智能小區(qū)寬帶接入技術(shù)

精選范本,供參考！精選范本,供參考！精選范本,供參考！智能小區(qū)寬帶接入技術(shù)著信息技術(shù)突飛猛進地發(fā)展，我們的日常生活已逐步融入\o"網(wǎng)絡(luò)"網(wǎng)絡(luò)世界。從90年代初期，歐美等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家就提出了“智能住宅”（SmartHome）的概念。智能建筑已經(jīng)開始走向智能住宅小區(qū)從而進入家庭。在我國，隨著寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的普及和住房商品化程度的不斷提高，住宅的智能化功能需求變得更加迫切，智能化建筑逐漸擴大到住宅小區(qū)。建設(shè)部勘察設(shè)計司和建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)辦公室已經(jīng)開始聯(lián)合組織實施全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程，并且于1999年發(fā)布了《全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程建設(shè)工作大綱》。現(xiàn)代社會的家庭正在開始追求住宅智能化帶來的信息、安全、舒適和方便。智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)構(gòu)成更注重于滿足住戶在安全性、居住環(huán)境舒適性、社區(qū)服務(wù)便利性以及社區(qū)管理、網(wǎng)絡(luò)\o"通信"通信等方面的實現(xiàn)和個性化需求。

智能小區(qū)的基本概念和功能

在我國1997年制定的《全國住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)示范工程建設(shè)要點與技術(shù)導(dǎo)則》中，對住宅小區(qū)的設(shè)計提出了以下要求：高度的安全性、舒適的生活環(huán)境、便利的通訊方式、綜合的信息服務(wù)和家庭智能化管理。

智能小區(qū)最終將體現(xiàn)為利用計算機網(wǎng)絡(luò)、自動控制和信息交互管理等信息技術(shù)和控制技術(shù),建立一個由物業(yè)管理和信息服務(wù)中心、通信接入網(wǎng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的小區(qū)服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，對各種信息實現(xiàn)全面、實時、有效的接收、傳遞、采集和監(jiān)控。智能小區(qū)信息系統(tǒng)為運營商和住戶提供實現(xiàn)住宅小區(qū)智能化、\o"信息化"信息化的全面解決方案。它主要涉及家庭信息服務(wù)、住宅自動化、小區(qū)公共服務(wù)和物業(yè)管理服務(wù)等幾個方面

智能住宅小區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)的基本功能配置主要包括以下幾個方面:

●信息通訊系統(tǒng)：提供用戶話音通信、\o"視頻"視頻廣播、寬帶信息服務(wù);

●安全防范系統(tǒng)：提供小區(qū)周界報警系統(tǒng)、居民室內(nèi)報警及其它各種報警系統(tǒng);

●建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)：主要是給排水監(jiān)控系統(tǒng)及電梯、照明等設(shè)備的監(jiān)控;

●物業(yè)管理系統(tǒng)：實現(xiàn)三表的遠程抄表、收費及其他一些小區(qū)物業(yè)的管理。

智能小區(qū)信息系統(tǒng)從功能上可以劃分為信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)兩部分。

●信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)系統(tǒng)、話音系統(tǒng)、CATV系統(tǒng)組成，一方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音和圖像的綜合接入，另一方面為控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供傳輸通道，其傳輸方式靈活，可以是FTTB＋LAN、ADSL、HFC，也可以是APON或無線等。

●控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)可部分或全部利用信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)實現(xiàn)各種控制信號的傳輸，完成小區(qū)周邊管理、家庭智能管理控制等功能。以太網(wǎng)接入技術(shù)在智能小區(qū)中的應(yīng)用

目前，寬帶接入技術(shù)主要有ADSL、HFC、以太網(wǎng)三種技術(shù)。ADSL技術(shù)充分利用了原有的電話線資源，可以在傳送話音的同時，提供上行1.5Mb/s、下行8Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸。HFC技術(shù)充分利用了有線電視網(wǎng)絡(luò)的資源，可以在傳送電視節(jié)目的同時，以共享的方式提供上行10Mb/s、下行36Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)技術(shù)采用五類線可以提供上行10Mb/s、下行10Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸。由于以太網(wǎng)技術(shù)不像ADSL和HFC具有明顯的行業(yè)壁壘（電信采用ADSL技術(shù)，廣電采用HFC技術(shù)），準(zhǔn)入門檻限制少，而且成熟可靠、施工簡單、成本低廉。隨著我國寬帶智能小區(qū)建設(shè)速度的加快，越來越多的運營商開始采用FTTB＋LAN的方式，即采用以太網(wǎng)＋雙絞線（UTP）綜合布線來構(gòu)建小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)。由于許多家用智能電器設(shè)備都提供了以太網(wǎng)接口，可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)家用電器的智能化管理控制。在新建的小區(qū)中，越來越多的房地產(chǎn)開發(fā)商采用以太網(wǎng)＋雙絞線（UTP）綜合布線的方式來構(gòu)建小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)。

