【正文】 ....................................................165 智能小區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行機(jī)理 .....................................................................................................................18 IP地址分配 ........................................................................................................................................18 VLAN劃分 ............................................................................................................................................196 綜合布線 .....................................................................................................................................................22 概述 .....................................................................................................................................................22 建筑物綜合布線系統(tǒng) PDS..................................................................................................................22 綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................227 總結(jié)與體會 .................................................................................................................................................24參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................................................25利用寬帶網(wǎng)絡(luò)建立智能化小區(qū)設(shè)計第 2 頁1 前言隨著信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，我們的日常生活逐步融入網(wǎng)絡(luò)世界。綜合通信和計算機(jī)技術(shù)以其快速、便捷、經(jīng)濟(jì)等鮮明特點，代表了當(dāng)今世界信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。今天，人們對自己住宅的關(guān)注已不僅僅局限于居室面積、周邊自然環(huán)境、交通等方面，而是把更多的興趣和注意力放在與外界溝通、信息服務(wù)、安全防范、物業(yè)管理等方面，正是適應(yīng)這種社會需求，智能小區(qū)應(yīng)運而生。具體講就是在良好的建筑設(shè)計與施工基礎(chǔ)上,以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),依靠先進(jìn)的設(shè)備和科學(xué)的管理,利用計算機(jī)及最新相關(guān)技術(shù),將建筑技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信與信息處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的高度綜合的復(fù)雜系統(tǒng),實現(xiàn)住宅小區(qū)基礎(chǔ)物業(yè)管理、安防管理以及信息服務(wù)等方面的高度自動化,實現(xiàn)節(jié)約能源、降低運行成本、提高服務(wù)質(zhì)量等目標(biāo),提供良好物業(yè)管理服務(wù)的居民住宅小區(qū)。智能化社區(qū)應(yīng)包含小區(qū)安全防范、物業(yè)管理自動化、互聯(lián)網(wǎng)三大主題。智能化小區(qū)解決了通信網(wǎng)最后一段的接入瓶頸問題，將信息高速公路延伸至小區(qū)家庭，讓居民享有安全、便捷、經(jīng)濟(jì)、舒適的現(xiàn)代家居生活。建立在寬帶平臺上的現(xiàn)代化住宅小區(qū)已不僅是傳統(tǒng)意義上的居身之處，而是朝著智能化、信息化的方向發(fā)展，在高度的安全性、舒適的生活環(huán)境、便利的通信方式、綜合的信息服務(wù)和家庭智能化等五個層次上充分滿足居民千變?nèi)f化的需求。它的設(shè)計主要從系統(tǒng)工程的角度綜合考慮，進(jìn)行系統(tǒng)的集成，其建設(shè)思想是先進(jìn)行子系統(tǒng)的建設(shè)，然后再將子系統(tǒng)進(jìn)行集成，使其成為一個有機(jī)的整體，綜合地為用戶服務(wù)。圖 21 小區(qū)智能化系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的每一層由完成相同功能的不同實體構(gòu)成，對等實體間按照同層協(xié)議進(jìn)行通信；相鄰層間采用標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行通信。各層之間彼此獨立，形成有機(jī)整體的獨立模塊。建筑環(huán)境層是智能化系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中的最低層，其實體是安置綜合布線系統(tǒng)所需的各種空間和支架，包括接線間的配線架空間和墻面尺寸、托線架、線槽、豎井和相應(yīng)的線架等；協(xié)議是這些實體相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，接口則是線纜與線槽、線架一一對應(yīng)，線架與接線空間和墻面尺寸一一對應(yīng)。通信網(wǎng)絡(luò)層的功能是為自動控制層實現(xiàn)其功能提供通信網(wǎng)絡(luò)，其實體包括各種總線網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電話網(wǎng)及有線電視網(wǎng)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)等。