现代通信接入网技术(微课版)

工业和信息化部“十四五”规划教材;配有微课视频
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张庆海 (作者) 978-7-115-61338-7

关于本书的内容有任何问题,请联系 刘尉

1.获评工业与信息化部“十四五”规划教材;
2.对接现代通信工程现网技术,应用通信行业主流设备,无缝对接社会需求;
3.主编为国家现代通信工程本科专业教学标准研制组专家成员、相关赛项的全国职业技能大赛专家组成员;
4.配有详细的微课视频

内容摘要

随着通信技术迅猛发展,通信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化方向发展,人们对通信业务多样化的需求不断提高。本书以当前各种接入网技术为主线,全面、系统地介绍各种现代通信接入网的技术理论和工程实践,共7 个模块,包括通信接入网基础认知、LAN 接入技术、EPON 技术、GPON 技术、10G PON 技术、WLAN 技术和ODN工程实施与运维。
本书以产教融合为背景,采用模块化结构,力求做到内容新颖、知识全面、应用深入、案例引导、由浅入深。本书在编写过程中,注重基本概念和基本原理掌握与实际应用的紧密结合。
本书既可作为职业本科、应用型本科以及高等职业院校通信和电子信息类专业的教材,也可供ICT领域相关技术人员和管理人员使用。

前言

通信网不断发展,从模拟通信到数字通信,从电缆到光缆,从有线到无线,一代又一代新技术、新系统层出不穷。在新一代通信网络体系结构中,接入网作为网络的“最后一公里”,在工程应用中面广、量大,技术复杂。随着以IP业务为代表的数据通信业务的“爆炸式”增长和通信市场的日益开放,接入网呈现出综合化、数字化、智能化、宽带化的主要特征。随着我国职业教育体系的日趋完善,高等职业教育培养出的学生不仅需要扎实的理论基础,也需要高超技能。在产教融合背景下,为紧跟时代发展,进一步缩小毕业生能力与社会需求的差距,实现就业的无缝对接,高等职业院校迫切需要具有鲜明时代特色的教材。本书就是根据这一时代需求,依据相关专业教学标准而编写的。
本书的人才培养目标以党的二十大精神为指引,从知识、能力、素质等方面充分体现立德树人的根本任务,在传授专业知识、提高专业技能的同时,更加注重素质提升,从科学素养、职业素质等方面全面落实,积极推进三全育人。
本书以产教融合为背景,采用模块化结构,以现代通信接入网技术为主线,全面、系统地介绍相关技术理论和工程实践,各模块基本按“学习目标→重点/难点→情境描述→知识引入→技能演练→思考与练习”的架构进行内容组织,让工程流程与教学环节相呼应,技术理论和工程实践相结合。
全书共7个模块,内容如下。
模块1,通信接入网基础认知,主要内容包括通信接入网的发展和基本概念以及典型接入网技术等。
模块2,LAN接入技术,理论内容主要包括TCP/IP基本原理、以太网基本原理、虚拟局
域网技术以及LAN接入典型组网等;工程实践以不同规模的LAN接入网组建为背景,按照工程建设的步骤,首先通过仿真进行方案设计,其次对设备认知、设备安装、数据配置、系统调试等不同环节的岗位所需技能进行演练。
模块3,EPON技术,理论内容主要包括EPON的技术原理、关键技术等;工程实践以用EPON技术实现基本的宽带网络业务为工程背景,对设备认知、设备安装、数据配置、功能验证等不同环节的岗位所需技能进行演练。
模块4,GPON技术,理论内容主要包括GPON的技术原理、关键技术等;工程实践以实现宽带业务和语音业务为工程背景,对设备认知、设备安装、数据配置、功能验证等不同环节的岗位所需技能进行演练。
模块5,10G PON技术,理论内容主要包括10G EPON和XG(S)-PON两类技术,对不同的10G PON技术原理进行介绍;工程实践以实现IPTV、三网融合等业务为工程背景,对设备认知、设备安装、数据配置等不同环节的岗位所需技能进行演练。
模块6,WLAN技术,理论内容主要包括WLAN技术原理、关键技术以及Wi-Fi6新技术等;工程实践根据不同的无线接入需求,对组网设计、设备认知、设备安装、数据配置、功能验证等不同环节的岗位所需技能进行演练。
模块7,ODN工程实施与运维,理论内容主要包括有关无源光网络的结构组成、工程实施与运维方面的知识;工程实践以典型无源光网络的建设为工程背景,对工程实施、工程测试验收等不同环节的岗位所需技能进行演练。
本书配备丰富的数字化教学资源,包括PPT课件、教学大纲、习题答案、微课视频等,实现了纸质教材与数字资源的结合。教师可在人邮教育社区(https://www.ryjiaoyu.com)网站注册、登录后下载相关资源,微课视频可通过扫描书中二维码直接观看。
本书由南京工业职业技术大学张庆海担任主编;南京工业职业技术大学李坡、嘉环科技股份有限公司陈晓刚担任副主编;南京工业职业技术大学董鹏、李敏,南京理工大学紫金学院张雨,嘉环科技股份有限公司单世亮、吴捷、高文鹏等参编。编者在编写本书过程中还得到了来自中国通信学会、人民邮电出版社、华为技术有限公司、南京广播电视系统工程公司、南京牧信科技有限公司等单位的领导、专家和老师等的大力支持与指导,在此表示最诚挚的谢意!
由于编者水平有限,书中难免存在疏忽、遗漏或其他不妥之处,承蒙读者指教及提出修改建议,以便将来修订时更好地完善本书,编者将不胜感激!