1以太網(wǎng)接入技術(shù)以太網(wǎng)接入通常采用二層以太交換機，它工作于數(shù)據(jù)鏈路層，提供數(shù)據(jù)流量控制、傳輸差錯處理、傳輸介質(zhì)訪問控制等功能。它可以將多個局域網(wǎng)網(wǎng)段連接起來形成更大的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)交換機能在端口之間建立多個不同的點對點專用通道，它采用帶寬獨占模式，大大降低了網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的可能性，顯著提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。其特點為：

●在由以太網(wǎng)交換機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個節(jié)點都能通過以太網(wǎng)交換機建立一條專用通道，其間通信獨占該專用通道。

●使用虛擬局域網(wǎng)VLAN技術(shù)，可根據(jù)用戶的要求將網(wǎng)絡(luò)劃分成若干較小的獨立子網(wǎng)，隔離廣播風(fēng)暴，提高網(wǎng)絡(luò)的效率和安全性。

●擴展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，擴大了網(wǎng)絡(luò)的直徑。

●通過以太網(wǎng)交換機能夠?qū)崿F(xiàn)多種局域網(wǎng)互聯(lián)。

小區(qū)接入直接面向個人用戶，要求能以盡可能低的價格構(gòu)建小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，并以該網(wǎng)絡(luò)為支撐平臺，開展諸如安全管理、物業(yè)管理、用戶互聯(lián)、網(wǎng)上購物、視頻點播等多種社區(qū)智能服務(wù)。因此，該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一個具有高帶寬、高可靠性、低建設(shè)和維護成本的網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)以其良好的擴充性能、簡便的施工和低廉的價格等優(yōu)勢完全可以滿足以上要求。與國外流行的傳統(tǒng)局域網(wǎng)方式的以太網(wǎng)有所不同，智能小區(qū)以太網(wǎng)接入是具有中國特色的寬帶接入方式，具有以下特點：

●用戶隔離：保障小區(qū)用戶數(shù)據(jù)的安全，隔離攜帶用戶個人信息的廣播消息，如ARP、DHCP消息等，防止關(guān)鍵設(shè)備受到攻擊。因此，網(wǎng)絡(luò)要保證單播地址的幀只有指定用戶才能夠接收。對于廣播地址的幀，需防止被其他用戶接收，避免MAC/IP地址仿冒，并防止某些惡意廣播包影響用戶的正常通信。

●用戶管理：用戶必須進行開戶登記，通過運營商對用戶進行的認證、授權(quán)后，才能連接到Internet或小區(qū)的應(yīng)用\o"服務(wù)器"服務(wù)器。杜絕非法用戶接入網(wǎng)絡(luò)，占用網(wǎng)絡(luò)資源，影響合法用戶的使用，并根據(jù)用戶的屬性讓用戶享有不同服務(wù)等級和相應(yīng)的權(quán)利。同時在進行通信時進行計費管理。

●帶寬管理和QoS保證：小區(qū)以太網(wǎng)具有帶寬控制能力，即保證用戶最低接入速率，限制用戶最高接入速率。對于需要開展語音、視頻組播等對帶寬有較高要求的業(yè)務(wù)，能夠提供業(yè)務(wù)的QoS保證。

●集中管理和維護：小區(qū)以太網(wǎng)具有集中管理功能，小區(qū)中心能夠監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運行和用戶對網(wǎng)絡(luò)的使用狀況，避免用戶因出現(xiàn)誤操作或惡意攻擊對網(wǎng)絡(luò)正常運行帶來的影響，能夠及時發(fā)覺和處理出現(xiàn)的問題。小區(qū)的智能化主要體現(xiàn)在家庭交互信息寬帶化、安防自動化和物業(yè)管理智能化等方面。采用以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的小區(qū)智能網(wǎng)可以實現(xiàn)利用一個網(wǎng)絡(luò)將每個住戶的家庭終端連接起來，做到功能全、投資少、安裝和維護方便，便于進行統(tǒng)一管理和監(jiān)控。