低層控制總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議取決于低層控制總線形利用寬帶網(wǎng)絡(luò)建立智能化小區(qū)設(shè)計第 4 頁式。自動控制層實現(xiàn)對小區(qū)公共設(shè)施、安防設(shè)施、住戶多表計量等設(shè)備的自動控制，其實體包括傳感控制設(shè)備、通信監(jiān)控設(shè)備和智能節(jié)點實體設(shè)備等。管理應(yīng)用層直接面對用戶，為用戶提供智能化管理功能和服務(wù)功能。管理應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)保證了小區(qū)智能化系統(tǒng)的功能集成和軟件界面的集成。 小區(qū)智能化系統(tǒng)功能模塊小區(qū)智能化系統(tǒng)總體上是構(gòu)建在一定的物理硬件基礎(chǔ)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(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等聯(lián)網(wǎng)使用，主要由安防子系統(tǒng)、信息管理子系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三部分構(gòu)成，如圖 22所示。因此合理選擇網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，是組建科學(xué)合理的智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的前提。接入網(wǎng)可以被看作與業(yè)務(wù)和應(yīng)用無關(guān)的傳送網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)由業(yè)務(wù)節(jié)點接口 SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點 SN相連。業(yè)務(wù)節(jié)點接口是連接接入網(wǎng)和業(yè)務(wù)節(jié)點的開放接口，包括目前廣泛應(yīng)用的與窄帶交換設(shè)備相連的 V5接口，還有高速以太網(wǎng)接口及其它開放接口。用戶網(wǎng)絡(luò)接口可以是 ISDN接口、ATM 接口，也可以是以太網(wǎng)接口或其它接口。還有一個接口 Q用于與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相連。寬帶與窄帶的一般劃分標(biāo)準(zhǔn)是用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的速率，即將用戶網(wǎng)絡(luò)接口上最大接入速率超過 2Mbps的用戶接入稱為寬帶接入，對最小接入速率則沒有限制。寬帶接入系統(tǒng)則是以分組傳送方式為基礎(chǔ)。其中，有線接入還可以進(jìn)一步劃分成基于銅線傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)、基于光纖傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)以及光纖與銅線混合的接入網(wǎng)。 以太接入網(wǎng) 以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)是在 20世紀(jì) 80年代發(fā)展起來的一種局域網(wǎng)技術(shù)。20 世紀(jì) 90年代交換式以太網(wǎng)的產(chǎn)生解決了上述問題，并先后出現(xiàn)了快速以太網(wǎng) FastEther(100Mbps)和吉比特以太網(wǎng) GbE(l000Mbps)及萬兆以太網(wǎng) l0GbE(10Gbps)。如果接入網(wǎng)也采用以太網(wǎng)，則將形成從局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)全部是以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。 CSMA/CD技術(shù)通常局域網(wǎng)都采用共享傳輸介質(zhì)的方式傳輸信息，即廣播型網(wǎng)絡(luò)。CSMA/CD是一種廣泛用于總線型局域網(wǎng)的隨機(jī)訪問控制方式。節(jié)點只有在聽不到載波信號時，才能向總線發(fā)送信息。由于發(fā)送信息前要進(jìn)行載波偵聽，從而避免了許多沖突。節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)信息的同時進(jìn)行偵聽，一旦偵聽到?jīng)_突，便立即放棄沖突報文分組的發(fā)送，從而縮短了無效傳送時間，并且等待沖突平息后，再進(jìn)行 CSMA/CD，直到將數(shù)據(jù)成功地發(fā)送完畢。從 20世紀(jì) 80年代末開始以太網(wǎng)取得了巨大的成功。由于沖突檢測的協(xié)議要求一個 512位的時間槽保證無錯誤的檢測到?jīng)_突，所以以太網(wǎng)的距離覆蓋范圍受到了限制，10BaseFL最大的覆蓋距離為 2km，10BaseT 在一個網(wǎng)段內(nèi)的最大覆蓋距離為 100m。由于快速以太網(wǎng)對以太網(wǎng)的后向兼容性，20世紀(jì) 90年代中后期，快速以太網(wǎng)成為局域網(wǎng)中的主流技術(shù)。對于以半雙工方式運行的快速以太網(wǎng)，同樣也有距離覆蓋范圍的限制，并且由于快速以太網(wǎng)以 100Mbps的速率運行，時間槽長度同樣是 512位，所以它的最大距離覆蓋范圍是以太網(wǎng)的 1/10(20Om)。千兆以太網(wǎng) 1000Mbps的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。半雙工模式用于CSMA/CD訪問方式。萬兆以太網(wǎng) 10Gbps的萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。由于數(shù)據(jù)率很高，萬兆以太網(wǎng)不再使用銅線而使用光纖作為傳輸媒體。歷史上，以太網(wǎng)一直被當(dāng)做一種接入網(wǎng)技術(shù)來使用，萬兆以太網(wǎng)有希望成為最簡單、最快速以及最高性價比的骨干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這主要是因為用戶端的設(shè)備并不象局域網(wǎng)那樣標(biāo)準(zhǔn)，而是包括了電話、電視、計算機(jī)等各種各樣的數(shù)字或模擬設(shè)備，以太網(wǎng)的普及率也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如電信網(wǎng)絡(luò)和廣播電視網(wǎng)絡(luò)，因此需要對傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造以用于接入網(wǎng)絡(luò)。