基于電信系統(tǒng)的家庭網(wǎng)絡(luò)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科論文設(shè)計(jì)（論文）重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書設(shè)計(jì)(論文)題目基于電信系統(tǒng)的家庭網(wǎng)絡(luò)研究教師單位重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院下任務(wù)日期_2013_年_1_月_4_日主要研究?jī)?nèi)容、方法和要求本文主要研究在電信系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中的寬帶技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、無線局域網(wǎng)有系統(tǒng)的講解，再者主要研究藍(lán)牙技術(shù)、Wifi技術(shù)的發(fā)展以及在家庭網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用，還用時(shí)下盛行的手機(jī)Wifi技術(shù)。進(jìn)度計(jì)劃(1)2013.1.4—3.5：結(jié)合論文需要收集、整理、歸納分析資料；(2)3.6—3.15:完成開題報(bào)告；(3)3.16—4.10：查閱資料掌握藍(lán)牙及Wifi技術(shù)的基本原理、基本要求；(4)4.11—5.10：撰寫畢業(yè)論文，寫出論文的基本框架；(5)5.11—5.20：修改論文，送論文審查，準(zhǔn)備答辯；(6)6.1：答辯，完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料的遞交。主要參考文獻(xiàn)[1]楊威.寬帶接入技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：人民郵電出版社，2008[2]房勝,田淑珍，鐘玉琢.一種新的基于藍(lán)牙技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)模型[C].2001.10[3]樓穎.數(shù)學(xué)化家電網(wǎng)絡(luò)軟件平臺(tái)SOPCA中管理系統(tǒng)的研究[D].清華大學(xué)碩士論文，2000.5[4]劍虹，汪敏，朱俊.基于藍(lán)牙技術(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2004.3指導(dǎo)教師簽字：年月日教研室主任簽字：年月日備注：此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，并于畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開始前下達(dá)給學(xué)生。

摘要隨著家用電器，IT產(chǎn)品，通信產(chǎn)品在家庭內(nèi)的普及，家庭內(nèi)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，信息化，自動(dòng)化需求應(yīng)運(yùn)而生，家庭網(wǎng)絡(luò)的概念隨之產(chǎn)生。從家庭網(wǎng)絡(luò)概念的廣義理解出發(fā)，提出家庭網(wǎng)絡(luò)是為了滿足用戶的某些需求而組建的，為用戶提供一定的業(yè)務(wù)與應(yīng)用，并對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)與應(yīng)用、目前家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與應(yīng)用的發(fā)展情況進(jìn)行了分析，提出今后家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模式已經(jīng)不能滿足人們快速增加的需求，所以部署新業(yè)務(wù)，采用新的體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)新型的業(yè)務(wù)平臺(tái)，成為需要研究解決的重要問題。經(jīng)過30年的發(fā)展,家庭網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)集家用電器控制系統(tǒng),家庭娛樂服務(wù)系統(tǒng),家庭安全管理系統(tǒng)三者于一體的一個(gè)集成化系統(tǒng)。其中,家庭娛樂流媒體業(yè)務(wù)成為目前家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域。怎樣更好的滿足家庭客戶的需要,又可兼顧到目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和運(yùn)營(yíng)商的成本是一個(gè)亟待解決的重要課題,而長(zhǎng)期以來的應(yīng)用研究主要集中在了家庭內(nèi)部，對(duì)于家庭之間,即家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間的互聯(lián)、互通幾乎沒有研究。本文通過對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)中的寬帶接入技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、無線局域網(wǎng)都有系統(tǒng)的講解。對(duì)藍(lán)牙技術(shù)和現(xiàn)在盛行的Wifi技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用有較詳細(xì)的講解，也涉獵了Wifi在現(xiàn)在智能手機(jī)上的應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】家庭網(wǎng)絡(luò)寬帶接入技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙技術(shù)家庭WifiABSTRACTAshouseholdappliances,ITproducts,communicationsproductswithinthefamily,familydevicesinthenetwork,informationization,automationrequirementsarisesatthehistoricmoment,theconceptofhomenetworkgenerates.Basedonthegeneralizedunderstandingoftheconceptofhomenetwork,homenetworkisputforwardinordertomeetthecertainrequirementsforusers,forusersprovideacertainamountofbusinessandapplication,andthebusinessofhomenetworkandapplication,thecurrenthomenetworkofthedevelopmentofbusinessandapplicationareanalyzed,putforwardandapplicationtrendofthedevelopmentofhomenetworkbusinessinthefuture.Traditionalnetworkmodecannothavesatisfiedpeople'sneedoftherapidincrease,sothedeploymentofnewbusiness,adoptthenewsystemstructure,developingnewbusinessplatform,hasbecomeanimportantproblemneedtostudytosolve.After30yearsofdevelopment,thefamilynetworkhasbecomeacollectionofhomeappliancecontrolsystem,homeentertainmentsystems,homesecuritymanagementsystemintheintegrationofanintegratedsystem.Amongthem,thefamilyentertainmentstreamingintothehomenetworkoneofthefastestdevelopingareas.Howtobettermeettheneedsofdomesticcustomers,butalsogiveattentiontotwoormorethingsarrivesthecostofthecurrentnetworkarchitectureandoperatorsisanimportantsubjecttobesolved,andtheresearchesaremainlyconcentratedinthefamilyforalongtime,forthefamily,thefamilygatewaydeviceinterconnectionbetween,eachotheralmostnoresearch.Thisarticlethroughtothehomenetworkofthebroadbandaccesstechnology,bluetooth,wirelesslocalareanetwork(LAN)system,theinterpretationof【Keywords】HomenetworkBroadbandaccesstechnologyAwirelessnetworkBluetoothtechnologyThefamilyofWifi目錄前言 1第一章家庭網(wǎng)絡(luò)的概述 2第一節(jié) 家庭網(wǎng)絡(luò)的概述及研究目的 2第二節(jié)寬帶接入的提出 3一、寬帶接入的背景 3二、寬帶接入的特點(diǎn) 4第三節(jié) 寬帶接入技術(shù)概述 4一、 XDSL接入 5二、CableModem接入 5三、無線接入 6四、光纖接入 6五、電力接入 7第二章家庭網(wǎng)絡(luò)中的無線局域網(wǎng) 8第一節(jié)無線技術(shù)發(fā)展推動(dòng)市場(chǎng)的需求 8一、無線網(wǎng)絡(luò)WLAN出現(xiàn)的必然性 8二、無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì) 8第二節(jié)無線局域網(wǎng)WLAN技術(shù) 9一、無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn) 9二、無線組網(wǎng)技術(shù) 12第三章家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi和藍(lán)牙技術(shù) 14第一節(jié)家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi技術(shù) 14一、Wifi技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用 14二、Wifi的優(yōu)勢(shì) 14三、Wifi在家庭網(wǎng)絡(luò)中的組建 15四、Wifi在手機(jī)上的應(yīng)用 17第二節(jié)藍(lán)牙技術(shù) 18一、藍(lán)牙中的關(guān)鍵技術(shù) 18二、藍(lán)牙技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 21三、藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展中存在的問題 26第四章電信系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)況 28第一節(jié)基于電信系統(tǒng)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求 28一、家庭網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)的連接 28二、基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系 30第二節(jié)家庭網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)況 30第五章電信系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展 33第一節(jié)家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求 33第二節(jié)家庭網(wǎng)絡(luò)在電信系統(tǒng)中的未來發(fā)展 34一、融合型家庭網(wǎng)關(guān) 34二、無線接入網(wǎng)關(guān) 35三、家庭組網(wǎng)有線與無線并存 35四、運(yùn)營(yíng)商角逐家庭網(wǎng)絡(luò) 36結(jié)論 38致謝 39參考文獻(xiàn) 40附錄 41一、 英文原文 41二、 英文翻譯 45前言隨著家用電器、通過信產(chǎn)品在家庭內(nèi)的普及，家庭生活的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、自動(dòng)化的需求也應(yīng)運(yùn)而生，家庭網(wǎng)絡(luò)的概念也就隨之出現(xiàn)。