【文章內容簡介】 s 帶寬，下行可以獲得約36Mbps帶寬。小區(qū)內每戶設置一個家庭多媒體箱，一條同軸電纜入戶線，2~3個電視終端。在小區(qū)物業(yè)管理中心設置前端設備一套，采用分配分支方式，利用橋接放大器進行干線分支，每單元設置一套分配放大器，以保持信號電平。小區(qū)住戶通過雙向有線電視網可以獲得視頻、語音和數(shù)據(jù)的服務，將改變以前單向被動型生活方式，享受雙向互動型生活方式。第三：寬帶局域網　在以“.COM”為標志的網絡信息社會中，寬頻和智能化肯定會成為住宅小區(qū)的發(fā)展方向，住在新型小區(qū)的用戶一定會體驗到用寬頻通道上網與電話線上網時的巨大差別。目前，智能化住宅小區(qū)提供寬帶業(yè)務接入的網絡主要有三種方式：一種是綜合布線，即在小區(qū)專設局域網（LAN），此局域網與Internet直接相連；另一種是ADSL寬窄帶一體化接入網，它是利用的區(qū)域電話網實現(xiàn)寬帶上網，但相應的安裝成本較高，每條用戶線必須在用戶端和交換局分別裝一個適配器。此種接入方式比較適合己建住宅小區(qū)實現(xiàn)寬帶上網；第三種方式是利用光纖同軸混合網（HFC），借助調制解調技術和數(shù)據(jù)通信技術，在雙向HFC網絡上傳輸寬帶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)住戶寬帶上網。用這三種方式代替電話上網，都能實現(xiàn)網上直播電視節(jié)普及與Internet的連接，因此多數(shù)新建小區(qū)都采用綜合布線來鋪設寬頻網，要求1Gbps入小區(qū)、100Mbps傳輸、10Mbps到戶（別墅）或光纖到單元系統(tǒng)。每戶提供一個10Mbps的信息終端，別墅每戶提供多個信息終端，但共享10Mbps。物業(yè)管理中心建設成為小區(qū)的網絡中心，并提供語音、數(shù)據(jù)和圖像的寬頻廣域網接口。同時建設小區(qū)網站，為住戶提供生活、學習、娛樂、查詢、購物等方便而又快捷的信息服務與外部交流的Internet信息服務等。第四：控制網　要實現(xiàn)住宅小區(qū)內機電設備和家居電器設備的一體智能化，在住宅小區(qū)中必須構建一個全分布式的智能控制網絡。目前在全球控制總線標準的制訂上，較具規(guī)模及知名度的組織有Lonworks、BACnet、CEBus、和X10等，在住宅小區(qū)控制網絡方面由于Lonworks有許多優(yōu)點，近幾年發(fā)展極為迅速。住宅小區(qū)控制網常用的拓撲結構有星型和公共總線型，住宅小區(qū)控制網在結構上可劃分為三個層次：(1)智能控制層：在家居中，目前常用的組網結構是配置家居智能控制器，也稱家庭智能控制終端或網關。以家居智能控制器為核心構成星型結構的控制網。家居智能控制器是完成家庭內各種數(shù)據(jù)采集、控制及通信傳輸?shù)脑O備，一般要具有安全防范（防火、防盜、防煤氣泄漏）、三表（水、電、氣）采集遠傳、緊急呼救按鈕、電話自動拔號報警、家用電器等設備的監(jiān)控、室內環(huán)境品質的檢測、各種信息通信和家庭控制總線接口等功能，它是智能住宅系統(tǒng)的核心。(2)智能控制層：對門禁系統(tǒng)的控制；對電梯內、電梯廳和大樓出入口電視監(jiān)控；對消防自動報警與聯(lián)動的控制；可視對講系統(tǒng)的控制；緊急廣播與背景音樂的控制；對公共照明的自動控制等。(3)智能控制層：一卡通系統(tǒng)的控制；保安巡更系統(tǒng)的控制；電視監(jiān)控系統(tǒng)的控制；車輛出入與停車場管理；公用機電設備的自動監(jiān)控；小區(qū)背景音樂與緊急廣播系統(tǒng)的控制；小區(qū)公共照明的自動控制等[8]。　住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的結構小區(qū)的智能化系統(tǒng)結構可歸納為家庭智能化系統(tǒng)、網絡布線系統(tǒng)和小區(qū)物業(yè)管理中心計算機系統(tǒng)三層結構。