智能化小区网络通信接入技术的应用

智能化小区网络通信接入技术的应用
摘要:在本文中，笔者根据多年的工程实践经验，具体分析了智能化住宅小区网络通信技术中的各种接入网技术的特点、局限性、前瞻性、适用性以及组网方法,并对有线接入网和无线接入网中的关键技术进行了相关讨论。

关键词：智能化小区、网络通信、接入技术
1、概述
接入网技术特别是宽带接入技术是信息化的必然要求。

随着城市宽带主干网的建成，宽带接入将是下一步城市信息化的关键。

智能住宅小区的重要标志之一是为每一住户提供宽带接入服务。

宽带接入是相对于窄带接人而言的。

所谓信息网络的窄带接入，一般地是指“电话进户”，这是居民住宅的基本需求。

现代信息化是建立在多媒体的基础上，靠窄带传输网络是无法实现的，因此，城市信息基础设施应建立宽带主干网，各用户需采用宽带接入技术，以保证可以实现2—8Mbps速率的信息交换。

接入的技术发展很快，本文分别对当前较为常用的网络通信接入技术进行分析和研究。

2、网络通信接入技术应用
下面将从以下几个方面重点论述网络通信接入技术的应用：
2.1、ADSL不对称数字用户环路
采用ADSL技术可以利用现有的电话网用户铜线，不需要对网络进行大规模改造，通过专门的调制解调方式，实现短距离的高速数据通信。

这是一种有效的宽带接人方式。

ADSL的特点如下：
1）可在现有任意双绞线(铜线)上传输；
2）误码率低；
3）下行数字信道可转送6-8Mbps，上行数字信道可转送256-640kbps；
4）模拟用户话路独享。

ADSL的非对称性表现在局端到用户端的下行速率与用户端到局端的上行速率是不同的，高速下行信道可向用户传送视频、音频多媒体信息和控制信号/信令，其速率可以达到1.5-8Mbps，在0.5nm的双绞线上传送距离为3.6千米；低速上行信道用于传送用户的意图信息和通向网络的控制信令/信号，其速率一般在16-640kbps，这种特点符合大多数用户的实际使用需要，而且它不需要像拨号接人那样拨号连接，使用半永久性连接专线上网，无需交付电话费，具有高速上网的优势，因此，ADSL是适合当前宽带接入要求的一种有效技术。

以上优点
的发挥要基于电话线路质量，然而在一些老城区，电话线径大多为0.4nm，而且严重老化，其传送效果将明显降低，同时ADSL的调制解调器价格比较高。

2.2、DDN专线
在小区内部建立计算机局域网，通过专线实现与DDN网的接入，完成与电信部门和ISP(Internet服务供应商)的连通。

采用此方法，小区业主需要向电信部门租用固定带宽的DDN专线。

对于10000人的小区，如果有10％的人同时上网，每一用户要求128kbps，则需100Mbps的DDN专线，月租费非常昂贵，一般较难承受。

2.3、双向HFC网络的电缆调制解调器接入
双向HFC网络的电缆调制解调器接人技术是近10年内逐步发展起来的，利用电缆调制解调器可在混合光纤同轴网(HFC)上实现高达34Mbps的下行数据传送，它在Internet接入、视频点播、会议电视、远程教育等领域中都具有广阔的市场。

HFC网络结构为树型或总线型，从前端到小区光结点采用光纤传输，光结点到用户终端采用同轴电缆传输，小区光结点所辖用户一般为500户左右(理想情况)，整个光结点内部网可以提供约1GHz的带宽，由光结点内的全部用户共享。

在HFC的前端，语音、数据和视频等多媒体信息经调制后以RF信号传送到用户端，经过分离器提取多媒体信息，并恢复成数据包形式进入用户终端设备。

电缆调制解调器是HFC的关键设备，一般为上、下行信道不对称方式，上行速率最高可达768kbps，下行速率最高可达34Mbps，适用于高速Internet接入。

HFC技术是宽带技术中最先成熟与投入市场的，其巨大的带宽和经济性对于从事宽带接人的网络运营商具有很大的吸引力，在其信道带宽内可以传送几百路广播电视节目，200路MPEG-2的点播电视业务以及其他双向通信业务。

从发展看，小区光结点可以进一步细化，将其延伸到楼层，每一个光结点的用户将降低为10—15个，再进一步将光结点延伸到户，即可以为每一户提供10—30Mbps的宽带，实现宽带传输的理想模式-光纤到户(FTTH)。