數(shù)字化進(jìn)程的日益加深，人們的家居生活越來越明顯地印上“網(wǎng)絡(luò)”的烙印，最突出的表現(xiàn)就是家電開始走向數(shù)字化，網(wǎng)路化。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)并且又信息開放的時(shí)代，家庭網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)給人們帶來了很多的方便，無論是在個(gè)人娛樂方面還是在生活方面都方便了許多，例如：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)訂票、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)電視(VOD)、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天（QQ、MSN）、網(wǎng)絡(luò)日記（Blog）、網(wǎng)絡(luò)新聞、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、IP電話以及遠(yuǎn)程醫(yī)療。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代足不出戶就可以看到你所需要的影片或者視頻，并且還可以享受在家里輕松購(gòu)物的感覺，不用大包小包的滿商店的逛，而且還給人們帶來了很多視覺和精神上的享受，最主要的是給那些沒時(shí)間逛街的上班族也帶來了莫大的方便。隨著家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍一點(diǎn)一點(diǎn)的變得廣闊，其起到的作用更是不可磨滅的。藍(lán)牙技術(shù)和無線Wifi技術(shù)的出現(xiàn)是的家庭網(wǎng)絡(luò)的使用更加的方便，更加的先進(jìn)，更加有利于我們的生活。無線Wifi技術(shù)解決了家庭用網(wǎng)的線路問題，而藍(lán)牙技術(shù)則是的短距離內(nèi)更加方便我們使用網(wǎng)絡(luò)。第一章家庭網(wǎng)絡(luò)的概述家庭網(wǎng)絡(luò)的概述及研究目的家庭網(wǎng)絡(luò)（HomeNetwork）：指的是融合家庭控制網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息網(wǎng)絡(luò)于一體的家庭信息化平臺(tái)，是在家庭范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息設(shè)備、通信設(shè)備、娛樂設(shè)備、家用電器、自動(dòng)化設(shè)備、照明設(shè)備、保安（監(jiān)控）裝置及水電氣熱表設(shè)備、家庭求助報(bào)警等設(shè)備互連和管理，以及數(shù)據(jù)和多媒體信息共享的系統(tǒng)。家庭網(wǎng)絡(luò)隨著用戶的需求、政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而發(fā)展。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成了智能化家庭設(shè)備系統(tǒng)，提高了家庭生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂的品質(zhì)，是數(shù)字化家庭的發(fā)展方向。家庭網(wǎng)絡(luò)可以提供集成的語音、數(shù)據(jù)、多媒體、控制和管理等功能，從而達(dá)到信息在家庭內(nèi)部與外部之間的充分流通和共享，讓人們的家庭生活更好的與外界接軌，同時(shí)也可以更好的學(xué)習(xí)外界的新事物。今天，不同行業(yè)（包括IT/家電業(yè)、通信業(yè)、小區(qū)物業(yè)）對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的不同理解都是根據(jù)不同的用戶需求而來的。根據(jù)用戶的需求，家庭網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)與應(yīng)用帶給消費(fèi)者的體驗(yàn)可以僅限于家庭內(nèi)部，小區(qū)內(nèi)部，也可以是任意時(shí)間任意地點(diǎn)。這些業(yè)務(wù)與應(yīng)用包括：照片、音樂、影片等共享；文件、打印共享；空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、燈光控制；煙霧、煤氣泄漏、防盜報(bào)警；水、電、煤三表數(shù)據(jù)自動(dòng)讀??；各類電話/傳真、可視通信、互聯(lián)網(wǎng)訪問；IPTV、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)游戲；遠(yuǎn)程家電控制、遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程報(bào)警。家庭網(wǎng)絡(luò)涉及的設(shè)備是下列設(shè)備中的多個(gè)：計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、投影儀、手機(jī)、IP電話、錄像機(jī)、電視機(jī)、機(jī)頂盒、A/V設(shè)備、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、洗衣機(jī)、冰箱、微波爐、安防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、電動(dòng)窗簾系統(tǒng)、自動(dòng)煙霧探測(cè)、水表、氣表、電表等。目前，在國(guó)內(nèi)外一些小區(qū)、社區(qū)流行著“智能化小區(qū)”的概念，通過各種技術(shù)為人們的生活帶來的方便變現(xiàn)還有以下方面：①為自來水、煤氣、電力、暖氣的集中抄表提供了方便。②為小區(qū)和家庭安防直接將安防信息和警報(bào)發(fā)給所在小區(qū)警備室、接到派出所提供了方便。③接入小區(qū)服務(wù)、社區(qū)醫(yī)院等系統(tǒng)，只要用戶觸發(fā)按鍵，位置信息將自動(dòng)發(fā)送到小區(qū)急救平臺(tái)或相關(guān)社區(qū)醫(yī)院。通過家庭網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)以下的業(yè)務(wù)與應(yīng)用：①通過與Internet互聯(lián)，機(jī)頂盒和電視機(jī)或者電腦實(shí)現(xiàn)VOD點(diǎn)播，并提供個(gè)性化的信息服務(wù)及互動(dòng)的Internet娛樂游戲等。②實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部各種信息終端的高速信息共享。如：PDA、PC之間的數(shù)據(jù)共享。③通過家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)各種家用電器設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)和檢測(cè)，如對(duì)微波爐、洗衣機(jī)、空調(diào)、燈光、電動(dòng)窗簾、溫度和濕度控制器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器等的控制。④實(shí)現(xiàn)放到報(bào)警、自動(dòng)煙霧檢測(cè)器、有害氣體檢測(cè)裝置自動(dòng)報(bào)警，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶手機(jī)、Email信箱或者小區(qū)的管理中心。⑤通過在家中安裝攝像頭，利用家庭網(wǎng)關(guān)作為食品服務(wù)器，用戶在遠(yuǎn)端通過Internet可以實(shí)時(shí)監(jiān)控家庭安全。家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能可以定位為以下三大方面：①家庭娛樂：觀看影片、聆聽音樂、上網(wǎng)購(gòu)物、聊天、關(guān)注新聞等②電信及廣播業(yè)務(wù)：VOD、VOIP、IPTV、個(gè)人影音studio、家庭共享③控制及監(jiān)視功能：安防、電器控制、電源管理。第二節(jié)寬帶接入的提出一、寬帶接入的背景生活在信息時(shí)代，許多人每天都接觸因特網(wǎng)。如：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)票、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)聊天等，都離不開網(wǎng)絡(luò)，而能為用戶提供這些服務(wù)的技術(shù)，就是寬帶接入技術(shù)。傳統(tǒng)的接入方式是銅線接入，接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)不開放。這種接入方式僅能支持普通的、低速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著光通信技術(shù)和高速調(diào)制技術(shù)（如ADSL

）的突破，以及用戶多高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)需求的推進(jìn)，接入網(wǎng)技術(shù)在20世紀(jì)90年代飛速發(fā)展。其趨勢(shì)是設(shè)備上網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，接口開放，用戶接口速率提升，對(duì)不同業(yè)務(wù)的支持能力更強(qiáng)。我國(guó)接入網(wǎng)的建設(shè)始于20世紀(jì)90年代中期，網(wǎng)上運(yùn)行的接入網(wǎng)設(shè)備絕大部分是窄帶接入系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上的Internet的訪問人數(shù)日益增加，用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳送速率的需求也是與日俱增，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬形成巨大的壓力，特比是接入部分，為解決Internet業(yè)務(wù)煩人高速接入問題，提出了寬帶接入技術(shù)。寬帶接入技術(shù)的提出是市場(chǎng)的需求、是人們網(wǎng)絡(luò)生活的需求。二、寬帶接入的特點(diǎn)寬帶（broadband）從技術(shù)上說，是指統(tǒng)一傳輸介質(zhì)上，可以利用不同的頻道進(jìn)行多重并行傳輸，而且速率在1.54Mbit/s以上。通常人們把骨干網(wǎng)傳輸速率在2.5Gbit/s以上、接入網(wǎng)的傳輸速率能夠達(dá)到1Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)即為寬帶網(wǎng)。寬帶到底需要多寬，才能滿足人們的需求？經(jīng)研究認(rèn)為超過300kbit/s就可以作為一個(gè)比較合理的寬帶應(yīng)用?，F(xiàn)在的寬帶其傳輸速率通常為2Mbit/s，已經(jīng)能夠滿足人們的大量的下載及影音傳輸?shù)幕拘枰恕Ｔ趯?shí)際應(yīng)用中，寬帶網(wǎng)的接入層（位于用戶區(qū)的局域網(wǎng)），局域網(wǎng)可以是寬帶網(wǎng)的一個(gè)終端系統(tǒng)，寬帶接入特點(diǎn)有以下四點(diǎn)：①傳輸帶寬，可靠性和擴(kuò)展性強(qiáng)。②提供各種多媒體服務(wù)（視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)、電視會(huì)議、視頻電話等）③隨時(shí)上網(wǎng)，無需使用電話線，不受時(shí)間限制。④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。寬帶接入技術(shù)概述近年來，寬帶業(yè)務(wù)在國(guó)內(nèi)乃至全世界都地非常盛行的，發(fā)展也是突飛猛進(jìn)的，接入技術(shù)也是多種多樣，目前使用較多的有：XDSL技術(shù)、LAN技術(shù)、光纖技術(shù)、無線技術(shù)、CableModem技術(shù)和電力線載波技術(shù)（PLC）。XDSL接入數(shù)字用戶線（DSL）是一種不斷發(fā)展的寬帶技術(shù)，該技術(shù)采用先進(jìn)的編碼技術(shù)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)在常規(guī)電話線上傳送寬帶信號(hào)。