家庭智能化系統(tǒng)包容了家庭所需的所有的功能，它一般以新技術來簡化操作、方便用戶、提高系統(tǒng)的智能性；網絡布線系統(tǒng)是將三者緊密地結合成一個統(tǒng)一的智能網絡；小區(qū)物業(yè)管理中心計算機系統(tǒng)既是小區(qū)智能網絡的管理中心，又是將小區(qū)局域網同廣域網連接起來的通道。小區(qū)智能化系統(tǒng)有三大平臺，智能家居布線系統(tǒng)是智能小區(qū)的物理平臺；計算機網絡技術是智能小區(qū)的技術平臺；而小區(qū)選擇的現(xiàn)場總線則是智能小區(qū)的應用操作平臺[9]。集成布線系統(tǒng)是連接各功能結構的載體。住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)總框圖如圖22所示。緊急廣播背景音樂車輛出入停放管理居住區(qū)物業(yè)管理計算機供電、電梯、供水、排水、暖氣、煤氣、公共照明、設備監(jiān)控系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)住戶1住戶2住戶nCATV公共交換網Internet信息傳輸通道 ……………………………….. 提供住戶報警、計量、應答、查詢、CATV、電話Internet網與電子商務等服務圖22　居住區(qū)智能化系統(tǒng)總體框圖　本章小結(1)安全是居住環(huán)境的首要條件，不安全的住宅小區(qū)是不會受歡迎的。由于目前住宅的安全措施主要還是靠機械裝置：如防盜門、折疊門、鐵窗柵欄等維護，這些密密層層的裝置把住宅圍困成了一個幾乎與外界隔絕的空間，在這樣的空間里居住是談不上輕松愉快、心情舒暢的。這些裝置對火災、煤氣泄漏沒有任何防護作用，當家中有意外情況發(fā)生時，還需有向外界求救的其他設備。因此必須增加防火、防盜、防煤氣泄漏和緊急呼救等功能。同時，還要在小區(qū)內設置出入口管理、周邊防越、閉路監(jiān)控等系統(tǒng)，使小區(qū)形成一個既安全又舒適的居住環(huán)境。(2)實現(xiàn)高效的物業(yè)管理是小區(qū)智能化系統(tǒng)建設的目標。小區(qū)是否實現(xiàn)水、電、氣三表計量查表出戶是衡量小區(qū)管理水平的一個標準。九十年代初期，國外、國內都己經把實現(xiàn)三表出戶作為小康住宅的必備條件。完成查表出戶的方式并不唯一，包括：將水、氣表安裝在室外，采用IC卡、電幣式收費和改造出具有遠傳功能的計量裝置，進行網絡式管理三種方式。從己經完成的工程實踐看，統(tǒng)計資料表明：有遠傳功能的計量裝置可以克服水、氣表在戶外的種種不足，采用網絡形式來管理三表比IC卡形式有更多的優(yōu)越性[10]。(3)住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的設計關鍵是信息網絡系統(tǒng)的設計。住宅小區(qū)智能化離不開通信和網絡，隨著“電子商務”的興起，住宅即將演化為第二工作地，因此，住宅的建設必須適應現(xiàn)代信息社會發(fā)展的需求。同時，住宅也是子女教育和日常學習的地方，需要廣泛地同外界進行信息交流。更重要的是住宅是我們最主要的生活與休息場所、因此，就應該適應休閑和舒適的高品位趨勢。所有這一切都將對住宅的通信和網絡提出了更高的要求。第3章　智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)分析第3章　智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)分析　通信和網絡系統(tǒng)　通信技術發(fā)展趨勢及展望通信作為現(xiàn)代信息社會的支柱產業(yè)和基礎設施，技術發(fā)展日新月異，幾乎成為世界最新科學技術的試驗場和展示窗，產生了很多帶有根本性、具有劃時代意義的變革。通信信號由模擬向數(shù)字化轉變，信息設備高度集成化，程控交換替代機電式交換，電路交換向分組交換過渡。傳輸手段高速化、寬帶化。通信由單一的信息傳遞轉變?yōu)樾畔⑹占?、處理、傳輸和控制一體化。智能住宅小區(qū)的通信網絡采用了光纖線纜及聲音、影像數(shù)據(jù)化傳輸?shù)男录夹g，使得電話、電視和電腦能融合在一起，相互溝通。