【正文】 0BASET).1000BASET 標準定義了千兆以介質專用接口 (GMII,Gigabit Media Indepandent Interface),它將 MAC 子層與物理層分隔開來 . 這樣 ,物理層在實現(xiàn) 1000Mbps 速率時所使用的傳輸介質和信號編碼方式的變化不會影響 MAC子層。 現(xiàn)在千兆位以太網成熟的標準為 IEEE ， IEEE 的目標是 :使用 IEEE 幀格式 。 100BASET標準采用介質獨立接口（ MII， Media Indepandent Interface） ,它將 MAC 子層與物理層分隔開來，使得物理層在實現(xiàn) 100Mbps 速率時所使用的傳輸介質和信號編碼方式的變化不會影響 MAC 子層。因此，以太網中任何一個結點發(fā)送數(shù)據(jù)都要首先爭取總線使用 權，那么結點從它準備發(fā)送數(shù)據(jù)到成功發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送等待延遲時間是不 CSMA/CD 介質訪問控制方法可以有效地控制多結點對共享總線傳輸介質的訪問，方法簡單，易于實現(xiàn)。 第 21頁，共 123頁 采用 CSMA/CD 介質訪問控制方法的總線型局域網中，每一個結點利用部線發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先要偵聽總線的忙、閑狀態(tài)。 現(xiàn)在的關鍵是確立一個標準，該標準可以將 10G 以太網引入城域網，并最終推廣到廣域網。 有線電視網圖 圖 有線電視網圖 系統(tǒng)設備清單 (見附 表 1) 基于以太網的智能小區(qū)網絡方案 以太網概述 1973 年，施樂公司 Palo Alt。放大器的性能指標有：最大輸出電平、頻帶寬度、增益、輸入電平、噪聲系數(shù)、電壓駐波比、交擾調制（ M0） 46dB）、相互調制（ M≥ 54dB） 。前一種方案很難達到鄰頻傳輸系統(tǒng)的要求。其 采用高性能的 CONEXANT CX24142 芯片方案， 133MHz主頻解碼芯片組，主要技術指標均符合 DVBS/MPEG2 標準和廣電總局頒發(fā)的 數(shù)字衛(wèi)星接收機（ IRD）暫行技術要求 。 表 最小設計值 項目 設計值 載噪比（ C/N） 44 交擾調制比（ CM） 47 載波互調比（ IM） 58 3） 系統(tǒng)輸出口頻道間的電平差的設計值 系統(tǒng)輸出口頻道間的電平差的設計值不應大于表 的規(guī)定。 2)系統(tǒng)功能強 閉路電視系統(tǒng)可以與外界電話通信網、電化教育網、微波網等連成網絡，能夠進行 VHF 和 UHF 電視節(jié)目、 FM 調頻廣播節(jié)目、傳真、數(shù)據(jù)傳輸和電化教育等信號的傳輸，組成一個寬帶通信的綜合業(yè)務系統(tǒng) 。選擇高負載能力的 485芯片，都可以提高 485 總線的負載能力。因此有些接口器件中增加了 擺率限制電路來減緩信號前后沿，但這種做法也限制了數(shù)據(jù)傳輸速率，由此看來在選擇接口器件時并不是速率越高越好，應該根據(jù)系統(tǒng)要求選擇最低速率的器件。一種比較省電的匹配方式是 RC 匹配，如圖 。 RS485 總線 應用原則 RS485支持半雙工或全雙工模式 ， 網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環(huán)形或星形網絡，最 好采用一條總線將各個節(jié)點串接起來。 RS485 電氣規(guī)定 第 12頁，共 123頁 由于 RS485 是從 RS422 基礎上發(fā)展而來的，所以 RS485 許多電氣規(guī)定RS422 相仿。隨著數(shù)據(jù)率的增加，通信距離減小。實際使用節(jié)點數(shù)均達不到理論值。