书城建筑智能建筑中办公与通信自动化系统设计与应用
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第36章 通信网络系统设计与施工(7)

所谓智能住宅小区的信息化建设,就是通过以家庭为核心的三层信息平台,包括家庭内部的数字化平台、小区的智能化平台和城市公众信息平台,将信息、网络、自动控制、通信等高科技应用到人们的生活领域,以家庭信息化为手段,实现家庭社会化和和社会家庭化。其中包括安全自动化、通信自动化和管理自动化的建设。安全自动化为室内远程防盗、紧急求助、煤气泄露探测和自动关闭、家电控制、电台控制以及室外监控;通信自动化为交互式视像系统、计算机网络和语音系统;管理自动化为电子商务、水表、电表和煤气表的远程抄送、保安巡更、停车场和音乐背景等。

1.小区智能化的实现方案

能够为智能小区提供业务的载体大致有如下几类:有线电视综合信息网、小区局域计算机网和现有网络(CATA网、电话网、电力网和无线网络)。若在小区内采用综合布线,单独拉线,增加了小区和住宅内的管线与投资,也不利于今后的维修管理。通过电话电话网来实现智能住宅小区的信息传输不用单独布线,节约了投资,也有利于今后的维修管理。但目前尚无法实现交互式的视像服务节目。利用小区内的电力线,通过载波的方式来传输各种信息,可不需布线,但是信息之间的传递不能跨越变压器,所以在大型住宅小区中,这种方式不是很合适,而且很难实现小区内的多媒体互动平台。无线网络的智能住宅小区的建设是采用无线的方式来传递信息,这将是一个发展方向,但是目前器材的价格比较高,在应用的稳定性方面有待于提高。

采用有线电视综合信息网的智能住宅小区,在很大程度上可弥补上述系统的一些不足。有线电视综合信息网在住宅的高速信息接入方面,具有很大优势。近年来,采用频率分割、数字压缩、调制解调等技术,在有线HFC网上,除了传送常规的广播信号外,还可以进行高速的数据传输,实现图象、数据和语音“三网融合”HFC网络作为智能住宅小区的信息传输网。不仅在功能上完全满足要求,而且简化了小区布线,节约了大量的人力和物力,节约了大量的人力和物力,节省了资金。由于其频带宽,具有多次开发余地,避免了重复投资,保护了房地产开发商和住户的利益。

2.用HFC实现智能小区的方案

有线电视HFC网是一种分布式控制网络,非常适合住宅小区智能化系统监控点分散的特点,并且容易集成,各种业务可以模块化、积木式地实现。

HFC是面向大众的宽带接入平台,是解决信息高速线路最后一公里的优选方案,他具有其他网络不可比拟的优势,如高入户率、高带宽、建网成本低、能综合传播图象、数据和语音等多媒体业务。高速数据传输采用QAM/QPSK调制,低速数据采用FSK/ASK调制方式。

从我国国情和长远考虑,HFC网可能会成为住宅小区智能化综合信息服务网建设的主要选择之一,因为他能较好地在同一根电缆实现高速业务(如计算机联网、IP电话、交互视频图象、远程教育、远程医疗、证卷大户室等)及低速业务(如小区可视对讲连网、家庭安防、三表远传、求助报警等功能。

5.6宽带网络通信

在智能建筑物中,信息通信是重要的组成部分,他是建立智能化家庭、办公楼、小区综和管理中心与外界广域网进行信息交流的纽带,它在某种程度上反映了智能建筑的发展水平,因此,网络通信是智能建筑不可缺少的一环。

在通信网络设计中,应充分利用社会公共的信息通信基础设施,使用户能享用社会的信息资源,与社会实现交互与联系。一般来说,小区通信接入网的设计可由两种方式来实现。

其一是要利用现有的建筑物中通信网络的资源,提升和完善现有接入网的技术性能,他的特点就是一次性投入成本低,满足用户基本的传输数据和图象的需要,但他传输速度低,不能满足用户输出高速数据和图象的要求,还必需进行技术更新,以系统升级为代价来实现。

