準15
五、國際電信聯盟電信標準化部門第九研究組（SG9/ITU-T）15
（一）組織概況15
（二）涉及領域15
（三）發(fā)布標準15
六、泛開放平臺論壇（UOPF）16
（一）組織概況16
（二）涉及領域16
（三）發(fā)布標準16
七、開放業(yè)務網關倡議（OSGI）17
八、閃聯（IGRS）17
（一）組織概況17
（二）涉及領域17
（三）大事記17
（四）發(fā)布標準19
九、e家佳（ITopHome）20
（一）組織概況20
（二）涉及領域20
（三）大事記21
（四）發(fā)布標準21
第三章　有關數字家庭的電信網絡總體技術23
一、電信網絡基本概念24
（一）電信系統(tǒng)24
（二）信息系統(tǒng)24
（三）電信網絡25
（四）電信網絡技術分類26
（五）電信網絡的物理結構27
（六）電信網絡功能結構28
（七）電信網絡拓撲結構28
（八）電信網絡工程要素29
（九）工程要素在各類電信行為中的位置29
二、電信網絡的產生和分類31
（一）基本電信系統(tǒng)31
（二）電信網絡的形成32
（三）電信網絡分類的依據32
（四）電信技術體系和網絡形態(tài)分類35
三、電信網絡的服務質量35
（一）電信業(yè)務廣義質量屬性35
（二）電信業(yè)務狹義質量屬性36
（三）第一類電信網絡（PSTN）的服務質量38
（四）第二類電信網絡（Internet）的服務質量38
（五）第三類電信網絡（CATV）的服務質量38
（六）第四類電信網絡（B-ISDN）的服務質量38
四、網絡資源利用效率39
（一）電信網絡資源利用效率的概念39
（二）第一類電信網絡（PSTN）的網絡資源利用效率40
（三）第二類電信網絡（Internet）的網絡資源利用效率41
（四）第三類電信網絡（CATV）的網絡資源利用效率42
（五）第四類電信網絡（B-ISDN）的網絡資源利用效率42
五、電信技術應用和發(fā)展的指導思想43
（一）指導思想演變概述43
（二）業(yè)務綜合思想44
（三）網絡融合思想45
（四）指導思想的優(yōu)劣判據47
（五）評論47
六、電信技術和網絡形態(tài)優(yōu)劣判斷48
（一）技術體系和網絡形態(tài)優(yōu)劣判斷48
（二）技術體系/網絡形態(tài)的典型應用48
七、GII網絡形態(tài)討論51
（一）GII的基本考慮51
（二）GII的網絡形態(tài)51
（三）GII的設計目標52
（四）GII體現了網絡融合思想52
（五）GII采用了虛擬業(yè)務綜合技術52
（六）GII的核心網技術體制53
（七）GII廣泛采用虛擬專用網設計方法54
（八）GII支持平滑發(fā)展過渡54
（九）國際電聯的觀點55
（十）關于GII總體概念評論55
第四章　有關數字家庭的接入網絡總體技術56
一、接入網的概念、特點及分類57
（一）接入網的概念57
（二）接入網的特點57
（三）接入網的分類58
二、PSTN/ISDN的用戶/網絡接口59
（一）PSTN/ISDN的用戶面接口60
（二）PSTN/ISDN支持的用戶終端業(yè)務60
（三）PSTN/ISDN支持的承載業(yè)務61
三、B-ISDN的用戶/網絡接口61
（一）B-ISDN的用戶面接口61
（二）B-ISDN支持的用戶終端業(yè)務62
（三）B-ISDN支持的承載業(yè)務62
（四）B-ISDN用戶接入邏輯參考配置圖63
四、雙絞線用戶線上的數字傳輸接口64
五、Internet用戶/網絡接口65
（一）Internet的用戶面接口65
（二）Internet支持的用戶終端業(yè)務65
（三）Internet支持的承載業(yè)務65
六、寬帶無線接入網絡標準（IEEE 802系列）66
（一）無線個域網（WPAN）66
（二）無線局域網（WLAN）66
（三）無線城域網（WMAN）67
（四）無線廣域網（WWAN）68
七、接入網參考模型68
（一）接入網絡的邏輯參考模型68
（二）接入網絡的物理參考模型69
八、在PSTN/ISDN上支持語音/數據/視頻業(yè)務的接入網絡71