它以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)，在一根銅線上分別傳輸數(shù)據(jù)和語音信號(hào)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)XDSL中的“x”代表各種數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)，因此它又分為IDSL（ISDN數(shù)字用戶環(huán)路）、HDSL（highspeedDSL，利用兩對(duì)線雙向?qū)ΨQ傳輸2Mbit\s的高速數(shù)字用戶環(huán)路）、SDSL（單線對(duì)雙線雙向?qū)ΨQ傳輸?shù)臄?shù)字環(huán)路，傳輸距離比HDSL稍短）、VDSL（甚高速數(shù)字用戶環(huán)路）、ADSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路）。ADSL被譽(yù)為“現(xiàn)代信息高速公路上的快車”。因其具有下載速率高、頻率高、性能優(yōu)良等特點(diǎn)，而且技術(shù)比較成熟，所以得到了廣泛的應(yīng)用。ADSL是運(yùn)行在普通電話上的一種高速寬帶技術(shù)，最初主要是針對(duì)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)開發(fā)的，隨著技術(shù)的發(fā)展，逐步成為了一種較方便的寬帶接入技術(shù)，被業(yè)界所重視。其優(yōu)勢(shì)在于可以充分利用現(xiàn)有的電話線網(wǎng)絡(luò)，在線路兩端加裝上ADSL設(shè)備就可以為用戶提供高帶寬服務(wù)。二、CableModem接入CableModem是有線電視系統(tǒng)普遍采用的一種寬帶接入技術(shù)。CableModem接入需要混合光纖/同軸電纜（HFC）的支持。HFC是指將光纜敷設(shè)到小區(qū)，然后通過光電的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，利用有線電視同軸電纜網(wǎng)連接用戶，提供綜合電信業(yè)務(wù)的技術(shù)。CableModem與以往的Modem在原理上都是將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后在Cable(電纜)的一個(gè)頻率范圍內(nèi)傳輸，接收時(shí)進(jìn)行解調(diào)，傳輸機(jī)與普通的Modem相同，不同之處是通過有線電視的某個(gè)傳輸頻帶進(jìn)行調(diào)制解調(diào)的。但CableModem也有缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)是采用共享結(jié)構(gòu)，隨著用戶的增加，個(gè)人的接入速率會(huì)有所下降，安全保密性也欠佳，另外，由于各地的有線網(wǎng)各自成一體，在一定程度上也限制了CableModem的發(fā)展。無線接入無線上網(wǎng)是近年來興起的一種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。由于擺脫了有線的束縛，是人們可在任何地點(diǎn)以任何方式移動(dòng)上網(wǎng)，因此受到越來越多人的青睞。無線接入技術(shù)分為固定無線接入、移動(dòng)無線接入和蜂窩移動(dòng)三大系列。1.固定無線接入①本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）。LMDS最大的特點(diǎn)是寬帶特點(diǎn)，可用頻譜往往達(dá)1GHz以上。②多點(diǎn)多信道分布式系統(tǒng)（MMDS）。MMDS不需要本地電信或有線廣播公司的支持就能通過安裝在屋頂上的天線為每位用戶提供服務(wù)。③自由空間光通信（FSO）。激光無線通信與以往的利用電磁波無線通信相比，具有容量大、發(fā)射裝置和功率小、不用政府特許證、對(duì)人體無影響等優(yōu)點(diǎn)。2.移動(dòng)無線接入①寬帶無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）。無線局域網(wǎng)絡(luò)是便攜式移動(dòng)通信的產(chǎn)物，終端多為筆記本電腦。其構(gòu)成包括無線網(wǎng)卡、無線接入點(diǎn)（AP）、無線路由器等。WLAN主要用于會(huì)場(chǎng)、校園、廠區(qū)、公共休閑區(qū)域等區(qū)間的用戶終端的無線接入。②藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙是一種短距離無線連接技術(shù)，用于低成本的短距離無線連。家庭信息網(wǎng)絡(luò)由于距離短，也可以利用藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙是實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性規(guī)范，主要用于在筆記本計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話以及其他移動(dòng)設(shè)備（如打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、高品質(zhì)耳機(jī)等）之間建立一種小型、經(jīng)濟(jì)、短距離的無線鏈路，從而方便、快速地實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間的通信。藍(lán)牙技術(shù)的本質(zhì)是設(shè)備間的無線連接。主要用于通信與信息設(shè)備，如手機(jī)、掌上算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等。這樣給家庭網(wǎng)絡(luò)也帶來了很多方便。四、光纖接入光纖接入是指數(shù)據(jù)通信公司局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸介質(zhì)。光纖接入可以分為有源光接入和無源光接入。光纖接入網(wǎng)主要的傳輸介質(zhì)是光纖，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送功能。光纖接入網(wǎng)的產(chǎn)生，一方面是由于internet的飛速發(fā)展促進(jìn)市場(chǎng)迫切的寬帶需求，另一方面得益于光纖技術(shù)的成熟和設(shè)備成本的下降，這些因素使得光纖技術(shù)的應(yīng)用從廣域網(wǎng)延伸到接入網(wǎng)成為可能，為家庭網(wǎng)絡(luò)更帶來了方便“光纖到家”代表通信運(yùn)營(yíng)商把光纖安裝到特定的大樓中，如住宅或公寓或辦公摟。因而，光纖給家庭帶來了很多的方便。五、電力接入電力接入（PLC），俗稱“電力線上網(wǎng)”。PLC利用已有的電力線作為通信載體，加上一些PLC局端和終端調(diào)制器，將原有電力網(wǎng)變成了電力線通信網(wǎng)絡(luò)，將已有的電源插座變?yōu)樾畔⒉遄囊环N寬帶接入方式。它具有覆蓋范圍廣、不必重新布線、連接方便等特點(diǎn)，電力線上網(wǎng)是傳輸數(shù)據(jù)和語音信號(hào)的一種通信方式，具有通道可靠性高、投資方少見效快、與電網(wǎng)建設(shè)同步等得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)。電力線寬帶局域網(wǎng)由電力線以太網(wǎng)橋、電力線調(diào)制解調(diào)器組成的，電力線寬帶局域網(wǎng)產(chǎn)品一般采用以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。典型的電力線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要由3部分構(gòu)成：數(shù)字電力線、電力線交換技術(shù)及上層應(yīng)用電力線網(wǎng)絡(luò)的物理層采用數(shù)字電力線技術(shù)。第二章家庭網(wǎng)絡(luò)中的無線局域網(wǎng)第一節(jié)無線技術(shù)發(fā)展推動(dòng)市場(chǎng)的需求一、無線網(wǎng)絡(luò)WLAN出現(xiàn)的必然性眾所周知，無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正在全世界蓬勃發(fā)展。隨著無線技術(shù)在日常生活中日益普及，人們?cè)絹碓娇释诩抑欣镁W(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地自由地工作、學(xué)習(xí)和娛樂。尤其是筆記本電腦使用的增加，人們也不滿足僅僅坐在書房電腦臺(tái)前上網(wǎng)，而希望可以在更舒適的地方，例如躺在床上或坐在客廳躺椅子上，也能訪問網(wǎng)絡(luò)。而且，現(xiàn)今的很多家庭都擁有了兩臺(tái)甚至兩臺(tái)以上的電腦，這就需要在家庭環(huán)境中具備多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。在家中設(shè)立無線局域網(wǎng)WLAN既簡(jiǎn)單又省錢。人們能在各自房間自由走動(dòng)，隨時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)沖浪，而無需擔(dān)心電纜和插頭。用戶能夠真正“無線”自己的生活，感受前所未有的靈活性和自由性。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸成熟，以快捷高效，組網(wǎng)靈活為優(yōu)勢(shì)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨之飛速發(fā)展。無線局域網(wǎng)是有線局域網(wǎng)的延伸或替代網(wǎng)絡(luò)。無線數(shù)據(jù)通信，與有線網(wǎng)鋪設(shè)相比，數(shù)據(jù)傳輸速率高，高干擾性、保密性較強(qiáng)，不受布線接點(diǎn)位置限制。對(duì)于生活社區(qū)、旅館、機(jī)場(chǎng)車站等人員流動(dòng)性區(qū)域，建立無線局域網(wǎng)是理想的選擇。在過去的幾年中，數(shù)字格式內(nèi)容的普及、寬帶的光反應(yīng)用以及人們對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)興趣的與日俱增，不斷推動(dòng)著數(shù)字媒體娛樂的中心。高性能電腦為用戶提供了全新的數(shù)字媒體控制方法。而無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則幫助克服了墻壁、出口、和纜線的障礙。房間布局、樓城規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)連接和電腦本身的位置等將不再成為消費(fèi)者享受數(shù)字媒體樂趣的障礙。因此隨著社會(huì)的進(jìn)步，隨著人們生活的需求，無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)也就成為必然。二、無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)①可靠性：無線局域網(wǎng)的系統(tǒng)分組丟失率應(yīng)該低于10-5，誤碼率應(yīng)該低于10-8。②兼容性：對(duì)于室內(nèi)使用的無線局域網(wǎng)，應(yīng)盡可能使其跟現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件上相互兼容。③數(shù)據(jù)速率：為了滿足局域網(wǎng)業(yè)務(wù)量的需要，無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)該在1Mbps以上。④通信保密：由于數(shù)據(jù)通過無線介質(zhì)在空中傳播，無線局域網(wǎng)必須在不同層次采取有效的措施以提高通信保密和數(shù)據(jù)安全性能。⑤移動(dòng)性：支持全移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或半移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。⑥節(jié)能管理：當(dāng)無數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)使站點(diǎn)機(jī)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)再激活，從而達(dá)到節(jié)省電力消耗的目的。⑦小型化、低價(jià)格：這是無線局域網(wǎng)得以普及的關(guān)鍵。⑧電磁環(huán)境：無線局域網(wǎng)應(yīng)考慮電磁對(duì)人體和周邊環(huán)境的影響問題。