如果需要使用星型結構，就必須使用 485 中繼器或者 485 集線器 才可以。 V V??? ? ? ，表示信號“ 1” ） 。為改進 RS232 通信距離短、速率低的缺點， RS422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到 10Mb/s,傳輸距離延長到 4000 英尺 (速率低于 100kb/s 時 )，并允許在一條平衡總線上連接最多 10 個接收， RS422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA422A標準。 課題背景 改革開放以來，人民的生活水平有了很大的提高，居住條件得到 很大改善，第 8頁，共 123頁 居民住宅的建設標準逐步提高，人們對住房的要求不再僅局限于房屋的面積、裝修、周邊環(huán)境、交通等硬件條件上，而是把目光放在了家居智能化、數(shù)字化、人性化等這些能夠給用戶生活方式帶來增殖服務 的 領域。創(chuàng)立基于 Inter/Intra 網絡化的智能建筑服務和 管理的信息系統(tǒng)集成平臺，目標就是將建筑物和住宅小區(qū)內的自動化監(jiān)控系統(tǒng)與網絡和信息應用系統(tǒng)集成在一個動態(tài)、交互和實時的管理和服務的平臺上。因此，盡管智能住宅在我國剛剛起步，但卻有著十分廣闊的發(fā)展前景，市場潛力巨大，必將成為我國這個世紀市場的主流。該項目于 1995 年正式啟動。 1988年初日本住宅信息化推進協(xié)會在通產省、郵政省和建設省三個部的支持下成立了，提出住宅區(qū)內所有住宅的信息管理采用超級家庭總線技術。 1984 年，美國住宅建筑者協(xié)會成立了現(xiàn)代 住宅開發(fā)公司，開展有關基礎性研究工作，并在 1989 年推出了將電力供應、空調控制和數(shù)據(jù)通訊合成為整體的布線系統(tǒng)示范單元。該子系統(tǒng)的構成質量直接決定了系統(tǒng)的性能和擴展空間。 小區(qū)智能化系統(tǒng)總體上是構建在網絡基礎上、以信息傳輸通道為物理集成的多功能管理與監(jiān)控系統(tǒng)，并與 CATV、公共交換網、互換網等聯(lián)網使用。其中安全防范子系統(tǒng)包括出入口管理及周界防越報警、閉路電視監(jiān)控、對講與防盜門控、住戶報警、巡更管理?？偟膩碚f，智能小區(qū)是利用現(xiàn)代 4C(即計算機、通訊與網絡、自控、 CRT圖形顯示 )技術，通過有效的傳輸網絡，將多元信息服務與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段，以期實現(xiàn)快捷高效的 超值服務與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境 。 1984 年美國哈特福特市將一座舊式大樓改造，并且對大樓的空調、電梯、照明和防盜等設備采用計算機進行監(jiān)測控制，為客戶提供語音通信、文字處理、電子郵件和情報資料等信息服務，被稱為世界上第一座智能化大樓。 1 住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)概述 智能小區(qū)是隨著現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展，特別是計算機技術、通訊技術、網絡技術、信息技術、自動化控制技術、 辦公自動化技術的普及和應用而發(fā)展起來的。 二星級小區(qū) :除了具備一星級的全部功能之外，同時在安全防范子系統(tǒng)和信息管理子系統(tǒng)的建設方面，其功能及技術水平應有較大提升。它通過物業(yè)管理中心，利用科技手段，由 物業(yè)管理中心和公安部門為住戶提供安全保證服務。設計涉及的所有設備第 4頁，共 123頁 和材料，除專門規(guī)定外，均依照下列標準規(guī)范進行設計，制造、檢驗和試驗。 