5.6.1宽带网简介

宽带网是相对于传统网络而言的具备较高通信速率和数据吞吐量的新一代网络。在相同的传输媒介上,宽带网可以利用不同的频道进行多重的传输,速率能够达到原级(1.54Mb/s)以上。宽带网业务按照国际电信联盟的定义,是指需要的数据传输速率高于依次多路复用(primary multilex)速率的业务。

一次多路复用速率(或称一次群速率:(primary rate)是层次的第一级,在1970年早期实现,它提供了64Kb/s的传输带宽,用来传输语音信道信号,将模拟语音信号转换为64Ks/s的位流后,再把它们集中在24信道束(北美)或30+2条信道(欧洲),形成一次多路复用信道。它能产生1.544Mb/s或2.048的总传输速率,即一次多路复用数据速率。数据速率在一次群速下的系统称为窄带系统。

宽带网络可分为宽带骨干网和宽带接入网两部分,因此建设宽带网的两个关键技术是骨干网和接入网技术。

骨干网又被称为核心网络,它由所有用户共享,负责传输骨干数据流。骨干网通常是使用光纤的,能实现大范围(再城市和国家之间)的数据传送。这些网络通常采用高速传输网络传输数据,高速包交换设备(ATM)交换机和基于IP的交换路由器)提供网络路由。宽带骨干网的传速速率至少在2Gb/s。

宽带接入网是指用户到本地交换局之间的所有机线设备又称用户线路。现在,国际电信联盟标准部(ITU-T)以正式采用了用户接入网(简称接入网的概念。通常包括用户传输系统和复用设备,还可以包括数字交叉连接设备和用户网络接口。因此,接入网可以看作是与业务和应用无关的传送网,主要完成交叉连接、复用和传输功能。国际电信联盟标准部(ITU-T)在G.902建议中对接入网的结构、功能、接入类型和原理进行了规范。按ITU.902定义,接入网SNI(Service Node Interface,业务节点接口)和UNI(User Network Interface,用户网络接口)之间一系列传送实体构成,为传送电信业务提供所需承载能力的系统,具有传输、复用、交叉连接等功能。它可以支持各种交换型和非交换型业务,并将这些业务流组合后沿着公共的传送通道送往业务节点,其中包括将UNI信号转换为SNI信号。转换过程是透明的,接入网本身并不解释和处理信号的内容,因而可以看作是与业务和应用无关的传送网。

在接入网中,有三类接口,即UNI、SNI和Q3管理接口。通常,接入网对其所支持的UNI、SNI的类型及数目不作限制。

UNI是用户和网络的接口,不同的UNI支持不同的业务,如模拟电话、数字或模拟租用线业务等。

SNI是业务接点接口,分别为模拟接口(Z)和数字接口(V),可以支持一种专用接入类型,也可以支持多种接入类型。其中专用接入类型有:单个本地交换机、租用线业务节点、数字图象和声音点播业务等。最近,ITU-T规范了两个心得综合接入接口,V5.1和V5.2(统称V5接口),5.1.接口支持单个2Mb/s,固定时隙分配,不支持一次群速率接入;而V5.2接口支持16个2Mb/s,动态时隙分配,支持一次群和租用业务,其协议相对复杂,可以直接与SDH相连。

Q3是维护管理接口,它是TMN(Telecommmunication Management Network,电信管理网)与电信网各部分的标准接口。接入网作为电信网的一部分,也应通过Q3接口与TMN相连,以便于TMN实施管理功能。

5.6.2.智能建筑的网络接入方式

接入的方式当前主要有以下几种:

1.窄带接入

窄带接入就是现在使用的拨号上网方式,主要为PSTN电话拨号接入、ISDN拨号接入。PSNT接入方式通过MODEM处理,在理论上可达到56Kbps传输速率,然而,受到线路质量和用户竞争上网等因素限制,实际只能达到1~30Kbps;ISDN是20世纪70年代通信技术的重大进步,实现了数据与话音的一线通,称做综合数字业务网,它将数据处理和通信结合起来,不论原始信号是话音、文字、数据还是图象处理在ISDN中都是以数据信号传输,实现了用户线的数字化,提供端到端的数字连接,传输质量大大提高。ISDN还有一个基本特性是向用户提供了标准的入网接口。用户可以随意地将不同业务类型的终端结合起来,连接到同一接口上,并且可以随时改变终端类型。