第二節(jié)無線局域網(wǎng)WLAN技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)今年來產(chǎn)生了土匪猛進(jìn)的發(fā)展，目前無線局域網(wǎng)技術(shù)所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有四種：IEEE802.11家族、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)和HomeRF,其中IEEE802.11和藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。家庭網(wǎng)絡(luò)是融合通信網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息網(wǎng)絡(luò)于一體的家庭信息化平臺(tái)。一、無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11.IEEE的802.11標(biāo)準(zhǔn)有很多子集構(gòu)成，它詳細(xì)定義了WLAN中從物理層到MAC層的通信協(xié)議。1997年IEEE開發(fā)了第一個(gè)國(guó)際認(rèn)可局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)制定對(duì)于WLAN的發(fā)展具有非常重要的作用，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①設(shè)備互操作性。使用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，可以使多廠設(shè)備之間具備互操性。標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)了價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，使公司能以更低的研究和發(fā)展經(jīng)費(fèi)開發(fā)WLAN組件，同時(shí)也使一批較小的公司能夠開發(fā)WLAN組件。②產(chǎn)品的快速發(fā)展。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)受到無線網(wǎng)絡(luò)專家嚴(yán)格的論證和檢測(cè)，開發(fā)者可以大膽采用該標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)樵谥贫ㄔ摌?biāo)準(zhǔn)時(shí)已經(jīng)傾注了大量的時(shí)間和精力，從而消除了在執(zhí)行應(yīng)用上的障礙。這將大大的減少了開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)間。③便于升級(jí)，保護(hù)投資。利用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備有助于保護(hù)投資，可以避免專有產(chǎn)品將來被新產(chǎn)品代替后造成系統(tǒng)的損失。WLAN的變革類似于IEEE802.3以太網(wǎng)，經(jīng)過技術(shù)的變革，幾年時(shí)間是標(biāo)準(zhǔn)得到了提高和完善。④價(jià)格的降低。昂貴的設(shè)備價(jià)格一直困擾著WLAN行業(yè)，但是當(dāng)更多的廠家和終端用戶采用了IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，價(jià)格就大幅度的下降。其中一個(gè)原因是廠家將不再需要發(fā)展和支持低質(zhì)量的專有組件以及制造和配套設(shè)備的開支。經(jīng)歷了一個(gè)價(jià)格迅速降低的過程，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也將有一個(gè)價(jià)格降低的過程。在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中，有以下4種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：①獨(dú)立基本服務(wù)集網(wǎng)絡(luò)。②基本服務(wù)集網(wǎng)絡(luò)。③拓展服務(wù)集網(wǎng)絡(luò)。④ESS（無線）網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)使用一個(gè)基本組件，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)稱之為基本服務(wù)集（BSS），它提供一個(gè)覆蓋區(qū)域，使BSS中的占點(diǎn)保持充分的連接。一個(gè)站點(diǎn)可以在BSS內(nèi)自由移動(dòng)，但如果它離開了BSS內(nèi)就不能夠直接與其他站點(diǎn)建立連接了。1.IBSS網(wǎng)絡(luò)IBSS是一個(gè)獨(dú)立的BSS，它沒有接入點(diǎn)作為連接的中心。這種網(wǎng)絡(luò)又叫做對(duì)等網(wǎng)。這種方式連接的設(shè)備互相之間都直接通信而不用經(jīng)過一個(gè)無線接入點(diǎn)來和有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)抗毀性好。建網(wǎng)容易且費(fèi)用較低。為了滿足任意兩個(gè)站點(diǎn)可直接通信，網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)布局受環(huán)境限制較大。因此，而只需要實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備之間互相通信的環(huán)境中特別有用如賓館、會(huì)議中心或者機(jī)場(chǎng)。2.BSS網(wǎng)絡(luò)在BSS網(wǎng)絡(luò)中，要求有一個(gè)無線接入點(diǎn)充當(dāng)中心站，所有點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問均有其控制。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增大時(shí)網(wǎng)絡(luò)吞吐性能及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能的惡化并不劇烈。由于每個(gè)站點(diǎn)只需要在中心站覆蓋范圍之內(nèi)就可與其他點(diǎn)站通信，故網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)布局受環(huán)境限制也小。此外，中心站為接入有線主干網(wǎng)提供了一個(gè)邏輯接入點(diǎn)。BSS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)是抗毀性差，中心點(diǎn)的故障容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，并且中心站點(diǎn)的引入增加了網(wǎng)絡(luò)成本。在實(shí)際應(yīng)用中，WLAN往往與有線主干網(wǎng)結(jié)合起來使用。3.ESS網(wǎng)絡(luò)為了實(shí)現(xiàn)跨越BSS范圍，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了一個(gè)ESSLAN。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)給LLC層在網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)實(shí)體間要求發(fā)送MSDU的服務(wù)下定義。MAC層執(zhí)行的服務(wù)分為站點(diǎn)服務(wù)和分布式系統(tǒng)服務(wù)兩種類型。站點(diǎn)服務(wù)：IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的站點(diǎn)服務(wù)為各站點(diǎn)所提供的功能。站點(diǎn)可以AP，可以安裝無線網(wǎng)卡的筆記本計(jì)算機(jī)。①認(rèn)證：因?yàn)闊o線LAN對(duì)于避免未經(jīng)許可的訪問來說，物理安全性較低，所以IEEE802.11規(guī)定了認(rèn)證服務(wù)以控制LAN對(duì)無線連接相同層的訪問。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)定義了兩種認(rèn)證服務(wù)：開放系統(tǒng)認(rèn)證是IEEE802.11默認(rèn)的認(rèn)證方式。這種認(rèn)證方式非常簡(jiǎn)單，非為兩步：首先，想認(rèn)證另一站點(diǎn)的站點(diǎn)發(fā)送一個(gè)含有發(fā)送站點(diǎn)身份的認(rèn)證管理幀；然后，接收站發(fā)回一個(gè)提醒它是否識(shí)別認(rèn)證站點(diǎn)身份的幀。共享密匙認(rèn)證。這種認(rèn)證假定每個(gè)站點(diǎn)通過一個(gè)獨(dú)立于IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的安全信道，已經(jīng)接收到一個(gè)秘密共享密匙，然后這些站點(diǎn)通過共享密匙的加密認(rèn)證。②不認(rèn)證：當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)不愿與另一個(gè)站點(diǎn)連接時(shí)，它就調(diào)用不認(rèn)證服務(wù)。而且不準(zhǔn)對(duì)方拒絕。站點(diǎn)通過發(fā)送一個(gè)認(rèn)證管理幀來執(zhí)行不認(rèn)證服務(wù)。③加密：有線局域網(wǎng)是通過局域網(wǎng)接入到以太網(wǎng)的端口來管理的，在有線局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)通過線纜直接達(dá)到特定的目的地。分布式系統(tǒng)服務(wù)：IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的分布式系統(tǒng)服務(wù)為整個(gè)分布式系統(tǒng)提供服務(wù)功能。在無線局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)局域網(wǎng)通過無線電波在空中廣播的，因此在發(fā)射機(jī)覆蓋范圍內(nèi)數(shù)據(jù)可以被任何無線局域網(wǎng)絡(luò)終端接收。安裝一套無線局域網(wǎng)好像在任何地方都放置了以太網(wǎng)接口，因此無線局域網(wǎng)使數(shù)據(jù)的保密性成為真正關(guān)心的問題，因?yàn)闊o線局域網(wǎng)上網(wǎng)傳輸不只是直接達(dá)到一個(gè)接收方，而是覆蓋范圍內(nèi)所有終端。IEEE802.11提供了一個(gè)加密服務(wù)選項(xiàng)解決了這問題，將IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的安全級(jí)提高到與有線網(wǎng)絡(luò)相同的程度。IEEE802.11規(guī)定了一個(gè)可選擇的加密成為有線對(duì)的對(duì)等加密，即WEP。在IEEE802.11中，有MAC層負(fù)責(zé)解決客戶端工作站和訪問加入點(diǎn)之間的連接。當(dāng)一個(gè)IEEE802.11客戶端進(jìn)入一個(gè)或者多個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋范圍時(shí)，它會(huì)根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱以及包錯(cuò)誤率來自動(dòng)選擇一個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行連接。一旦被一個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行連接，客戶端就會(huì)將發(fā)送接收信號(hào)的頻道切換為接入點(diǎn)的頻道。二、無線組網(wǎng)技術(shù)在通信發(fā)展過程中，人們?cè)诔浞窒硎艿接芯€通信帶來的便利后，自然會(huì)烤爐使用無線手段來提供相同的服務(wù)，移動(dòng)電話目前正以高于有線電話增長(zhǎng)率的速度發(fā)展便是一個(gè)明證。同樣，在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，以太網(wǎng)的巨大成功同樣促使人們考慮利用無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)有線本地網(wǎng)的應(yīng)用。