2區(qū)以太接入網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方案

網(wǎng)絡(luò)由三級設(shè)備組成：樓宇內(nèi)的樓宇交換機和小區(qū)機房的匯接交換機、中心交換機。

中心交換機主要實現(xiàn)網(wǎng)間路由，提供上層IP城域網(wǎng)和各\o"服務(wù)器"服務(wù)器接口。匯接交換機由若干臺帶多個光接口的交換機組成，主要匯接樓宇交換機的數(shù)據(jù)流量，以節(jié)省上級中心交換機的端口數(shù)。樓宇交換機直接連接用戶。

以太網(wǎng)最早是作為一種局域網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)的，主要應(yīng)用在企業(yè)網(wǎng)中以實現(xiàn)資源的自由共享，而這種資源的自由共享卻是運營商不希望的。雖然目前較多的小區(qū)網(wǎng)絡(luò)是用Hub組成的局域網(wǎng)，但可以看到，這只是運營商在初期階段采取的爭奪用戶的一個手段。隨著市場的成熟以及用戶數(shù)的增加，運營商要求的網(wǎng)絡(luò)必定是一個可運營的電信級的網(wǎng)絡(luò)。因此直接將局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到小區(qū)接入是不能滿足運營商今后要求的，主要原因有以下方面：

●局域網(wǎng)中的設(shè)備如Hub不能隔離廣播風(fēng)暴。當(dāng)連接的用戶較多時，極易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴而引起網(wǎng)絡(luò)的癱瘓；

●由于局域網(wǎng)是共享式的網(wǎng)絡(luò)，因此各用戶之間的信息沒有相互隔離，用戶的數(shù)據(jù)安全得不到保障，易受到惡意訪問或攻擊；

●Hub沒有管理功能，不能對用戶進行有效的管理，收費只能采用包月制。用戶可自己通過Hub連接更多的用戶，使運營商失去部分收入；

因此，將局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到小區(qū)中時要解決以下問題：

●用戶管理：主要針對用戶連接到運營商需要進行開戶登記，并且在用戶進行通信時對用戶進行認證、授權(quán)和計費管理，杜絕非法用戶接入到網(wǎng)絡(luò)，占用網(wǎng)絡(luò)資源，影響到合法用戶的使用，并根據(jù)用戶的屬性讓用戶享有相應(yīng)的權(quán)利。

●用戶信息隔離：主要解決用戶數(shù)據(jù)的安全保障，隔離攜帶用戶個人信息的廣播消息，如ARP、DHCP消息等，防止關(guān)鍵設(shè)備受到攻擊。因此，網(wǎng)絡(luò)要保證單播地址的幀只有指定用戶才能夠接收。對于廣播地址的幀，需防止被其他個人用戶接收，避免MAC/IP地址仿冒，并防止某些惡意消息影響用戶的正常通信。

●集中管理和維護：小區(qū)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有集中管理功能，小區(qū)中心能夠監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運行和用戶對網(wǎng)絡(luò)的使用狀況，特別是要避免用戶因出現(xiàn)誤操作或惡意攻擊對網(wǎng)絡(luò)正常運行帶來的影響，出現(xiàn)問題應(yīng)能及時發(fā)覺，及時處理。

21用戶管理對于網(wǎng)絡(luò)運營商來說，用戶的認證、計費等管理功能是首要的，為此，小區(qū)網(wǎng)絡(luò)必須具有認證、計費的功能。目前小區(qū)網(wǎng)絡(luò)主要采用包月的月租計費、用戶無認證策略。寬帶網(wǎng)絡(luò)與窄帶網(wǎng)絡(luò)不同，由于寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)傳送量較大，單位時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量會出現(xiàn)較大區(qū)別，計費政策也應(yīng)進行相應(yīng)調(diào)整。從長遠看，隨著用戶量發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，業(yè)務(wù)模式也在不斷變化，以符合ISP計費要求計費策略，即以時長/流量和月租的綜合計費才能從根本上保護運營商的投資和運營利益。