（一）在PSTN/ISDN上支持語音/數據/視頻業(yè)務的接入網絡71
（二）在PSTN/ISDN二線電纜網上支持語音/數據業(yè)務的接入網絡72
九、在B-ISDN電纜網上支持語音/數據/視頻業(yè)務的接入網絡73
（一）具有獨立控制信道的B-ISDN單向銅纜網上提供語音/數據/
視頻業(yè)務的接入網絡73
（二）在B-ISDN雙向銅纜網上提供語音/數據/視頻業(yè)務的接入網絡74
十、在雙絞銅線上采用ADSL/VDSL支持視頻業(yè)務的接入網絡74
十一、光纖接入網絡76
十二、無線本地環(huán)路77
（一）短期提供無線業(yè)務的無線本地環(huán)路77
（二）無線本地環(huán)路78
十三、衛(wèi)星接入網絡78
十四、Internet接入網絡79
（一）快速接入的Internet接入網絡79
（二）與ATM網互通的Internet接入網絡80
十五、接入網傳輸實用分類比較81
十六、近年來的接入網絡研究課題83
第五章　有關數字家庭的網絡管理總體技術84
一、電信管理網絡出現的背景85
（一）電信網絡發(fā)展需求85
（二）ITU-T維護和管理研究推動85
（三）網絡管理技術發(fā)展過程85
二、電信網絡的維護原則85
（一）維護策略85
（二）維護目標86
（三）維護中的幾個概念86
（四）維護程序86
三、電信網絡的管理原則87
（一）電信網絡的管理概念87
（二）電信管理網的物理體系結構87
四、電信管理網絡的功能88
（一）TMN的一般功能88
（二）TMN的應用功能89
（三）網絡管理分層90
五、電信管理網絡的管理規(guī)約91
（一）公共管理信息協(xié)議（CMIP）91
（二）簡單網絡管理協(xié)議（SNMP）91
（三）CMIP/SNMP總體比較91
（四）其他管理規(guī)約92
六、家庭網絡管理問題92
七、家庭網絡的遠程管理總體框架93
（一）家庭網絡的遠程管理概述93
（二）家庭網絡的遠程管理系統(tǒng)架構93
（三）遠程管理系統(tǒng)的接口94
八、SNMP協(xié)議棧95
（一）SNMP概況95
（二）SNMP協(xié)議棧95
（三）SNMP的消息結構95
（四）SNMP安全95
（五）SNMP事物處理96
（六）SNMP消息模型96
（七）SNMP的主要特點96
九、TR-069協(xié)議棧96
（一）TR-069概況96
（二）TR-069協(xié)議棧97
（三）TR-069消息結構97
（四）TR-069安全97
（五）TR-069事務處理97
（六）TR-069的主要特點98
十、家庭網絡的遠程管理總體框架98
（一）遠程管理的對象98
（二）網元管理內容99
（三）監(jiān)控、故障發(fā)現和診斷管理內容99
（四）業(yè)務管理內容100
（五）管理網的網絡安全防衛(wèi)100
第六章　有關數字家庭的網絡安全問題討論102
一、安全概念103
（一）安全定義103
（二）安全分類103
（三）我國現實網絡安全問題104
二、信息系統(tǒng)的安全概念104
（一）信息系統(tǒng)中的安全問題來源104
（二）廣義電信網絡的網絡安全概念105
（三）狹義電信網絡的網絡安全概念105
（四）網絡安全優(yōu)劣概念105
（五）信息系統(tǒng)的安全體系結構105
三、信息系統(tǒng)安全問題發(fā)展演變106
（一）通信保密年代106
（二）計算機安全年代106
（三）計算機網絡安全年代106
（四）向網絡世界安全過渡年代107
四、計算機網絡安全107
（一）攻擊類型108
（二）攻擊機制108
（三）安全服務109
（四）防衛(wèi)機制109
五、互聯網的網絡安全110
（一）數據鏈路層安全協(xié)議110
（二）網絡層IPSec安全體系結構110
（三）因特網的網絡安全問題110
六、局域網的網絡安全111
（一）局域網概述111
（二）局域網的安全問題111
（三）局域網的安全措施112
七、無線電信網絡共同的安全問題112
（一）無線網絡面臨的威脅112
（二）無線網絡威脅的解決方案113