目前，用于實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)的主要由Wifi.、HomeRF以及Bluetooth（藍(lán)牙）。它們都工作在2.4GHz頻段。該頻段全球開放，即不用申請(qǐng)就可以在世界的任何地方使用這一頻段進(jìn)行通信。1.WifiWifi即IEEE802.11協(xié)議。是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號(hào)。Wifi第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層(MAC層)和物理層。規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基本傳輸介質(zhì)，規(guī)定了物理層和介質(zhì)訪問層的特性。物理層采用紅外、DSSS（直接序列擴(kuò)頻）或FSSS（調(diào)頻擴(kuò)頻）技術(shù)。1999年又增加了IEEE802.11a和IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸速率最高可達(dá)54Mbps。能夠廣泛支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖像、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。2.HomeRFHomeRF(家庭射頻)是在個(gè)人電腦、消費(fèi)電子、外設(shè)、軟件通訊和半導(dǎo)體工業(yè)等各方面領(lǐng)先的公司組織發(fā)起的。旨在將HomeRF發(fā)展成為家庭無線通訊范圍。HomeRF是專門為家庭用戶設(shè)計(jì)的無線局域技術(shù)，由HomeRF工作組開發(fā)。雖然其可以通過家庭中的一臺(tái)主機(jī)在移動(dòng)數(shù)據(jù)和語音設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)通信。但HomeRF開放性不好，而且技術(shù)本身還存在抗干擾性差等缺點(diǎn)。3.Bluetooth（藍(lán)牙）Bluetooth（藍(lán)牙）是一種小型化、低成本的短距離無線通信技術(shù)，可把各種便攜式電腦和蜂窩式移動(dòng)電話用無線網(wǎng)絡(luò)連接起來，達(dá)到計(jì)算機(jī)和通信的更加緊密的連接，提供隨時(shí)隨地的數(shù)據(jù)信息的交換和傳輸。它使用調(diào)頻、時(shí)分多址和碼分多址等先進(jìn)技術(shù)，建立多種通信系統(tǒng)之間的信息傳輸。傳輸速率1mbps，最快可達(dá)3mpbs。它有時(shí)限的帶寬和較小的傳輸距離無法滿足人們的日常應(yīng)用的需求。藍(lán)牙技術(shù)的主要特點(diǎn)：①采用調(diào)頻技術(shù)。數(shù)據(jù)包短，抗信號(hào)衰減能力強(qiáng)。②采用快速調(diào)頻和前向糾錯(cuò)方案以保證鏈路穩(wěn)定，減少同頻干擾和遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的隨機(jī)噪聲影響。③使用2.4GHz的ISM頻段，無須申請(qǐng)?jiān)S可證。④可同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻、視頻信號(hào)。⑤采用FM調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性。第三章家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi和藍(lán)牙技術(shù)第一節(jié)家庭網(wǎng)絡(luò)中的Wifi技術(shù)一、Wifi技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用Internet的迅速發(fā)展，是人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。人們的日常生活已經(jīng)越來越來離不開網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)習(xí)慣了在網(wǎng)上炒股、購(gòu)物、查詢賬目、繳費(fèi)和搜索資料，無線網(wǎng)絡(luò)正快速進(jìn)入家庭。人們迫切希望能夠任何時(shí)間、在任何地方使用網(wǎng)絡(luò)。很顯然，無線網(wǎng)絡(luò)是最佳的選擇，而Wifi技術(shù)則在組建家庭網(wǎng)絡(luò)中是有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的手機(jī)、筆記本電腦等支持Wifi的終端產(chǎn)品月倆月流行。而基于Wifi標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)成為了最為普及的無線組網(wǎng)形式。在家庭中，如果我們能夠把現(xiàn)有的家用電器以及電子產(chǎn)品以某種形式連成無線網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，并將其連入Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度，那將是令人愜意的是Wifi在現(xiàn)在的家庭網(wǎng)絡(luò)中一經(jīng)得到了應(yīng)用，為我們電腦和手機(jī)上網(wǎng)提供了很多方便，尤其現(xiàn)在的智能手機(jī)的使用，流量問題也是用戶很在意的，但Wifi卻為客戶解決了這個(gè)煩惱。Wifi的優(yōu)勢(shì)①無線電波的覆蓋范圍廣。藍(lán)牙的電波覆蓋范圍小，半徑大約只有15米左右，而Wifi的半徑可達(dá)100米。甚至可以副高整棟大樓。②Wifi的傳輸速度很快，最高可達(dá)54Mbps,符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點(diǎn)播（VOD）、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增加值業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。③無須布線，可以不受現(xiàn)實(shí)地理?xiàng)l件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要。只要在需要的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速路線將因特網(wǎng)接入。這樣，在“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波的覆蓋范圍內(nèi)，用戶只要將無線WLAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。④健康安全。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60毫瓦—70毫瓦，而手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦—1瓦間，手持式對(duì)講高達(dá)5瓦。與后者相比，Wifi產(chǎn)品的輻射更小。⑤Wifi應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍。支持Wifi的電子產(chǎn)品越來越多，像手機(jī)、MP4、電腦等，基本上已經(jīng)成為了主流標(biāo)準(zhǔn)配置。而且由于Wifi網(wǎng)絡(luò)能夠很好地實(shí)現(xiàn)家庭范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，適合充當(dāng)家庭中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，家里的其他具備Wifi功能的設(shè)備，如電視機(jī)、影碟機(jī)、數(shù)字音響、數(shù)碼相框、照相機(jī)等，都可以通過Wifi建立通信連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)家庭的數(shù)字化與無線化，使人們的生活變得更加方便與豐富。三、Wifi在家庭網(wǎng)絡(luò)中的組建Wifi定義了兩種類型的設(shè)備。一種無線站。通常通過一臺(tái)PC加上一塊無線網(wǎng)卡構(gòu)成。另一種稱為無線接入點(diǎn)，它的作用是提供無線和有線之間的連接。一個(gè)無線接入點(diǎn)通常由一個(gè)無線輸出口和一個(gè)有線的網(wǎng)絡(luò)接口構(gòu)成。橋接軟件符合802.1d橋接協(xié)議。接入點(diǎn)就像是無線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)無線基站，將多個(gè)無線的接入站聚合到有線的網(wǎng)絡(luò)上。Wifi定義了兩種模式：infrastructure模式和dadhoc模式。由于很多用戶需要訪問有線網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或服務(wù)。所以基本上都會(huì)采用這種模式。Adhoc模式。也稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式或IBSS。1、以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部Internet相連互通，在家庭內(nèi)網(wǎng)和外部Internet之間需要一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)是整個(gè)家庭無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部分，它一方而完成家庭無線網(wǎng)絡(luò)中各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，并且同外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面還負(fù)責(zé)對(duì)家庭中網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行管理和控制。家庭中的網(wǎng)絡(luò)終端頁通過這個(gè)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連通。實(shí)現(xiàn)交互和信息共享。同時(shí)，該網(wǎng)關(guān)還應(yīng)有防火墻能力，能夠避免外界網(wǎng)絡(luò)對(duì)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的非法訪問和攻擊。2、Wifi技術(shù)在家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)在家庭網(wǎng)絡(luò)中，Wifi主要應(yīng)用在各種信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)上。我們可以使用個(gè)人電腦、手持網(wǎng)絡(luò)終端或者遙控與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，并通過家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)各種信息家電實(shí)施有效的管理和控制。因此?？梢圆捎每蛻粢环?wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)關(guān)充當(dāng)服務(wù)器的角色，控制設(shè)備對(duì)各種信息家電的控制也通過網(wǎng)關(guān)完成。家庭網(wǎng)關(guān)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部件。所有的信息家電以及控制設(shè)備都要連接到這個(gè)網(wǎng)關(guān)上。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)，還要與外部的Internet互連。那么網(wǎng)關(guān)需要實(shí)現(xiàn)Wifi，并提供如TCP、HTIP等高層應(yīng)用和圖行用戶界面。家庭網(wǎng)關(guān)基于嵌入式Linux進(jìn)行架構(gòu)。由嵌入式Unux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Wifi功能，并提供圖形用戶界面和TCP、HTIP、Web-Server高層應(yīng)用。用戶可以通過身份鑒別后登錄家庭網(wǎng)關(guān)，并使用系統(tǒng)提供的圖形控制界面對(duì)信息家電進(jìn)行控制和管理。家庭網(wǎng)關(guān)同時(shí)支持嵌入式Web服務(wù)器。