目录

模块1 通信接入网基础认知 1
【学习目标】 1
【重点/难点】 1
【情境描述】 1
【知识引入】 1
1.1 通信接入网的概念 1
1.1.1 通信网络结构 1
1.1.2 通信接入网的发展 3
1.1.3 通信接入网的结构组成 3
1.1.4 接入网在通信网中的位置 4
1.2 通信接入网的标准 5
1.2.1 电信接入网标准 5
1.2.2 IP接入网标准 6
1.2.3 G.902标准与Y.1231标准的比较 7
1.2.4 接入网的功能 7
1.3 接入网分类 8
1.3.1 按拓扑结构分类 8
1.3.2 按传输介质分类 8
1.3.3 按带宽分类 9
1.3.4 按接入技术分类 9
1.4 典型接入网技术简介 9
1.4.1 xDSL技术 9
1.4.2 以太网接入技术 11
1.4.3 HFC技术 11
1.4.4 光纤接入技术 12
1.4.5 无线接入技术 13
【思考与练习】 16
模块2 LAN接入技术 18
【学习目标】 18
【重点/难点】 18
【情境描述】 18
【知识引入】 19
2.1 数据通信基础 19
2.1.1 TCP/IP协议栈 19
2.1.2 IP编址 24
2.1.3 子网划分 26
2.2 以太网技术原理 29
2.2.1 以太网发展历史 29
2.2.2 以太网的分类与标准 31
2.2.3 以太网工作原理 33
2.3 虚拟局域网技术 39
2.3.1 VLAN概述 40
2.3.2 VLAN的划分方法 40
2.3.3 VLAN技术原理 41
2.4 以太网接入的控制与管理 44
2.4.1 接入网控制与管理的概念 44
2.4.2 DHCP 45
2.4.3 PPP与PPPoE 48
2.5 LAN接入典型组网 50
2.5.1 LAN接入的技术方案设计 50
2.5.2 LAN接入的网络结构设计 51
2.5.3 LAN接入设备的选用 52
2.5.4 以太网LAN接入设备的
供电 54
【技能演练】 55
2.6 网络仿真环境搭建 55
2.7 以太网接入设备安装 56
2.7.1 网线的制作 56
2.7.2 LAN接入设备的认知与安装 57
2.8 LAN接入设备数据配置 59
2.8.1 设备数据配置环境的搭建 59
2.8.2 交换机数据配置基本操作 59
2.8.3 LAN接入组网应用 61
【思考与练习】 63
模块3 EPON技术 67
【学习目标】 67
【重点/难点】 67
【情境描述】 67
【知识引入】 67
3.1 PON技术概述 67
3.1.1 PON技术的产生和发展 68
3.1.2 PON的网络结构 68
3.1.3 PON的传输机制 68
3.2 EPON的技术原理 69
3.2.1 EPON系统组成 69
3.2.2 EPON协议栈 70
3.2.3 EPON的传输原理 71
3.2.4 EPON的安全性 73
3.3 EPON的关键技术 73
3.3.1 多点控制协议 73
3.3.2 测距与同步技术 76
3.3.3 动态带宽分配技术 77
3.3.4 突发控制技术 78
【技能演练】 79
3.4 EPON设备认知 79
3.4.1 OLT 79
3.4.2 ONU 84
3.5 EPON技术应用 85
3.5.1 EPON设备组网 85
3.5.2 OLT设备安装 85
3.5.3 OLT设备配置环境搭建 87
3.5.4 OLT基本操作 90
3.5.5 管理环境配置 97
3.5.6 接入网VLAN与业务流 102
3.5.7 EPON组网与业务配置 106
【思考与练习】 110
模块4 GPON技术 112
【学习目标】 112
【重点/难点】 112
【情境描述】 112
【知识引入】 113
4.1 GPON技术概述 113
4.1.1 GPON技术的产生和发展 113
4.1.2 GPON技术特点 113
4.1.3 GPON与EPON标准的比较 114
4.2 GPON技术原理 114
4.2.1 GPON系统结构 114
4.2.2 GPON协议栈 115
4.2.3 GPON的工作原理 116
4.3 GPON关键技术 121
4.3.1 测距技术 121
4.3.2 动态带宽分配技术 122
