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