當(dāng)我們合法登錄后，就可以使用該服務(wù)器提供的Web頁面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各種信息家電進(jìn)行管理和控制。嵌入式的Web服務(wù)器可選用boa，它是嵌入式Lmux下應(yīng)用最為廣泛的HTTP服務(wù)器程序，，功能全面。并且能夠很好的支持CGI技術(shù)進(jìn)行服務(wù)器端的擴(kuò)展。并且boa支持大家廣泛熟悉的C語言來實(shí)現(xiàn)CCI程序。家庭網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)后，完成系統(tǒng)的初始化，并加載相關(guān)的服務(wù)。將接受到的用戶的控制或查詢命令進(jìn)行處理，CCI程序?qū)⒚钷D(zhuǎn)換成UDCP報(bào)文，通過Wifi模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的信息家電或控制設(shè)備。同時(shí)，家庭網(wǎng)關(guān)還通過Wifi來接收信息家電的當(dāng)前狀態(tài)信息，通過處理后將其反饋給控制設(shè)備，以便用戶使用。3、信息家電模塊信息家電上的Wifi功能有兩種實(shí)現(xiàn)模式。一種是信息家電自身帶有Wifi功能。這是理想的狀態(tài)?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多家用電器比如電視機(jī)、DVD等都已經(jīng)具備了此功能。第二種是對(duì)原本不帶Wifi功能的家用電器進(jìn)行Wifi擴(kuò)展。可選用Rabbit公司的Wifi核心模塊和其相應(yīng)的開發(fā)包進(jìn)行相關(guān)擴(kuò)展。由于信息家電的高端功能都由家庭網(wǎng)關(guān)來完成，所以可以不用實(shí)現(xiàn)Wifi的上層協(xié)議，只實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制。信息家電將自身采集到的各種狀態(tài)信息傳遞給其自身的或者是擴(kuò)展的微控制器，微控制器接收到這些數(shù)據(jù)后將其轉(zhuǎn)換成UDCP報(bào)文，并通過Wifi模塊將其發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。同時(shí)，信息家電還通過Wifi模塊接收自家庭網(wǎng)關(guān)的信息，處理后轉(zhuǎn)換成對(duì)家電的控制或查詢，并將其隨后的狀態(tài)信息由Wifi模塊反饋給家庭網(wǎng)關(guān)。現(xiàn)在越來越多的家用電器及電子產(chǎn)品開始支持Wifi功能。Wifi的普及以及相關(guān)軟件的發(fā)展將會(huì)使家用電器完成功能上的飛躍。通過網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實(shí)現(xiàn)功能上的重構(gòu)和資源的再配置。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和推廣，將家庭中的各種帶有網(wǎng)絡(luò)功能的家用電器通過無線技術(shù)連接成局域網(wǎng)絡(luò)，并與外部Internet相連，構(gòu)成智能化、多功能的現(xiàn)代家居智能系統(tǒng)將會(huì)成為新的流行趨勢(shì)。Wifi在手機(jī)上的應(yīng)用如今許多消費(fèi)者擁有數(shù)字電影、電視劇、音樂和照片庫，他們非常希望能夠從家庭中的任何地方通過無線設(shè)備訪問這些媒體內(nèi)容。802.11n不僅支持多個(gè)并發(fā)用戶和設(shè)備，而且它的超強(qiáng)功能可保證服務(wù)質(zhì)量，確保家庭中所有設(shè)備提供更佳用戶體驗(yàn)，同時(shí)提供智能的內(nèi)容管理和發(fā)布。由于Wifi的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的免費(fèi)頻段，因此WLAN無線設(shè)備提供了一個(gè)世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wifi功能我們打長(zhǎng)途電話，瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無需擔(dān)心速度慢和花費(fèi)高的問題。Wifi在掌上設(shè)備上應(yīng)用越來越廣泛了，高級(jí)賓館，豪華住宅區(qū)，飛機(jī)場(chǎng)以及咖啡廳之類的區(qū)域都有Wifi接口。當(dāng)我們?nèi)ヂ糜?，辦公時(shí)就可以在這些場(chǎng)所使用我們的掌上設(shè)備盡情網(wǎng)上沖浪了。近兩年，市場(chǎng)上支持UMA等技術(shù)，具備WLAN連接功能的智能手機(jī)越來越多。它們除了可以借助GSM/CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過外，還能在Wifi無線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，共享PC上網(wǎng)通話。。為了能用手機(jī)躺在床上上網(wǎng)，開通GPSR。無奈GPRS上網(wǎng)不但速度難以讓人滿意，資費(fèi)也不便宜。但用一臺(tái)無線路由器就可以用手機(jī)和PC共享寬帶上網(wǎng)。目前通過無線路由器或無線AP上網(wǎng)，已經(jīng)成為很多上網(wǎng)用戶的選擇。通過無線路由器、LAN或WLAN，PC可以輕松的利用ADSL、Cable、FTTX等寬帶接入Internet。Wifi手機(jī)通過無線路由器共享上網(wǎng)也非常方便，多數(shù)WIFI手機(jī)不需要做任何設(shè)置，在無線路由器的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，Wifi手機(jī)和無線路由器的默認(rèn)設(shè)置下，Wifi手機(jī)就能自動(dòng)獲取IP地址進(jìn)行無線連接，并利用手機(jī)自帶的IE、MSN等軟件無線上網(wǎng)。當(dāng)然，如果在Wifi手機(jī)和無線路由器都正常開啟的情況下，Wifi手機(jī)無法路由器共享上網(wǎng)，我們就需要檢查一下設(shè)備的設(shè)置。第二節(jié)藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙支持實(shí)時(shí)的同步定向連接和非實(shí)時(shí)的異步無定向連接，分別稱為SCO鏈路和ACL鏈路，前者主要傳送話音等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信息，后者則以數(shù)據(jù)為主。藍(lán)牙支持64kbps的實(shí)時(shí)語音傳輸和各種速率的數(shù)據(jù)傳輸。提供了短距離的無線多媒體通信。藍(lán)牙不但規(guī)定了通信協(xié)議還規(guī)定了應(yīng)用模型（profile）。模型中定義藍(lán)牙協(xié)議中消息與過程的一個(gè)子集，對(duì)使用特定服務(wù)過程中的空中接口給出了確切的描述。如果一個(gè)藍(lán)牙產(chǎn)品符合某個(gè)應(yīng)用模型或者某幾個(gè)應(yīng)用模型，則必須支持模型中所規(guī)定的必備功能、可選功能、條件功能。藍(lán)牙技術(shù)提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無線連接，在任意一個(gè)有效通信范圍內(nèi)，所有設(shè)備的地位都是平等，首先提出通信要求的設(shè)備稱為藍(lán)牙的主從網(wǎng)絡(luò)。一、藍(lán)牙中的關(guān)鍵技術(shù)（一）跳頻技術(shù)調(diào)頻是藍(lán)牙的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)應(yīng)于單時(shí)隙包，調(diào)頻速率為1600跳每秒：對(duì)應(yīng)于多時(shí)隙包，調(diào)頻速率有所降低，但在建鏈時(shí)則提高為3200跳每秒。使用這樣高的調(diào)頻速率，使得藍(lán)牙系統(tǒng)具有足夠的抗干擾能力。藍(lán)牙工作的頻段是全球通用的2.4GHzISM頻段。該頻段對(duì)所有無線電系統(tǒng)都開放，因此，藍(lán)牙在使用過程中經(jīng)常會(huì)遇到不可預(yù)測(cè)的干擾源，例如手機(jī)、無繩電話、微波爐等。這使得藍(lán)牙系統(tǒng)的傳送錯(cuò)誤率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際應(yīng)用水平，為此，采用跳頻技術(shù)是避免干擾的一項(xiàng)有效措施。所謂跳頻技術(shù)，就是將整個(gè)頻帶分成若干跳頻信道（HopChannel）。在一次連接中，藍(lán)牙芯片所控制的收發(fā)器按照一定的碼序列，不斷地從一個(gè)信道跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)信道；而接收方也是按照相同的跳轉(zhuǎn)規(guī)律進(jìn)行通信。這實(shí)際上屬于一種硬件加密手段，除非第三方掌握了接收雙方的切換信道干什么，否則，從理論上計(jì)野外法完整獲得信息的，而干擾源也是不可能按同樣的規(guī)律進(jìn)行干擾的。跳頻的瞬時(shí)帶寬很窄，但通過擴(kuò)展頻譜技術(shù)，可以使這個(gè)窄帶寬被成倍地?cái)U(kuò)展成寬頻帶，使被干擾的可能性變得很小，由此就可以保證傳送的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（二）糾錯(cuò)技術(shù)在藍(lán)牙技術(shù)中使用了三種糾錯(cuò)方案：1/3比例前向糾錯(cuò)碼（1/3FEC）、2/3比例前向糾錯(cuò)碼（2/3FEC）和用于數(shù)據(jù)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)（ARQ）方式。1/3比例前向糾錯(cuò)碼是一種較簡(jiǎn)單的糾錯(cuò)碼方式，屬于重復(fù)碼，實(shí)現(xiàn)時(shí)對(duì)每位信息重復(fù)三次。2/3比例前向糾錯(cuò)碼是一種（15，10）精簡(jiǎn)的漢明碼表示方法，用于部分分組。使用ARQ方式，在一個(gè)時(shí)隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)時(shí)隙得到確認(rèn)（或超時(shí)）信息。只有數(shù)據(jù)在接收端通過了報(bào)頭錯(cuò)誤檢測(cè)和循環(huán)冗余檢測(cè)，被認(rèn)為無錯(cuò)后，才向發(fā)送端反回確認(rèn)信息；否則，返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。（三）邏輯信道藍(lán)牙有五種邏輯信道，他們可以用來傳輸不同類型的信息。LC（控制信道）和LM（鏈路管理）信道用于鏈路層，而UA、UI和US信道則用于攜帶異步、類異步和同步用戶信息。藍(lán)牙有4種基本類型的設(shè)備地址：表3.1藍(lán)牙4種基本類型的設(shè)備地址BD-ADDR48位長(zhǎng)的藍(lán)牙設(shè)備地址（IEEE802標(biāo)準(zhǔn)）。該地址劃分為L(zhǎng)AP（24位地址低端部分）、UAP（8位地址高端部分）和NAP（16位無意義地址部分）。AM-ADDR3位長(zhǎng)的活動(dòng)成員地址。所有的0信息AM_ADDR都用于廣播消息。PM-ADDR8位長(zhǎng)的成員地址，分配給處于暫停狀態(tài)的從單元使用。AR-ADDR訪問請(qǐng)求地址（accessrequestaddress）被暫停狀態(tài)的從單元用來確定訪問窗口內(nèi)從單元—主單元半時(shí)隙，通過它發(fā)送訪問消息。（四）微微網(wǎng)藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，其最基本的網(wǎng)絡(luò)組成是微微網(wǎng)。微微網(wǎng)是通過藍(lán)牙技術(shù)連接起來的一種微型網(wǎng)絡(luò)，由一個(gè)主設(shè)備（Master）和若干個(gè)從設(shè)備（Slave）組成，且從設(shè)備最多為7臺(tái)。主設(shè)備負(fù)責(zé)通信協(xié)議的動(dòng)作，而從設(shè)備則受控于主設(shè)備。一個(gè)微微網(wǎng)可以是2臺(tái)相連的設(shè)備，也可以是8臺(tái)連在一起的設(shè)備，所有設(shè)備單元均采用同一跳頻序列。主從設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。藍(lán)牙給每個(gè)微微網(wǎng)都提供了特定的跳轉(zhuǎn)模式，因此，它允許大量的微微網(wǎng)同時(shí)存在。