2.DDN专线接入

数字数据网(Digital Data Network)是利用数字信道传输信号的数据传输网,它的传输媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。DDN向用户提供半永久性的数字连接,沿途不进行复杂的软件处理,因此,延时较短,避免了分组网内中传输时延长且不固定的缺点;DDN采用交叉连接方式,可根据用户需要,在约定的时间内接通所需带宽的线路,信道容量的分配和接续在在计算机控制下进行,具有较大的灵活性。

DDN是由数字传输电路和相应的数字交叉连接复用设备组成,其中,数字传输电路主要以光缆传输为主,数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用。一般情况下,为了网络的下沉和上演维护管理,需要配置网络管理系统。

DDN宽带接入共有六种类:

1)二线模拟传输,支持模拟网用户入网,如音频电话机、用户交换机(采用E&;M信令的中继线接口)、G3传真机。

2)二线(四线)频带调制解调除数传输,在用户端离数字数据网的接入点较远的情况下采用。频带Modem需成对使用,分别放在结点和用户处,结点机一侧由数字电路接口板接入Modem。

3)二线(四线)基带传输,数据用户通过基带传输设备,通常是基带Modem,以基带信号形式在线路上传输。

4)2B+D线路终结单元(DTU传输,采用二线全双工方式,可为多个用户提供入网,分别可提供RS232,X.21、V.35、RJ45等接口。透过2B+D的D信道可实现真正的全程全网实时监管至用户端。

5)PCM数字线路传输,利用连接到用户的光缆、微波数字高次群等,与其他业务合用,占用一路2Mbit/s带宽入DDN。对于大型用户,DDN结点直接放在用户室那,采用同样方式开放2Mbit/s中继连入DDN内。

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的连通,采用此方法,小区业主需要向电信部门租用固定的DDN专线。这种方式月租费昂贵,不容易推广。

3.ADSL宽带接入技术

目前,建设宽带网信息网络浪潮席卷全球,在中国互联网用户数量增加最快,这种需要带动了宽带网的发展,提高网络容量和传输速度,健全信息网络体系。

宽带网技术将以其先进性和经济性代替窄带接入技术,并以最终取代电话拨号、一线通ISDN网络。ASDL(非对称数字用户线)技术利用现有的双绞线能够满足用户宽带接入通信网络的业务需求,是实现宽带上网和和网上冲浪的理想选择。

ADSL的非对称性表现在局端到用户端的下行速率与用户到局端的上行速率是不同的,告诉下行信道可向用户传送视频、音频多媒体信息和控制信号和信令,其速率可达到1.5~8Mbps,低速上行信道用于传送用户的意图和通向网络的的控制信号,其速率一般在16~640kbps,利用它这个特点,ADSL技术与MPEG技术相结合,用户就可以通过普通电话线路在任意时间选择自己想看的电缆电视节目或查询网上信息,同时还可以打电话。用户接入网(从本地电话局和用户之间的部分)是电信网的重要组成部分,是电信局的窗口,也是信息高速公路的最后一英里。为实现用户接入网的数字化、宽带化,用光纤作为用户线是用户网今后发展的必然趋势,单由于光纤用户接入网的成本过高,在今后一段时间里大多数用户网仍然使用现有铜线环路,它是最有竞争力的的宽带网技术之一。

ADSL是在用户铜双绞线接入网上传输高速数据的一种技术,它可使铜双绞线接入网成为宽带接入网,与视频压缩技术结合,还可使交互式多媒体业务进入家庭。ADSL的传输距离取决于传输速率,ANSI T1.413标准中规定,当传输速率为6.144Mbit/s时,在0.5mm线径双绞线上的传输距离为3.67km;传输距离为1.536Mbit/s或2.048Mbit/s时,在0.5mm线径双绞线上的传输距离为5.5km。

ADSL接入设备需要成对使用,分别为ATU-C(局端收发单元)放在局端机房,ATU-R(用户端收发单元)放在用户端。ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。