為了實現(xiàn)用戶的認證以及時長/流量的計費，小區(qū)網(wǎng)絡(luò)一般采用動態(tài)注冊的認證方式。

在動態(tài)注冊認證的小區(qū)以太接入網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用的是管理型二層交換機。這種管理型交換機與非管理型交換機相比增加了許多功能，如支持Rmon、標(biāo)記VLAN、SNMP、IGMP、IEEE802.1D協(xié)議、支持基于Web的管理、提供QoS保證等等。這些新技術(shù)的應(yīng)用以及動態(tài)注冊的認證方式使得小區(qū)以太接入完全能滿足網(wǎng)絡(luò)運營商的要求，達到電信級的運營標(biāo)準(zhǔn)。

在該方案中，用戶之間的隔離通過劃分VLAN來實現(xiàn)。為避免部分用戶對網(wǎng)絡(luò)的盜用，在實現(xiàn)用戶認證時可以將MAC地址和交換機端口進行綁定。同時網(wǎng)管中心也能密切監(jiān)視該端口出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)流量。對于有大量廣播包出現(xiàn)的端口，被認為是惡意用戶或故障用戶，隨時關(guān)閉端口，以確保網(wǎng)絡(luò)的正常運行。小區(qū)中心是通過動態(tài)注冊的方式來管理用戶的上網(wǎng)、計費。用戶在每次使用網(wǎng)絡(luò)時，需向小區(qū)中心的認證服務(wù)器發(fā)起注冊，注冊成功后，根據(jù)其訪問權(quán)限，用戶將被指定到中心的相應(yīng)出口，同時開始計費。計費過程中，注冊服務(wù)器將保持和用戶聯(lián)系，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備死機或掉電情況時，\o"計費系統(tǒng)"計費系統(tǒng)自動終止該用戶的計費。在此過程中，用戶的MAC地址與端口是綁定的，一個賬戶對應(yīng)一個MAC地址。如果用戶更換了\o"網(wǎng)卡"網(wǎng)卡，則需重新以初次上網(wǎng)用戶進行登錄。中心交換機則用本次登錄的MAC地址代替以前的MAC地址，始終保證一個賬戶只能使用一個MAC地址，從而保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。

22用戶信息隔離

VLAN技術(shù)的出現(xiàn)使以太網(wǎng)可以劃分成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，各個虛擬網(wǎng)絡(luò)之間隔離廣播信息，有效防止了廣播風(fēng)暴，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。小區(qū)以太接入的安全主要考慮兩個方面：一是用戶之間的的相互干擾和影響，另一種是因沖突域劃分不合理引起的廣播風(fēng)暴。合理劃分VLAN可有效解決以上兩個問題，具體方法可采用VLAN＋子網(wǎng)的隔離方式：

子網(wǎng)的劃分：匯接交換機一般都是通過一個上連接口連接到小區(qū)中心的三層交換機，從小區(qū)用戶的接入方式來看，每個接入到匯接交換機的用戶群可以設(shè)置在一個C類子網(wǎng)中。這樣，對應(yīng)于三層交換機端口上的一個IP地址，一個匯接交換機實際上最大可以連接254個用戶。VLAN的劃分：原則上一個VLAN一個子網(wǎng)。VLAN在不同的交換機上可復(fù)用。

VLAN＋子網(wǎng)實現(xiàn)的用戶隔離可以較好利用子網(wǎng)的隔離屬性，也可節(jié)約大量的VLAN數(shù)量，最大隔離的用戶數(shù)量實際上與VLAN數(shù)量無關(guān)，而與子網(wǎng)的數(shù)量有關(guān)。當(dāng)小區(qū)采用C類子網(wǎng)進行IP地址分配時，最大用戶數(shù)量可以達到6萬戶，完全滿足當(dāng)前小區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模要求。

23集中管理和維護

由于動態(tài)注冊認證方式的小區(qū)以太網(wǎng)采用了管理型交換機，因此，對于網(wǎng)絡(luò)的集中管理和維護變得簡單起來：

管理員可在網(wǎng)絡(luò)中心通過多種方式進行遠程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和維護，如Web登陸、SNMP協(xié)議以及成熟的網(wǎng)管系統(tǒng)。同時，管理員還能通過網(wǎng)絡(luò)遠程開關(guān)用戶的端口，防止用戶端口發(fā)出的惡意信息影響整個網(wǎng)絡(luò)。

用以太網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建區(qū)智能化系統(tǒng)