同一區(qū)域內(nèi)，多個(gè)微微網(wǎng)互聯(lián)形成了分散網(wǎng)。不同的微微網(wǎng)信道有不同的主單元，因而存在不同的跳轉(zhuǎn)模式。（五）安全性藍(lán)牙技術(shù)的無線傳輸特性使它非常容易受到攻擊，因此，安全機(jī)制在藍(lán)牙技術(shù)中顯得尤為重要。雖然藍(lán)牙系統(tǒng)所采用的跳頻技術(shù)已經(jīng)提供了一定的安全保障，但藍(lán)牙技術(shù)仍然需要在應(yīng)用層和鏈路層上提供安全措施。該措施將用于對(duì)等環(huán)境，即藍(lán)牙系統(tǒng)每個(gè)單元中設(shè)備的匹配和加密規(guī)則都將以同樣的方法實(shí)現(xiàn)。在鏈路層，藍(lán)牙的使用四個(gè)參數(shù)來保證系統(tǒng)的安全性：每個(gè)用戶唯一的48位地址、用戶的128位驗(yàn)證密鑰、用戶的8～128位加密密鑰、設(shè)備產(chǎn)生的一個(gè)128位隨機(jī)數(shù)RAND。藍(lán)牙的低層安全是通過基帶和鏈路管理中的鑒權(quán)、匹配和加密完成的。鑒權(quán)基于“競(jìng)爭(zhēng)-應(yīng)答”算法，是藍(lán)牙系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，它允許用戶為個(gè)人的藍(lán)牙設(shè)備建立一個(gè)信任域。校驗(yàn)器發(fā)送一個(gè)LMP-au-randPDU分組給請(qǐng)求者，該P(yáng)DU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）分組含有一個(gè)隨機(jī)數(shù)。請(qǐng)求者根據(jù)獲取的分組計(jì)算出應(yīng)答值，然后將應(yīng)發(fā)回給校驗(yàn)器，驗(yàn)證應(yīng)答值是否正確。當(dāng)兩臺(tái)設(shè)備無共用鏈接字時(shí)，則基于個(gè)人識(shí)別碼PIN和隨機(jī)數(shù)創(chuàng)建初始化字Kinit，這一過程為匹配。Kinit字在校驗(yàn)器向請(qǐng)求者發(fā)出LMP-in-rand時(shí)創(chuàng)建，然后進(jìn)行鑒權(quán)，共計(jì)算過程基于Kinit字，而不是鏈接字。通過鑒權(quán)后，鏈接字即被創(chuàng)建。加密被用來保護(hù)連接中的個(gè)人信息，密鑰由程序的高層來管理。網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議和應(yīng)用程序，可以為用戶提供一個(gè)較強(qiáng)的安全機(jī)制，需要注意的是，加密字節(jié)全不同于鑒權(quán)字。鑒權(quán)字具有靜態(tài)性，而一旦建立加密字，就由運(yùn)行在藍(lán)牙設(shè)備上的具體應(yīng)用，來決定什么時(shí)候和是否需要修改加密字。藍(lán)牙技術(shù)作為一種新的技術(shù)的面試，解決傳統(tǒng)技術(shù)的布線問題，使得不必要出現(xiàn)一些的問題。藍(lán)牙技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用1.系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)基于藍(lán)牙技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，其硬件組成主要包括藍(lán)牙模塊、MCU、傳感器網(wǎng)絡(luò)和家庭計(jì)算機(jī)，總體構(gòu)成如圖3.1所示．從機(jī)由藍(lán)牙模塊、MCU、傳感器組以及外部RAM等組成?？紤]到電話普及率高以及不同家庭的需要，系統(tǒng)可以通過電話線或互聯(lián)網(wǎng)與外界連接．其中與互聯(lián)網(wǎng)連接可以通過嵌入式Modem直接連接，也可以通過家庭計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)連接，后者可以由家庭計(jì)算機(jī)保存數(shù)據(jù)以及進(jìn)行傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合處理。下圖主機(jī)框圖中所示的藍(lán)牙模塊主要用于與控制中心交換數(shù)據(jù)和管理藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)鏈路；緊急開關(guān)供主人在室內(nèi)遇到緊急情況時(shí)使用；存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)．從機(jī)組組成藍(lán)牙傳感網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)采集和家庭安防監(jiān)控靈活方便，擺脫了布線系統(tǒng)的束縛．用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)或電話控制家里電器的運(yùn)作并獲得其運(yùn)作信息。正是由于藍(lán)牙技術(shù)的低成本、低功耗、高速率、高可靠性和兼容性等特點(diǎn)，使得基于藍(lán)牙技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能為人們所接受。圖3.1硬件組成2.軟件設(shè)計(jì)為了避免同頻干擾的問題，系統(tǒng)采用時(shí)分TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）復(fù)用技術(shù)，把系統(tǒng)主機(jī)與任意一臺(tái)從機(jī)之間的通信采用時(shí)分的方式分開，主機(jī)通過掃描的方式與各從機(jī)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。圖2所示為主機(jī)主程序流程圖．主機(jī)不僅負(fù)責(zé)各種不同類型子網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，而且還要完成家居智能控制和互聯(lián)網(wǎng)接入功能．它通過多種途徑（互聯(lián)網(wǎng)、有線電話、手機(jī)等）從多樣的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息交互。圖3.2主機(jī)主程序流程圖初始化階段，模塊先發(fā)送HCI命令，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備的復(fù)位、啟動(dòng)、地址查詢、自動(dòng)巡檢和跳頻算法等初始化操作，與主機(jī)建立藍(lán)牙物理鏈路和L2CAP鏈路．藍(lán)牙設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信通過HCI分組來實(shí)現(xiàn)．初始化程序還要通過MCU對(duì)藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送命令分組．MCU每發(fā)送一個(gè)HCI命令分組后，都要接收從藍(lán)牙設(shè)備返回的事件分組、判斷命令、分析命令執(zhí)行情況，直到完成初始化操作。圖3.3從機(jī)藍(lán)牙數(shù)據(jù)處理程序流程圖復(fù)位操作后使藍(lán)牙主控制器HCI、鏈路管理器和射頻部分復(fù)位；讀數(shù)據(jù)操作是讀取發(fā)往HCI數(shù)據(jù)分組的最大長(zhǎng)度和允許的數(shù)量；由定時(shí)控制確定對(duì)藍(lán)牙設(shè)備是否周期性尋呼掃描其他藍(lán)牙設(shè)備或查詢請(qǐng)求。圖3.4藍(lán)牙ACL通信流程圖3.數(shù)據(jù)包處理程序由于傳感網(wǎng)絡(luò)中除數(shù)字（開關(guān)）量傳感器外，還有模擬量傳感器，所以，數(shù)據(jù)在傳送之前需要進(jìn)行相應(yīng)處理．需要將主要數(shù)據(jù)分割成一定格式的數(shù)據(jù),并增加諸如糾錯(cuò)等一些額外的信息(開銷比特)，這個(gè)過程叫打包．解包是將有效的數(shù)據(jù)從噪聲和隨機(jī)數(shù)據(jù)中區(qū)別出來的過程．解包程序的好壞直接影響到系統(tǒng)識(shí)別有效數(shù)據(jù)的能力．解包程序應(yīng)能有效地辨別正確數(shù)據(jù)，降低誤碼率，提高系統(tǒng)通信速率。圖3.5數(shù)據(jù)發(fā)送、接收程序流程圖（一）家庭環(huán)境控制家庭網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要功能就是對(duì)居住環(huán)境的控制，即自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制家庭的溫度、濕度、光照、空氣質(zhì)量和熱水器等。如今，環(huán)境問題已經(jīng)成為一個(gè)直接關(guān)系到人們身體健康，乃至生命安全的至關(guān)重要的問題，家庭環(huán)境也不容忽視。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以改善人們的生存條件，也可以提高家庭的生活質(zhì)量。（二）能源監(jiān)視與管理主要是指家庭中的水、電、燃?xì)夂凸┡亩〞r(shí)開關(guān)等?？梢宰詣?dòng)關(guān)燈和關(guān)閉電器，節(jié)省開支；家中沒有人時(shí)，可以調(diào)節(jié)供暖的溫度；在電費(fèi)較低的時(shí)段開啟電器。（三）家庭流量計(jì)費(fèi)目前，大多數(shù)遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)采用如下方式：在各個(gè)房間內(nèi)的遠(yuǎn)傳表，通過專用的布線系統(tǒng)連接至各個(gè)節(jié)點(diǎn)流量控制器，再匯總到物業(yè)管理中心進(jìn)行上位管理。在家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中如果采用了藍(lán)牙技術(shù)，就會(huì)出現(xiàn)新的三表遠(yuǎn)傳流量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的局面。通過在支持藍(lán)牙的微芯片中置入相應(yīng)程序，并置入流量表中，可以去掉流量表與節(jié)點(diǎn)控制器之間的連線，使每個(gè)計(jì)量末端采用無線方式，降低系統(tǒng)由于線路損壞而帶來的系統(tǒng)故障，提高了系統(tǒng)的可靠性。（四）安防系統(tǒng)家庭網(wǎng)絡(luò)的基本目標(biāo)為人們提供一個(gè)舒適、安全、方便和高效率的生活環(huán)境。這就需要一個(gè)安全的家庭體系，其中既包括人身和家庭財(cái)產(chǎn)的安全，也包括家庭設(shè)備的安全。為了實(shí)現(xiàn)這種安全體系，需要配備相關(guān)的防衛(wèi)措施，例如電子門禁、對(duì)講系統(tǒng)、電子防盜系統(tǒng)、玻璃破檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)跑水檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)有毒/害氣體的檢測(cè)等。報(bào)警控制器連接至社警鈴、報(bào)警指示燈、電話、若報(bào)警，可按預(yù)先設(shè)置的若干個(gè)電話號(hào)碼，自動(dòng)拔通進(jìn)行報(bào)警，并報(bào)出家中具體是哪個(gè)系統(tǒng)報(bào)警了。但是要實(shí)現(xiàn)上述功能需要藍(lán)牙技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)智能住宅從使用的角度來看是由三個(gè)使用網(wǎng)絡(luò)組成一即家庭網(wǎng)絡(luò)（HOMENET）、小區(qū)管理網(wǎng)絡(luò)（INTRANET）、國(guó)際互連網(wǎng)絡(luò)（INTERNET）。通過對(duì)這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的充分應(yīng)用，才使網(wǎng)絡(luò)走入家庭，貼近生活，才能體現(xiàn)出正真意義上的智能住宅。而家庭中的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正是在這種強(qiáng)烈的需求愿望驅(qū)使下產(chǎn)生的，它屬于家庭網(wǎng)絡(luò)范疇，正是有了它，才使人們覺得網(wǎng)絡(luò)就在身邊，無處不在，才使人們?cè)诠ぷ髦?、學(xué)習(xí)中、生活中能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和優(yōu)勢(shì)，高效、便捷、安全的生活。