1988 年，美國電子工業(yè)協(xié)會制定了第一個適用于家庭住宅的電氣設計標準《家庭自動化系統(tǒng)與通信標準》，通常也稱為家庭總線系統(tǒng)標準 (HBS,Home Bus System)。 1996 年，日本推出多媒體技術引入智能住宅，并取得重要研究成果。 1999 年 1月，建設部住宅產業(yè)化辦公室提出：住宅小區(qū)智能化是利用現(xiàn)代4C（即計算機、通信與網絡、自控、 IC 卡）技術，通過有交往的傳輸網絡，將第 6頁，共 123頁 多元信息服務與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段，以期實現(xiàn)快捷高效的超值服務與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境。這樣一來，用戶將能夠把供應商所提供的產品與服務嚴密地嵌入自己的電子設 備構架中。未來的家電與網絡連接主要是無線在短距離發(fā)揮著不容替代的作用，使用它可以減少建筑費用，實現(xiàn)個人局域網，它是舊樓智能改造的主流技術，如“藍牙”無線產品， IrD 紅外 RFHome等產品。 基于上述原因，通過對國內、外智能住宅及其小區(qū)建設的有關資料進行大量的查閱與研究后，本設計針對智能小區(qū)進行了系統(tǒng)論述。 RS232, RS422 與 RS485 標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或防議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信防議。故傳輸信號在千米之外都是可以恢復。 5V 有負載時 177。 引出線距離 采用一條單一連續(xù)的雙絞線電纜作總線，每個串接收發(fā)器節(jié)點通過一段引出線接入總線。通信距離 1km 以上時，應考慮通過增加中繼模塊或降低速率的方法提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性。無論四線還是二線連接方式總線上可多接到 32個設備。例如輸入電阻增加至 48kΩ 以上 (1/4UL)，節(jié)點數(shù)就可增加至 128 個。還有一種采用二極管的匹配方法，如圖 。接收器就無法工作 。主要包括有線電視網、小區(qū)局域網、寬帶接入網 等。 5)衛(wèi)星接收系統(tǒng) 利用 衛(wèi)星傳送電視節(jié)目，解決了點對點遠地信號傳送問題以及直播衛(wèi)星電視的集體接收問題，采用一套質量優(yōu)良的直播衛(wèi)星電視接收設備，為廣大電視用戶提供多套高質量電視節(jié)目 。 主要的性能指標有：增益，半功率角，前后比，駐波比等。按分配的路數(shù)有 2路、 3路、4路等。 5）混合器 混合器把幾個信號合并為一路而又不產生相互影響，而且能阻止其他信號通過的濾波型混合器；也可以把多個單頻道放大器輸出的不同頻道的電視信號合為一路，再傳輸?shù)礁麟娨曈脩暨x用。 第 19頁，共 123頁 7）分配器 把混合器或放大器送來的信號平均分成若干份，送給幾條干線，向不同的用戶區(qū)提供電視信號，并能電視信號，并能保證各部分得到良好的匹配，同時保持各傳輸干線及各輸出端之間的隔離度。的系統(tǒng)時鐘，最初數(shù)據(jù)傳輸速率為 Mbps 。以太網的幀格式適合于傳輸 IP 數(shù)據(jù)，隨著 IP 協(xié)議在各種網絡上的廣泛應用，以太網也被大量使用。采用 CSMA/CD 介質訪問控制方法的總路線型工作過程如圖 。 10BaseT 是運行在 3 類或更高類別的雙絞線上的以太網， lOBase2/5 是運行在同軸電纜上的以第 22頁，共 123頁 太網， 10BaseFL 是運行在光纖上的以太網。 