（三）UMTS的安全接入114
八、全球移動通信系統(tǒng)（GSM）的網絡安全114
（一）GSM的安全設計目標114
（二）GSM的安全特點114
（三）GSM的安全隱患115
（四）2G安全機制115
（五）3G安全目標115
九、無線局域網（WLAN）的網絡安全116
（一）無線局域網的安全標準116
（二）無線局域網的安全威脅116
（三）無線局域網面臨的無線攻擊分類116
（四）保護無線局域網的安全措施116
十、公共交換電話網（PSTN）的網絡安全117
（一）固定電信網絡的安全問題117
（二）電話防火墻117
（三）電信固定網虛擬專用網（VPN）117
（四）電信固定網入侵檢測118
十一、各類網絡的通用物理安全118
（一）物理安全內容118
（二）物理安全措施118
十二、ISO/OSI安全體系結構118
（一）建立安全體系結構的目的118
（二）建立安全體系結構的方法119
（三）ISO/OSI安全體系結構標準119
（四）ISO/OSI對安全性的一般描述119
（五）安全分層及服務配置的原則120
（六）OSI安全體系的安全管理120
十三、電信網絡的安全屬性分析120
（一）電信網絡機理分類120
（二）第一類電信網絡的網絡安全屬性分析121
（三）第二類電信網絡的網絡安全屬性分析122
（四）第三類電信網絡的網絡安全屬性分析123
（五）第四類電信網絡的網絡安全屬性分析124
十四、電信網絡的網絡安全對抗體系結構125
（一）電信網絡的網絡對抗模型125
（二）第一種網絡攻擊——非法利用126
（三）第二種網絡攻擊——秘密偵測126
（四）第三種網絡攻擊——惡意破壞127
（五）第一種網絡防衛(wèi)——技術機理防衛(wèi)128
（六）第二種網絡防衛(wèi)——對抗技術防衛(wèi)128
（七）第三種網絡防衛(wèi)——工程應用防衛(wèi)129
（八）第四種網絡防衛(wèi)——運營管理防衛(wèi)129
十五、網絡安全防衛(wèi)中的安全技術方面130
（一）網絡安全防衛(wèi)體系結構130
（二）網絡安全技術方面131
十六、家庭網絡面臨的網絡安全問題132
第七章　有關數字家庭的廣播電視網總體技術133
一、模擬廣播電視網絡發(fā)展歷程134
二、有線電視（CATV）寬帶綜合業(yè)務網概況135
（一）CATV的構成135
（二）CATV按功能分類135
（三）CATV按傳輸分類136
三、混合光纖/同軸電纜網（HFC）總體輪廓136
（一）混合光纖/同軸電纜網絡構成136
（二）HFC典型頻譜安排137
（三）HFC傳輸功能分類137
（四）HFC單向分配系統(tǒng)138
（五）以MPEG-2為基礎的HFC系統(tǒng)138
（六）以ATM為基礎的HFC系統(tǒng)139
四、基于ATM的HFC（ATHOC）系統(tǒng)139
（一）交互式電視業(yè)務（ITV）139
（二）Internet等高速數據業(yè)務139
五、廣播電視網數字化發(fā)展歷程141
（一）電視數字化第一階段（197X—1982年）141
（二）電視數字化第二階段（1982—1993年）141
（三）電視數字化第三階段（1993年至今）142
（四）數字化電視機分類142
六、數字視頻廣播系統(tǒng)142
（一）數字視頻廣播分類142
（二）基于HFC的電纜數字電視系統(tǒng)（DVB-C）143
（三）采用CATV的數字電視廣播（DVB-C）接收機頂盒144
七、中國地面數字電視廣播傳輸系統(tǒng)（CDMB-T）144
（一）支持業(yè)務144
（二）技術特性144
（三）方案構成145
（四）實現技術146
（五）DMB-T系統(tǒng)的技術特點147
八、廣播電視信源編碼發(fā)展概況149
（一）廣播電視信源編碼發(fā)展歷程149
（二）媒體音頻編碼技術現狀（2005年）149
（三）我國媒體音頻編碼技術研究新進展（2006年）150
九、有線數字電視機頂盒概況150
（一）數字電視機頂盒原理150
（二）基于HFC的數字機頂盒的典型構成151
（三）基于HFC的數字機頂盒的典型應用分類152