另外，接入網(wǎng)是一個公用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其要求與局域網(wǎng)這類私有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有很大不同。基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)由局端設(shè)備和用戶側(cè)設(shè)備組成，如圖 32所示。局端設(shè)備提供與 IP骨干網(wǎng)的接口，用戶側(cè)設(shè)備提供與用戶終端計算機(jī)相連接的 10/100BaseT接口。以太網(wǎng)接入網(wǎng)需要在每個小區(qū)設(shè)置接入服務(wù)器負(fù)責(zé)客戶的管理和計費。 寬帶接入的實現(xiàn)方案對于接入網(wǎng)的建設(shè)，很長一段時間以來我們都是通過對電視網(wǎng)、電話網(wǎng)的改造來提供綜合業(yè)務(wù)(即所謂的“三網(wǎng)合一”)。新建設(shè)的接入網(wǎng)則擺脫了“改造時代” ，可以根據(jù)現(xiàn)有的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)直接進(jìn)行接入網(wǎng)的設(shè)計。由于小區(qū)類同于校園，所以采用校園網(wǎng)技術(shù)建立小區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)是一種比較好的解決方案。采用 FTTB(光纖到大樓)/UTP 接入方式和校園網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能小區(qū)可以做到很好的資源共享，降低投資。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要求采用可靠、先進(jìn)、成熟的技術(shù)，所有信息點具有交換能力；支持多媒體應(yīng)用及虛擬網(wǎng)絡(luò)的劃分；必須具有良好的網(wǎng)管系統(tǒng)，具有良好的可擴(kuò)充性和升級能力。圖 33 小區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涉及接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)兩個部分，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將決定小區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的速度、效率、服務(wù)等。住宅小區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用 4層結(jié)構(gòu)：(1)系統(tǒng)中心(小區(qū)管理控制中心)；(2)區(qū)域中心；(3)住宅樓；(4)住宅用戶。小區(qū)區(qū)域中心的設(shè)置應(yīng)根據(jù)小區(qū)的規(guī)模和用戶樓宇的分布情況，為便利網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和管理，可將整個小區(qū)分成若干個區(qū)域，每個區(qū)域設(shè)一個區(qū)域中心，管轄若干幢相鄰的樓宇。每個區(qū)域內(nèi)，各樓宇設(shè)備間設(shè)置 100/10Mbps交換式集線器，交換式集線器通過 100MbpsTX上聯(lián)端口經(jīng)超 5類雙絞線/光纖與工作組交換機(jī)連接，如果需要也可通過 100MbpsTX端口經(jīng)樓內(nèi)超 5類綜合布線連接用戶(一般采用 5類雙絞線)。小區(qū)局域網(wǎng)絡(luò)通過 DDN、ADSL 或Ethemet方式接入 Intemet。利用寬帶網(wǎng)絡(luò)建立智能化小區(qū)設(shè)計第 10 頁圖 34 智能小區(qū)以太局域網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)圖 35 智能小區(qū)以太局域網(wǎng)拓?fù)鋱D利用寬帶網(wǎng)絡(luò)建立智能化小區(qū)設(shè)計第 11 頁4 網(wǎng)絡(luò)方案實現(xiàn)的關(guān)鍵設(shè)備選型 二層交換機(jī)二 層 交 換 技 術(shù) 的 發(fā) 展 比 較 成 熟 ， 二 層 交 換 機(jī) 屬 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 設(shè) 備 ， 可 以 識 別數(shù) 據(jù) 包 中 的 MAC 地 址 信 息 ， 根 據(jù) MAC 地 址 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 發(fā) ， 并 將 這 些 MAC 地 址 與 對 應(yīng)的 端 口 記 錄 在 自 己 內(nèi) 部 的 一 個 地 址 表 中 。圖 41 二層交換機(jī)實物圖圖 42 二層交換機(jī)原理圖二 層 交 換 機(jī) 原 理 如 圖 42 所 示 ， 其 具 體 的 工 作 流 程 如 下 ： （ 1） 當(dāng) 交 換 機(jī) 從 某 個 端 口 收 到 一 個 數(shù) 據(jù) 包 ， 它 先 讀 取 包 頭 中 的 源 MAC 地 址 ，這 樣 它 就 知 道 源 MAC 地 址 的 機(jī) 器 是 連 在 哪 個 端 口 上 的 ； （ 2） 再 去 讀 取 包 頭 中 的 目 的 MAC 地 址 ， 并 在 地 址 表 中 查 找 相 應(yīng) 的 端 口 ； （ 3） 如 表 中 有 與 這 目 的 MAC 地 址 對 應(yīng) 的 端 口 ， 把 數(shù) 據(jù) 包 直 接 復(fù) 制 到 這 端 口上 ；（ 4） 如 表 中 找 不 到 相 應(yīng) 的 端 口 則 把 數(shù) 據(jù) 包 廣 播 到 所 有 端 口 上 ， 當(dāng) 目 的 機(jī) 器 對源 機(jī) 器 回 應(yīng) 時 ， 交 換 機(jī) 又 可 以 學(xué) 習(xí) 該 目 的 MAC 地 址 與 哪 個 端 口 對 應(yīng) ， 在 下 次 傳送 數(shù) 據(jù) 時 就 不 再 需 要 對 所 有 端 口 進(jìn) 行 廣 播 了 。 從 二 層 交 換 機(jī) 的 工 作 原 理 可 以 推 知 以 下 三 點 ： （ 1） 由 于 交 換 機(jī) 對 多 數(shù) 端 口 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 同 時 交 換 ， 這 就 要 求 具 有 很 寬 的 交 換總 線 帶 寬 ， 如 果 二 層 交 換 機(jī) 有 N 個 端 口 ， 每 個 端 口 的 帶 寬 是 M， 交 換 機(jī) 總 線 帶寬 超 過 NM， 那 么 這 交 換 機(jī) 就 可 以 實 現(xiàn) 線 速 交 換 ； 利用寬帶網(wǎng)絡(luò)建立智能化小區(qū)設(shè)計第 12 頁（ 2） 學(xué) 習(xí) 端 口 連 接 的 機(jī) 器 的 MAC 地 址 ， 寫 入 地 址 表 ， 地 址 表 的 大