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將家庭中各種與信息相關(guān)的通訊設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置，通過家庭總線技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。這些功能都是通過家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡(luò)控制器未實(shí)現(xiàn)的，家庭網(wǎng)絡(luò)控制器具有家庭總線系統(tǒng)、通過家庭總線系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能、并和住宅以外的外部世界相通連?？梢赃@樣說，家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能住宅的核心。由此可見，家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在智能住宅中的重要地位。家庭網(wǎng)絡(luò)控制器功能：通過總線與各種類型的模塊相連接，通過電話線路。計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、CATV線路與外部相連接。通過利用個(gè)人電腦或網(wǎng)絡(luò)電視，主用戶設(shè)置控制命令（開關(guān)控制、時(shí)間表控制或聯(lián)動(dòng)控制）。根據(jù)設(shè)置在內(nèi)部的時(shí)鐘功能，和內(nèi)部的軟件程序，執(zhí)行控制命令，并向單元控制模塊傳達(dá)命令，對(duì)聯(lián)接的各種家電進(jìn)行控制。家庭通訊網(wǎng)主機(jī)：家庭通訊網(wǎng)主機(jī)實(shí)質(zhì)就是現(xiàn)在的Internet機(jī)頂盒也叫網(wǎng)絡(luò)電視，主要完成Internet、電腦、電視功能的融合，并且完成與小區(qū)管理中心的互連。家庭通信網(wǎng)絡(luò)單元由電話通信模塊、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)模塊、CATV模塊組成，有些還具有藍(lán)牙技術(shù)的接口，以利于將來藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備進(jìn)入家庭使用。機(jī)頂盒將是計(jì)算機(jī)技術(shù)與家用電器結(jié)合的先導(dǎo)，是數(shù)字化技術(shù)的先鋒，是家庭網(wǎng)絡(luò)的控制器。家庭網(wǎng)絡(luò)控制器主機(jī)：是由中央處理器CPU、通信模塊組成。它的主要功能是：通過利用個(gè)人電腦或網(wǎng)絡(luò)電視，由用戶設(shè)置控制命令（開關(guān)控制、時(shí)間表控制或聯(lián)動(dòng)控制）。根據(jù)設(shè)置在內(nèi)部的時(shí)鐘功能，執(zhí)行控制命令，并向單元控制模塊傳達(dá)命令，對(duì)聯(lián)接的各種家電進(jìn)行控制。

三、藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展中存在的問題藍(lán)牙技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的發(fā)展?jié)摿薮螅瑫r(shí)也面臨巨大的困難和技術(shù)難題。首先，由于藍(lán)牙技術(shù)使用的通訊頻段是2.45GHzISM頻段，這一頻段對(duì)所有的無線電系統(tǒng)都是開放的，像IEEE802.11b和HomeRF（家庭網(wǎng)絡(luò)）這些無線通訊標(biāo)準(zhǔn)都使用同一頻段進(jìn)行通訊，因此使用其中的任何一個(gè)子頻段都有可能遇到不可預(yù)測(cè)的干擾源。盡管藍(lán)牙技術(shù)采用的跳頻擴(kuò)展技術(shù)是避免干擾的一項(xiàng)有效措施，但干擾依然存在。實(shí)驗(yàn)顯示，在無線LAN的信號(hào)開始傳輸后，藍(lán)牙的傳送速度降低了2成；同樣受到藍(lán)牙干擾，無線LAN的速度也會(huì)變慢，導(dǎo)致吞吐量明顯下降。在實(shí)用化方面，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于IEEE802.11b，IEEE802.11b甚至開始使用在原本認(rèn)為屬于藍(lán)牙范圍的手機(jī)和其他小型設(shè)備上，加上IEEE802.11b在傳輸距離和傳輸速度上的優(yōu)勢(shì)，IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)對(duì)藍(lán)牙的爭(zhēng)奪，將不僅在頻段資源上，更在應(yīng)用方面。

其次，是標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性。因?yàn)橛斜姸嗟膹S家在生產(chǎn)眾多的產(chǎn)品，而且藍(lán)牙又在不斷的更新協(xié)議，這些過多變化的協(xié)議和不同廠家的藍(lán)牙組件之間的互操作性都會(huì)影響藍(lán)牙的正常發(fā)展。藍(lán)牙產(chǎn)品的全面測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也制約了藍(lán)牙產(chǎn)品的推廣。對(duì)于通信產(chǎn)品來說，完成一致性測(cè)試、互連測(cè)試和性能測(cè)試是至關(guān)重要的，目前的藍(lán)牙測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)輸出的覆蓋率都非常小，即便按這些標(biāo)準(zhǔn)完成了軟硬件的測(cè)試，也難以保證藍(lán)牙產(chǎn)品的正確性。因此除非藍(lán)牙芯片在一系列的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，否則對(duì)消費(fèi)者不可能有強(qiáng)烈的吸引力。藍(lán)牙技術(shù)面臨的第三個(gè)問題是價(jià)格問題。低成本和小型化是藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)與普及的關(guān)鍵，制約藍(lán)牙產(chǎn)品推出的因素中，芯片價(jià)格是一個(gè)大問題。因此，如果芯片價(jià)格不能降下來，就不可能大量生產(chǎn)藍(lán)牙芯片，而任何藍(lán)牙產(chǎn)品都離不開藍(lán)牙芯片，這就制約了藍(lán)牙產(chǎn)品的推出。另外，藍(lán)牙芯片在模塊設(shè)計(jì)和制造工藝上也存在問題。藍(lán)牙模塊的生產(chǎn)存在兩個(gè)技術(shù)問題：一是決定模塊小型化的安裝技術(shù)；二是包含天線在內(nèi)的最佳設(shè)計(jì)。藍(lán)牙芯片越小越便于安裝，應(yīng)用范圍越廣，但是制造成本會(huì)大幅增加，導(dǎo)致性能價(jià)格比不優(yōu)的問題。關(guān)于天線的設(shè)計(jì)與安裝也是個(gè)大問題。如果設(shè)備框體和內(nèi)部構(gòu)造不同，天線的特性將有巨大的變化。盡管藍(lán)牙存在一些技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要解決，不過隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信這些問題會(huì)很快解決。參考文獻(xiàn)[1]戴志濤，鄭巖．以太網(wǎng)[M]．北京：人民郵電出版社，1999-8．[2]建亞，佘浩，王振凱.現(xiàn)代交換原理[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006．[3]孫維平．FTTx與PON系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)例[M]．北京:人民郵電出版社，2013-1[4]蔣青，呂翊.通信原理與技術(shù)[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007．[5]應(yīng)曉蕊．工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性研究系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]．浙江大學(xué)，2004[6]J.C.David,Mackay:GoodErrorCorrectingCodesBasedonSparseMatrices[J],IEEETranson.InformationTheory,1999,399-431.[7]方國(guó)濤．寬帶接入技術(shù)[M]．北京：人民郵電出版社，2010-2：12-17.[8]孫斌，龔健華，肖合九．現(xiàn)代電子技術(shù)．2004-2．[9]張志學(xué)，肖志懷，李朝輝；以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線[J]．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2001-7：45-49[10]鄭國(guó)權(quán)，桂萍.電信科學(xué)．1998-2.[11]French.W.BetweenSilences:AVoiceFromChina[N].Atlanticweekly.1987-8-15(33).[12]伍蠡甫．西方文選論[C]．上海：上海譯文出版社，1979:12-17.[13]王明亮．中國(guó)學(xué)術(shù)期刊標(biāo)準(zhǔn)化寬帶接入系統(tǒng)的進(jìn)展[EB/OL]．2007．[14]Gill.R.MasteringEnglishLiteratu[M].London:Macnmillan.1985:42-45.[15]陳磊．從現(xiàn)場(chǎng)總線到工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性問題研究[D]．浙江大學(xué)，2004.第四章電信系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)況第一節(jié)基于電信系統(tǒng)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)的定義著重強(qiáng)調(diào)了基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)物理位置是在家庭內(nèi)部，同時(shí)突出了家庭網(wǎng)關(guān)在基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)中的重要作用，將電信網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)和應(yīng)用延伸到家庭范圍內(nèi)。一、家庭網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)的連接1.基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)調(diào)家庭網(wǎng)絡(luò)由家庭網(wǎng)關(guān)與三個(gè)電信平臺(tái)連接：①電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)——提供電信業(yè)務(wù)與應(yīng)用。②設(shè)備管理平臺(tái)——負(fù)責(zé)完成家庭網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備如：家庭網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒等的遠(yuǎn)程管理。③業(yè)務(wù)管理平臺(tái)——負(fù)責(zé)完成業(yè)務(wù)的部署和控制。2.在標(biāo)準(zhǔn)中家庭網(wǎng)絡(luò)主要包括四個(gè)邏輯功能實(shí)體：①網(wǎng)絡(luò)接入功能實(shí)體（networkaccessentity，NAE），負(fù)責(zé)終結(jié)接入技術(shù)。②家庭網(wǎng)絡(luò)核心功能實(shí)體（homecoreentity，HCE），負(fù)責(zé)完成基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)核心功能，包括：家庭內(nèi)部設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程管理、QoS、安全等。③功能處理實(shí)體（functionalprocessingentity，F(xiàn)PE），負(fù)責(zé)IP與非IP信令的轉(zhuǎn)換，以及信令、媒體格式的轉(zhuǎn)換。④用戶終端功能實(shí)體（enduserterminalentity，EUTE），EUTE由用戶直接使用，提供UI界面。3