（四）有線數字電視機頂盒技術實現分類153
（五）典型有線數字電視機頂盒153
（六）有線數字電視機頂盒相關國家標準153
（七）有線數字電視機頂盒相關行業(yè)標準154
十、廣播電視網與其他電信網絡的關系155
十一、關于基于CATV的家庭網絡討論155
第八章　數字家庭網絡總體技術概述157
一、數字家庭概念158
（一）數字家庭是一個發(fā)展中的概念158
（二）數字家庭是一個集合和融合的概念158
（三）數字家庭發(fā)展的主要技術困難158
二、數字家庭發(fā)展策略和設計要求159
（一）數字家庭發(fā)展策略159
（二）數字家庭技術設計要求159
三、家庭網絡概念160
（一）用戶駐地網（CPN）160
（二）家庭網絡的形成背景161
四、家庭網絡參考模型163
（一）家庭網絡工作環(huán)境163
（二）家庭網絡參考模型163
（三）家庭網絡的網絡結構164
五、家庭網絡分類165
（一）家庭網絡按業(yè)務分類165
（二）家庭網絡按網絡機理分類165
（三）家庭網絡按實現技術分類167
六、家庭網絡傳輸系統(tǒng)概況167
（一）電力線傳輸系統(tǒng)167
（二）無線寬帶局域網168
（三）電力線/藍牙混合方案168
七、家庭網絡的用戶/網絡接口概況169
（一）接入網絡家庭接口169
（二）承載業(yè)務169
（三）用戶終端業(yè)務169
八、家庭網絡基本技術體制討論170
（一）家庭網絡設計依據170
（二）家庭網絡設計的基本考慮170
（三）家庭傳輸系統(tǒng)設計171
（四）家庭網關設計考慮171
九、家庭網關在家庭網絡中的支持作用172
（一）家庭網關對家庭終端的支持172
（二）家庭網關對公共網絡的支持172
（三）家庭網關對服務提供商的支持172
（四）家庭網關對網絡運營商的支持173
（五）家庭網關對電信業(yè)務的支持173
十、對家庭網關的功能要求173
（一）網絡與公共電信網絡之間的連接功能173
（二）WAN和LAN接口協(xié)議174
（三）提供對業(yè)務的處理能力174
（四）保障業(yè)務質量能力174
（五）提供運營級的、可運營、可管理的設備174
（六）對家庭網設備的其他總體要求174
第九章　數字家庭業(yè)務系統(tǒng)參考示例176
一、PSTN多電話終端系統(tǒng)178
二、PSTN利用雙絞線兼通數據業(yè)務系統(tǒng)178
三、PSTN家庭監(jiān)視控制系統(tǒng)179
四、個人計算機在家庭內可搬移（電纜連接）系統(tǒng)180
五、個人計算機在家庭內可搬移（無線連接）系統(tǒng)181
六、基于各種電信網絡的會議電視系統(tǒng)182
七、有線電視（CATV）單向傳輸HFC寬帶綜合業(yè)務網183
八、有線電視（CATV）雙向傳輸HFC寬帶綜合業(yè)務網184
九、基于HFC的電纜數字電視系統(tǒng)（DVB-C）184
十、基于HFC的ATM（ATHOC）系統(tǒng)186
十一、利用CATV光纜多余光纖建設獨立電話網方案188
十二、圖文電視系統(tǒng)和圖文廣播系統(tǒng)189
十三、便攜式網絡瀏覽器（WebPAD）190
十四、家庭電話線網絡聯盟（HomePNA）190
十五、家庭電力線插座（HomePlug）191
十六、家庭射頻技術（HomeRF）191
十七、通用即插即用（UPnP）技術192
十八、視頻直播系統(tǒng)（WebTV）193
十九、多媒體娛樂中心（Media Center）193
（一）多媒體娛樂中心的功能193
（二）多媒體娛樂中心的構成194
（三）多媒體娛樂中心的特點194
第十章　我國數字家庭網絡技術標準研究進展195
一、家庭網絡標準研究內容分類196
二、家庭網絡標準研究組織分類196
（一）“閃聯”（IGRS）196
（二）e家佳（ITopHome）197
（三）中國通信標準化協(xié)會（CCSA）197
三、基于電信網絡的家庭網絡標準制訂的總體考慮198
（一）家庭網絡的管理考慮199
（二）家庭網絡的業(yè)務質量考慮199