把電話，有線電視通過光纖同電視、電腦相連接，并使后者具有雙向和多向傳遞信息功能?！⊥ㄓ嵪到y(tǒng)　通信原理　　通信就是把消息從一地傳到另一地。其一般模型如圖31所示。信息源發(fā)送設備傳輸媒介接受設備收信者干擾圖31　通信系統(tǒng)原理圖(1)信息源：原始電信號的來源，其作用是將消息轉換成相應的電信號。(2)收信者：原始信號的最終接收者。(3)發(fā)送設備：是對信源產生的原始電信號進行處理和變換，以便使它變換成適合于信道中傳輸?shù)男问健?4)傳輸媒介：從發(fā)送設備到接收設備之間信號傳遞所經過的媒介。(5)接收設備：完成發(fā)送設備的反變換?！〕炭財?shù)字交換機　　在智能住宅小區(qū)中最基本的通信設備是由程控數(shù)字電話交換機組成的電話通信。程控數(shù)字交換機系統(tǒng)是集數(shù)字通信技術、計算機技術、微電子技術為一體的一個高度模塊化的全分散控制系統(tǒng)。它的軟、硬件都采用模塊化設計，通過增加不同的功能模塊即可在智能住宅小區(qū)中實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像、窄帶、寬帶多媒體業(yè)務以及移動通信業(yè)務的綜合通信。程控交換機的示意圖如圖32所示。用戶電路存儲器用戶電路中央處理機驅動器掃描器話務臺入中繼器出中繼器輸入/輸出設備交換網絡 話路系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 總線 圖32　程控交換機示意圖程控交換機主要分為話路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，它們的功能是：(1)話路系統(tǒng)主要有模擬終端接口電路，數(shù)字終端接口電路和交換網絡組成。主要完成信號的傳輸。(2)控制系統(tǒng)由處理機和外圍設備組成，由存儲程序控制，完成各種復雜的交換與管理功能。隨著現(xiàn)代數(shù)字交換技術、計算機技術和微電子技術的發(fā)展，數(shù)字交換機正在向全數(shù)字綜合業(yè)務交換機的方向發(fā)展。從技術上看，全數(shù)字綜合業(yè)務交換機采用新型共路信令方式，提供高速公共信號的信道進入公用網，使交換機建立呼叫的時間大為縮短，而且因為共路信令系統(tǒng)中信令容量大，可容納的信令類別多，能為新業(yè)務提供網路集中服務信令。另外在全數(shù)字綜合業(yè)務交換機中采用全分散控制方式，使控制的靈活性和可靠性大大提高。　數(shù)據(jù)通信　　數(shù)據(jù)通信是計算機與電信技術相結合的新興通信技術。操作人員使用數(shù)據(jù)終端設備與計算機，通過通信線路和按照一定的通信協(xié)議，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)信息通信。數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)了通信網資源、計算機資源與信息資源等共享以及遠程數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)通信的分類如圖33所示。非交換方式、電路交換數(shù)據(jù)通信、分組交換數(shù)據(jù)通信公用數(shù)據(jù)通信、專用數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信電話網上的數(shù)據(jù)通信、用戶電報網上的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)通信網通信按服務性質分按組網形式分按交換方式分 圖33　數(shù)據(jù)通信的分類　網絡系統(tǒng)　智能住宅小區(qū)計算機網絡系統(tǒng)的組成　　計算機網絡系統(tǒng)是智能住宅小區(qū)的重要基礎設施，置于控制中心的各個子系統(tǒng)都需構筑在計算機網絡及通信的平臺上。智能住宅小區(qū)的網絡系統(tǒng)由主干網、局域網或接入網組成[12]。