小區(qū)智能化主要體現(xiàn)在家庭交互信息寬帶化、安防自動化和物業(yè)管理智能化等方面。計算機網(wǎng)絡(luò)作為智能化系統(tǒng)的建設(shè)重點，必須要寬帶化。在寬帶網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺上，可以構(gòu)筑多種應(yīng)用系統(tǒng)，例如Internet接入、物業(yè)管理、社區(qū)服務(wù)等。已經(jīng)發(fā)展了幾十年的以太網(wǎng)技術(shù)，其成熟性、可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化程度都非常高，并且具有非常好的可擴展性。因此，以太網(wǎng)技術(shù)非常適用于在智能小區(qū)中構(gòu)建寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。

在傳統(tǒng)的智能化小區(qū)中，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)和小區(qū)管理系統(tǒng)各自獨立，不但增加了不必要的投資，而且在管理、維護上都很麻煩。由于在小區(qū)智能化系統(tǒng)中，采用了以太接入技術(shù)構(gòu)建了一個性能優(yōu)良的以太網(wǎng)寬帶接入平臺。這樣，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)和小區(qū)管理系統(tǒng)可以統(tǒng)一在一個網(wǎng)絡(luò)平臺上。

采用以太網(wǎng)接入技術(shù)的小區(qū)智能化系統(tǒng)的功能

小區(qū)中以太網(wǎng)絡(luò)的搭建為構(gòu)建整個智能化小區(qū)提供了一個信息網(wǎng)絡(luò)平臺，可以實現(xiàn)以下功能：

（1）家庭交互信息寬帶化

通過家庭信息寬帶化網(wǎng)絡(luò)，我們可以實現(xiàn)高速上網(wǎng)、電子郵箱、VOD點播、電子商務(wù)、遠程教育、遠程醫(yī)療/保健、網(wǎng)上游戲、聊天室和家庭辦公等等功能，使用戶進入一個真正的高速的信息化世界。

（2）安防自動化和物業(yè)管理智能化

住戶管理可以采用家庭智能控制器來實現(xiàn)各種智能化管理目標(biāo)，并通過現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)與小區(qū)中心管理系統(tǒng)的互連，以減少投資和管理成本。家庭智能控制系統(tǒng)是一個基于以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能住宅控制系統(tǒng)，包括樓宇\o"防盜報警"防盜報警、災(zāi)難報警、緊急求助、水電氣多表遠程自動抄收、家用電器控制等功能的集中管理控制系統(tǒng)。

通過使用家庭智能控制器，可以實現(xiàn)家庭安防自動化和物業(yè)管理智能化，提供以下服務(wù)：

●遠程抄表：自動抄錄電表、水表和煤氣表的讀數(shù)，既節(jié)省人力，又提高抄表精確度。根據(jù)需要可以方便地對供電實施分時計費，提高電力能源的利用率。

●住宅安保：系統(tǒng)為住戶提供失火報警、盜竊報警、煤氣泄漏報警和緊急救助報警。小區(qū)管理人員可通過現(xiàn)場工業(yè)總線提供24小時不間斷集中管理，一旦發(fā)生事故能夠及時處理。

●家庭環(huán)境監(jiān)控：住戶可以通過住宅自動化系統(tǒng)對家用設(shè)備（如照明、空調(diào)、電視、窗簾、供暖等）進行遠程的監(jiān)測與控制，也可以通過紅外遙控器，關(guān)啟各種家用設(shè)備。

綜合布線系統(tǒng)

小區(qū)以太網(wǎng)接入綜合布線系統(tǒng)采用了一系列高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)材料，以模塊化的組合方式，把數(shù)據(jù)信號系統(tǒng)用統(tǒng)一的傳輸媒介進行綜合。計算機及通信網(wǎng)絡(luò)均依賴布線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)連接的物理基礎(chǔ)和信息傳輸?shù)耐ǖ?。綜合布線系統(tǒng)能同時提供用戶所需的數(shù)據(jù)、話音、傳真、視像等各種信息服務(wù)的線路連接，它使話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備、交換機設(shè)備、信息管理系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)彼此相連，也使這些設(shè)備與外部通信網(wǎng)絡(luò)相連接。

●工作區(qū)子系統(tǒng)（WorkArea）

目的是實現(xiàn)工作區(qū)終端設(shè)備與水平子系統(tǒng)之間的連接，由從信息出口到終端設(shè)備之間所包括的各種布線設(shè)備所組成。工作區(qū)常用設(shè)備是計算機、電話、報警探頭、攝像機、監(jiān)視器、音響等。

●水平子系統(tǒng)（HorizontalCabling）

目的是實現(xiàn)信息插座和管理子系統(tǒng)（跳線架）間的連接，將用戶