另外，还有HFCD，它是最新发展的技术，可与密集波分复用技术(DWDM)结合，充分利用DWDM技术简化系统结构和降低成本。

HFC技术向用户提供的34Mbps共享宽带，一旦用户数提高后，其接入速度将明显下降；同时，目前其上行信道的干扰问题也还需要进一步克服；而且电缆调制解调器价格比较高，也影响其进一步推广。

2.4、三网融合的宽带接入技术
三网融合是信息技术发展的总趋势，适应现代信息载体多元化和多媒体技术发展的需要，声音、图像与数据将同时共存在一个完整的文件中，这也正是全世界各国都在发展宽带网络的驱动力。

但是这一发展必然会向传统的电话网、有线电视网、计算机网的运营模式提出挑战，促使它们不断向三网融合方向发展。

三网融合由于涉及各个部门的既得利益，将遇到极大的阻力，需要调整现行的信息产业运作模式，也需要强有力的技术支持。

如解决不同信息载体的码流混合，形成复合码流；解决复合码流的解码(在用户端分离)；信息同步；与各个基础网络的标准接口；应用与计费等。

由于近年的努力，上述技术问题已经在很大程度上
取得进展，三网融合的产品已经进入市场。

但在体制上尚存在一些问题，要实现各种业务的互相融合，这需要政府立法，当前可以进行小范围的试验。

2.5、数字电视广播与宽带双向数据服务
到目前为止，经国际电联批准的无线数字电视广播标准有三个。

它们分别是：美国的ATSC、欧洲的DVB-T、日本的ISDB-T，这三个标准在信源编码方面是基本相同的(采用国际通用的MPEG标准)，只是在传输协议方面有所不同。

我国的数字电视标准化工作目前正在积极开展，与现行的模拟电视广播相比，未来的数字电视广播对信息源、广播网和接收设备等方面都提出了新的要求。

由于信息数字化技术和数字压缩技术的发展，图文、声音和活动图像的数字信号是相同的，电视广播实际上会成为一种多媒体的广播方式，为电视和信息产业带来重大变化。

数字电视广播已从当初的声音质量和图像质量的改善上升为信息消费革命、作为信息传播的重要方式之一的数字电视广播会带来一个崭新的信息产业，成为新的经济发展增长点。

数字电视广播网除能提供传统的电视节目以外，还能够提供其他多媒体的信息传输服务。

由于将数字通信技术引入到电视广播中，形成了新型的信息广播技术。

电视广播的数字化解决了图像和声音的质量问题，而数字电视广播的蜂窝网化则进一步解决了信息传输的容量问题，蜂窝式数字电视广播网集中了现有的数字电视广播技术和现有的数字通信网络技术的优点，是为适应飞速发展的现代信息产业而开发出来的。

当然，通过数字电视广播网实现无线宽带接人与广播服务还需一定的努力才能实现，但是对数字电视广播网的发展，我们应该予以重视，它将会对智能住宅小区的信息传输环境建设产生革命性影响，三网融合也可能以无线方式人户。

3、智能化小区网络接入方式的选择
以上介绍了当前主要的接入技术，其中无线宽带接人技术尚处于起步阶段，其他几种接人方式的比较可以归纳如下：
1）小区内部建立计算机网，其信息中心通过DDN专线与电信局ISP连接；
2）小区用户通过普通电话或ISDN拨号上网；
3）小区用户通过ADSL上网；
4）利用有线电视网双向HFC作为传输网络。

我们对以上各种主要接人技术进行比较分析后，可以看出：
计算机网(DDN专线)的优点有利于小区公告服务功能发挥．高带宽，低上网费用，技术成熟，实时性强，不占用电话线：其缺点是保密性差，物业管理要增加人力，建设投资较大，DDN专线费用高。

ISDN和ADSL上网的优点是保密性好，布线省，物业部门不承担网络管理，
不增加人力、物力，尤其是ADSL可以提供高速上网，适应多媒体信息服务的需要；其缺点是实时性不太好，费用较高，无法实现有效的宽带广播式服务。

HFC(混合光纤同轴电缆双向交互式有线电视网)的优点是可充分利用有线电视网，布线省，投入低，高带宽；其缺点是带宽共享式，如同时上网用户多，将影响上网速度。

目前，上行信号干扰需进一步解决。

4、结语
总之，随着新的接入网技术的不断涌现，未来智能小区网络通信接入技术不仅应充分考虑小区目前的功能需求，还要注重经济造价和未来发展的适应性，这样才能满足未来智能化小区对网络整体综合性能及可持续发展的需求。

参考文献：
[1]张伟，智能建筑技术与应用，中国建筑工业出版社,2011.10.
[2] 沈炯，智能小区建筑与施工.电子工业出版社,2007.06.
[3] 刘冰，浅谈智能楼宇宽带接入技术，中国数据通信,2009.10.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。