網絡結構圖如圖34所示。第一：主干網　主干網根據(jù)需要覆蓋智能住宅小區(qū)樓群中的各個大樓和各樓層。樓內的中心主機、服務器、各樓層的局域網，通過主干網互連，構成智能住宅小區(qū)的計算機網絡系統(tǒng)。智能住宅小區(qū)的主干網是高速網。用以保證滿足用戶各種需要而進行高速信息傳輸和交換，一般其傳輸速率至少達到100MbpS。高可靠性也是對主干網的一項基本要求，主干網的鏈路設計要有冗余度，設備要有容錯能力。具有靈活性和可擴充性是對主干網的又一基本要求，能支持多種網絡協(xié)議。高速主干網RRRRR Ethernet Token Ring與大樓外通信 路由器 圖34　智能住宅小區(qū)的網絡結構圖因此，對智能住宅小區(qū)的主干網的要求前歸結為：高傳輸速率、一定的覆蓋范圍、高可靠性，靈活支持多種網絡協(xié)議，根據(jù)需求可以隨時擴充配制新的網絡。目前能構成高速主干網的網絡技術主要有快速以太網、FDDI、ATM等。第二：局域網　局域網LAN是在小區(qū)域范圍內，對各種數(shù)據(jù)通信設備提供互連的數(shù)據(jù)通信網絡?？梢越o用戶提供信息與資源共享、管理信息系統(tǒng)和辦公自動化等各種應用系統(tǒng)。局域網的性質主要由以下幾方面來確定：(1)傳輸介質 (2)網絡拓撲結構(3)網絡協(xié)議標準及介質訪問方法(4)異型網絡的互連技術。局域網的傳輸介質：(1)雙絞線電纜(2)同軸電纜(3)光纖電纜(4)無線介質局域網的拓補結構：(1)星型 (2)總線形(3)環(huán)形(4)樹形以太網第三：接入網　接入網是指本地用戶交換機至用戶之間的公共傳輸系統(tǒng)，完全或部分代替本地線路分配網。接入網是電信網的重要組成部分，它與核心網（長途網＋中繼網）共同組成通信網，如圖35所示。用戶駐地網接入網核心網接入網用戶駐地網UNI：用戶網絡接口SNI：業(yè)務節(jié)點借口 SNI SNI 圖35　電信網的組成圖接入網用標準化的有限個接口，利用多種傳輸媒介來支持混合的接入類型和業(yè)務。接入網由接入設備和傳輸設備組成。過去，接入網的傳輸媒介采用普通雙絞銅纜，這種普通的雙絞線帶寬窄，信號有輻射，對噪聲和環(huán)境敏感，電磁場不能受控，高頻電性能差，僅實現(xiàn)點對點通信，提供單純的語音、傳真的業(yè)務。90年代以來，隨著電信核心網的寬帶化，以及電信業(yè)務向寬帶化發(fā)展，要求接入網能接入多種寬帶業(yè)務，具備對傳輸業(yè)務的復用、交叉連接、集中等功能。接入網技術分為有線接入和無線接入兩大類。有線接入方式可選擇光纖或金屬銅線，無線方式可選擇蜂窩系統(tǒng)或本地環(huán)路。常用的接入網有5種：(1)純雙絞銅纜網 (2)混合光纖/雙絞銅纜網(3)混合光纖/同軸電纜網 (4)無線接入網 (5)純光纖網光接入網是指由光纖構成的光纖用戶環(huán)路系統(tǒng)（FITL），目前最常用的光接入網是混合光纖/雙絞銅纜網和混合光纖/同軸電纜網。(1)混合光纖/雙絞銅纜接入網　　光纖用戶環(huán)路是利用光纖作為主要傳輸媒介來取代傳統(tǒng)用戶環(huán)路中的雙絞銅纜。實際應用時根據(jù)光纖鋪設到終點的位置來區(qū)分，即以接入網主干系統(tǒng)與配線系統(tǒng)交界點光網絡單元（ONU）的位置來劃分。FITL有多種應用形式，主要有FTTB、FTTC、FTTH和FTTZ等。如圖36所示。分路器交換機光線路終端ONUONUONU 銅纜 FTTH 電話 銅纜引入線 分路器 電話FTTC 光纜 電話FTTB ONU：光網絡單元 TP：交接箱處 DP：分線盒處 圖36　光接入網的應用類型從技術角度看，F(xiàn)TTC、FTTB、FTTZ基本相近，而FTTH、FTTO是光纖與雙絞銅纜一樣，進入到千家萬戶。從經營角度看，當前業(yè)務量較大、用戶需求較迫切的是FTTB，智能建筑較合適的接入方式。FTTB的特點：全數(shù)字化接入與傳輸可實現(xiàn)多種業(yè)務的綜合服務易于向環(huán)型光纖網過渡FTTB主干系統(tǒng)的傳輸速率媒介采用光纖，各種業(yè)務以時分方式接入，其傳輸速率為155Mbit/s和1