4.3.3 前向纠错技术 122
4.3.4 线路加密技术 123
4.3.5 组网保护技术 124
4.4 GPON设备认知 126
4.4.1 中兴GPON设备 126
4.4.2 华为GPON设备 128
【技能演练】 131
4.5 GPON组网应用 131
4.5.1 宽带业务配置 131
4.5.2 语音业务基础原理及数据
配置 137
【思考与练习】 147
模块5 10G PON技术 150
【学习目标】 150
【重点/难点】 150
【情境描述】 150
【知识引入】 151
5.1 10G EPON技术 151
5.1.1 10G EPON技术标准 151
5.1.2 10G EPON技术原理 152
5.1.3 10G EPON典型应用组网 155
5.2 XG(S)-PON技术 155
5.2.1 XG(S)-PON技术的发展 155
5.2.2 GPON和XG(S)-PON主要技术规格差异 156
5.2.3 网络结构 156
5.2.4 XG(S)-PON工作原理 157
5.2.5 XG(S)-PON安全策略 159
5.2.6 GPON向XG(S)-PON的平滑演进 161
【技能演练】 163
5.3 10G PON 硬件认知 163
5.3.1 OLT 163
5.3.2 典型 OLT单板简介 165
5.3.3 ONU 168
5.4 10G PON组网应用 170
5.4.1 IPTV业务配置 171
5.4.2 视频监控业务配置 177
【思考与练习】 179
模块6 WLAN技术 181
【学习目标】 181
【重点/难点】 181
【情境描述】 181
【知识引入】 181
6.1 WLAN技术原理 181
6.1.1 WLAN的基本概念 181
6.1.2 WLAN的网络结构 183
6.1.3 WLAN协议标准 186
6.1.4 WLAN的接入过程 188
6.1.5 WLAN的关键技术 189
【技能演练】 199
6.2 WLAN的组网设计 199
6.2.1 WLAN的工程勘察 199
6.2.2 WLAN组网方案选择 199
6.2.3 WLAN的频率规划 201
6.2.4 WLAN的覆盖设计 202
6.2.5 WLAN的容量规划 206
6.3 WLAN设备的安装与配置 209
6.3.1 WLAN常用设备 209
6.3.2 AP的硬件安装 211
6.3.3 AC的硬件安装 212
6.4 WLAN设备组网配置 212
6.4.1 WLAN设备组网数据规划 212
6.4.2 WLAN设备组网配置流程 213
【思考与练习】 217
模块7 ODN工程实施与运维 220
【学习目标】 220
【重点/难点】 220
【情境描述】 220
【知识引入】 220
7.1 ODN简介 220
7.1.1 ODN的应用场景 220
7.1.2 ODN组件 222
【技能演练】 228
7.2 ODN工程实施 228
7.2.1 勘测 228
7.2.2 工程设计 229
7.2.3 土建实施 231
7.2.4 光缆布放 232
7.2.5 设备安装 233
7.2.6 光纤成端 234
7.2.7 光线路工程常见故障分析 237
7.3 ODN工程测试验收 237
7.3.1 土建施工验收 237
7.3.2 光缆布放检查 237
7.3.3 器件安装检查 238
7.3.4 链路测试验收 238
7.3.5 ODN业务发放和运维 245
【思考与练习】 246

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作者介绍

张庆海,1968年11月,教授,高级工程师。本科毕业于华东工学院光电技术专业,硕士毕业于清华大学模式识别与智能系统专业。专长于电子通讯、广播电视、智能系统等领域。获国家发明专利授权2项,实用新型专利授权5项;在国内外期刊发表专业论文30多篇;主编并出版教材10本,其中2本为国家规划教材;主持市厅级以上教科研课题近10项。主讲《宽带接入技术》、《广电网络工程》、《数据通信》、《通信工程综合实训》等课程。

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