1 對 5 類非屏蔽雙絞線或 1對 1 類屏蔽雙絞線就可以發(fā)送 ，而另 1對雙絞線可以用于接收，因此 100BASETX是一個全雙工系統(tǒng)，每個結點都可以同時以 100Mbps 的速率發(fā)送與接收。對介質的向后兼容 。 1）千兆以太網技術的優(yōu)點 技術簡單，便于升級，從現(xiàn)有的傳統(tǒng)以太網和快速以太網可以平滑地過渡到千兆以太網，并不需要掌握新的配置、管理與排除故障技術 。千兆位以太網可以通過價格便宜的共享集線器、交換機或路由器來實現(xiàn)。 在千兆以太網的組網工作中，如何合理分配網絡帶寬是很重要的，需要根據(jù)網絡規(guī)模與布局來選擇兩級還是三級網絡結構。根據(jù)小區(qū)網絡應用的要求，小區(qū)局域網主干采用千兆以太網主干交換機，在各區(qū)域中心設置工作組交換機，配置 1000MbpsFX 上聯(lián)端口，通過光纖與主干交換機連接，構成一個千兆以太骨干網。 ITUT 對接入網的定義是 :接入網是指由業(yè)務節(jié)點接口 (SNI)與用戶網絡接口 (UNI)之間一系列傳送實體 (如線路設施和傳輸設施 )所組成 ,為傳送電信業(yè)務提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng) ,它可以由 Q3 接口進行配置和管理。 5) 組網能力強。接入網有 5個基本能組，它們是：用戶品功能（ UPF）、業(yè)務口功能（ SPF）、核心功能（ CF）、傳送功能（ TF）和系統(tǒng)管理功能（ SMF）。 4) 傳送功能。接入網可獨立于交換機進行升級，靈活性高，有利于引入新業(yè)務和向寬帶網過渡。 ADSL 寬帶技術兼容窄帶和寬帶業(yè)務，利用特有的調制解調硬件，通過現(xiàn)有的電話線連接用戶端和業(yè)務接入端 ， 符合 和 標準。所以對于社區(qū)要求智能化不高 、室內只要一個數(shù)據(jù)點的用戶是一個選擇。其優(yōu)點是可利用目前數(shù) 以百萬計的有線電視用戶，只要簡單改造就可滿足用戶上網要求 ， 但布線方面的缺點也很多 : HFC 網在光纖部分多采用星型網，電纜部分采用樹型結構，對有線電視傳輸 非常好。無線接入網可分為固定無線接入網和移動無線接入兩大類。在光纖接入方面， ITUT提出了光接入網（ OAN）概念，它是指在接入網中用光纖作為主要的傳輸媒介來實現(xiàn)信息傳輸?shù)木W絡形式，不再是傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)而是針對接入網環(huán)境所設計的特殊的光纖傳輸網絡。在此第 32頁，共 123頁 僅對以上 4種基本的光纖接入網絡拓撲結構進行簡單介紹 ： 總線型結 構是光纖接入網的一種應用非常普遍的拓撲結構，它是以光纖作為公共總線（母線），一端直接連接服務提供商的中繼網絡，另一端則是連接各個用戶。 這里所說的星型結構與局域網中所說的 “ 星型結構 ” 也是一樣的，不過此處強調的是傳輸介質為光纖，而并非通常所說的雙絞線。缺點是成本太高，每戶都需要單獨的一對光纖或一根光纖（雙向波分復用），要通向千家萬戶，就需要上千芯的光纜，難于處理，而且每戶都需要專用的光源檢 測器，相當復雜。 (4) 樹型結構 樹型結構是一種分組結構，它在交接箱和分母盒處采用多個光分路器，將信號逐級往下分配，最高級的端局具胡很強的控制和協(xié)調能力。 FTTB 是 FTTC 的一種變形，不同之處公在于將 ONU直接放到了大樓內（通常為居民住宅公寓或小企事業(yè)單位辦公樓 ），現(xiàn)通過多對雙絞線將業(yè)務分送給各個第 35頁，共 123頁 用戶。以太網的發(fā)展速度很快，由于采用專用的無碰撞全雙工光纖連接，傳輸距離大為擴展，速率也從 10Mbps、 100Mbps 達到 1Gbps， 10Gbps 以太網系統(tǒng)也即將問世，完全可以滿足接入網和城域網的應用需要。與傳統(tǒng)以太網相比，除了名字以外，僅剩的特征只有幀結 構和簡單性仍然保留，其余基本特征已有根本性