（三）家庭網絡的安全考慮199
（四）家庭網絡的業(yè)務考慮199
四、“基于電信網絡的家庭網絡總體技術要求”報批公示稿1200
（一）范圍200
（二）規(guī)范性引用文件201
（三）名詞術語與定義202
（四）縮略語202
（五）家庭網絡與電信網絡的連接203
（六）家庭網絡支持的電信類業(yè)務204
（七）家庭網絡參考模型205
（八）家庭網絡功能要求206
（九）家庭網絡的媒體格式209
（十）家庭網絡的編號及地址210
（十一）家庭網絡的性能210
（十二）家庭網絡設備EMC要求211
（十三）家庭網絡設備環(huán)保要求211
五、“基于電信網絡的家庭網絡設備技術要求”報批公示稿2211
（一）范圍212
（二）規(guī)范性引用文件213
（三）名詞術語與定義213
（四）縮略語213
（五）家庭網關的定義及分類215
（六）家庭網關的功能參考模型217
（七）接入功能218
（八）聯網功能218
（九）傳送功能218
（十）地址功能218
（十一）QoS保障功能219
（十二）安全功能220
（十三）遠程管理功能221
（十四）本地管理功能222
（十五）性能222
（十六）整機要求222
第十一章　數字家庭網絡技術預研項目225
一、家庭網絡服務質量保障226
（一）家庭網絡服務質量保障功能226
（二）全網服務質量保障要求226
（三）立項的必要性227
二、家庭網絡的網絡安全228
（一）家庭網絡的網絡安全概念228
（二）信息系統(tǒng)安全結構228
（三）網絡對抗概念228
（四）家庭網絡面臨的安全問題229
（五）家庭網絡需要設置的安全研究課題229
三、標識認證技術229
（一）認證技術是構建可信社會的技術基礎229
（二）CPK可信認證系統(tǒng)230
（三）CPK可信認證系統(tǒng)的特點231
（四）家庭網絡采用CPK可信認證系統(tǒng)的必要性231
四、家庭網絡的遠程管理232
（一）家庭網絡遠程管理的必要性232
（二）遠程管理系統(tǒng)架構232
（三）遠程管理系統(tǒng)的接口232
（四）遠程管理的對象233
（五）遠程管理功能233
（六）立項的必要性233
五、家庭網絡的聯網技術234
（一）家庭網絡聯網的典型思路234
（二）課題任務234
六、家庭網絡的IP地址分配234
（一）IP地址分配方式的影響234
（二）IP地址的分配原則234
（三）IP地址分配方式分類235
（四）公網地址與私網地址分類235
（五）橋接型或路由型家庭網關分類235
（六）立項的必要性236
七、正交頻率復用（OFDM）技術236
（一）OFDM的發(fā)展歷程236
（二）基本特點236
（三）主要標準236
（四）OFDM在數字電視地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)中的應用237
八、家庭網絡電磁兼容（部標預計研究標準）237
（一）有關國家電磁兼容標準237
（二）課題任務240
九、家庭網絡環(huán)境保護（部標預計研究標準）240
（一）有關安全性國家標準240
（二）課題任務241
十、家庭電力線傳輸系統(tǒng)241
（一）電力線傳輸技術現狀241
（二）一個重要機會242
（三）課題任務242
十一、家庭網絡的用戶終端融合242
（一）家庭網絡現實狀況242
（二）家庭網絡的發(fā)展策略242
（三）家庭網絡發(fā)展的切入點243
（四）課題任務243
十二、軟網關技術243
（一）網關設計問題243
（二）軟交換設計思路值得借鑒243
（三）NGN總體參考模型244
（四）課題任務244
十三、基于HFC/ELC的家庭網絡試驗系統(tǒng)245
（一）網絡結構245
（二）實現功能246
（三）主要特點246
（四）研制開發(fā)工作247
結語248
一、數字家庭的基本概念249
二、數字家庭的支持技術249
三、數字家庭的技術標準250
四、數字家庭的技術預研項目250
五、一些值得深入思考的問題251
六、關于本書的局限性252
參考文獻253
全集出版后記254