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[摘要]：智能小区是近年来产生并迅速崛起的一种新型住宅，即建立在科学技术和良好的建筑设计与施工基础上，依靠先进的设备和科学的管理，将计算机技术与建筑技术、自动控制技术、通信与信息处理技术等先进科技领域相结合的高度综合化复杂系统，提供良好物业管理服务的居民住宅小区，实现小区物业运行的高效化、节能化和环保化。网络软、硬件的选择，结构的合理性等因素也都影响着小区控制和管理的可靠性与安全性，最终影响到整个智能小区的综合运作效率。本文分析了智能小区的功能特点，根据智能小区网络的特殊性，对智能小区的网络系统进行了设计，并且重点介绍了智能小区局域网扩展方式的设计及实现。
[关键词]：智能小区 MA5100服务器 局域网
中图分类号：TP18 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）10- 0109–01
一、引言
随着计算机技术的迅速发展，人类社会开始步入信息化、智能化时代，智能小区的概念应运而生。智能小区是近年来产生并迅速崛起的一种新型住宅，即建立在科学技术和良好的建筑设计与施工基础上，依靠先进的设备和科学的管理，将计算机技术与建筑技术、自动控制技术、通信与信息处理技术等先进科技领域相结合的高度综合化复杂系统，提供良好物业管理服务的居民住宅小区，实现小区物业运行的高效化、节能化和环保化。智能小区的计算机网络是智能小区通信神经中枢，信息的传输已经成为智能小区建设考虑的重点。网络软、硬件的选择，结构的合理性等因素也都影响着小区控制和管理的可靠性与安全性，最终影响到整个智能小区的综合运作效率。本文分析了智能小区的功能特点，根据智能小区网络的特殊性，对智能小区的网络系统进行了设计，并且重点介绍了智能小区局域网扩展方式的设计及实现。
二、智能小区网络功能分析
（一）智能小区的基本需求
智能小区住户可以得到一系列功能及安全防范的自动实现，包括表具自动计量、住户家电控制、公共信息管理以及公共设施监控等方面。住户安防的组成要素主要为系统布、撤防和报警两大部分。系统可通过电话、网站以及无线等进行布、撤防设定，保证用户可以在任意不相同的时间和地点进行操作。表具抄送和报警检测求用户必须有一个通信终端为单片机和网卡芯片的集成模块，已通过脉冲数据的采集和传送来采集数据和传输数据。
（二）小区网络系统所需满足的要求
智能小区网络系统所需满足的要求包括：（1）随着住宅小区的规模越来越大，智能小区在具备普通网络上网功能的基础上，计算机网络的整体设计要求将会比普通网络的要求来得更高；（2）当前，一个小区可以容纳的住户已达到成千上万家，由于规模的日益庞大，在智能小区的网络设计中，局域网的拓扑结构和扩展方式显得至关重要；（3）小区的智能化控制、安全防范和综合管理必须经由局域网进行。
三、HFC宽带网络
（一）HFC
HFC（Hybrid Fiber-Coaxial）一般是由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三个重要部分所组合而成，是一种结合同轴电缆和光纤的混合型网络。目前的HFC网络易实现双向传输，传输容量大，可以提供窄带、宽带以及数字视频等综合业务。其系统结构如图1所示，系統中位于前端的数据交换系统为电缆调制解调器终端系统（Cable ModemTermination System，CMTS），负责将来自用户的调制解调器（CableModem， CM）数据转发至各个不同的业务接口，同时也接手外部网络到用户群的数据，有线电视模拟信号与经由下行数据调制而成的带宽信道混合输出至HFC网络。简单的工作模式即在干线上用光纤传输光信号，前端需完成电-光转换，再到用户区域完成光-电转换，最终在分配器的分配基础上经由同轴电缆送达用户。
图1 HFC的系统结构图
（二）频带划分及问题分析
HFC网络作为双向宽带通信的CATV网络，能够传输的带宽为750 MHz～860 MHz，少数甚至可以达到1GHz。根据GY/T106-1999的最新规定，HFC的频带划分中550 MHz～860 MHz用于VOD、HDTV等的数字信号下行；108 MHz～550 MHz用于下行传送模拟、数据以及控制信号；87 MHz～108 MHz为FM广播专用；5 MHz～65 MHz则是上行传送模拟、数据及控制信号。其中，5 MHz～65 MHz该段频率范围极易受到干扰，包括短波、家用电器和其他干扰源源等，信道争用成为亟待解决的问题。此外，在HFC网络上进行交互式数据通信时，必须注重保障安全性与可靠性题，这就要求具有良好的接入技术。
（三）关键技术
HFC网络需要解决的关键技术主要包括：（1）数字压缩技术：传输数字化的运动图像一直是困扰通信界的问题，数字压缩编码技术的出现则有效解决了此问题，主要建立在运动补偿预测、帧间预测、变换编码等技术制定基础上的各种压缩图像标准JPEG、PX64、MPEG。（2）宽带交换技术：由于交互式宽带业务种类繁多，所要求的交换速率较高。因此，CCITT设计实时性较强的从同步传输模式（STM）发展到异步传输模式（ATM）的新信息交换方式。（3）有限制接受系统：目前大多数CATV网采用的是加解密智能卡，该系统通常包括前端用户管理系统、加密系统以及变换器解密、授权系统等，按照用户权限进行收视管理、账户管理及授权的网络管理系统等。（4）HFC网络与LAN互联：HFC网络互联的实施建立在ISO/OSI模型的基础之上，对物理层、媒体访问控制（MAC）层的协议进行必要的修改。
（四）HFC网络系统的业务功能
速宽带通信时代的到来，HFC已成为信息高速公路发展的最佳宽带接入网途径之一，该网络在智能小区当中可以提供的服务包括传统业务、IP话音/IP视频业务、高速数据业务以及远程教学、虚拟专网（VPN）、远程医疗、VOD、远程办公、电视会议和数字电视等其他增值业务。此外，HFC还可以通过为诸如三表远传、保安等各个智能子系统提供适宜的数据通道，实现整个智能小区网络布线的优化与集成。随着数字通信技术的发展，HFC提供智能小区内综合信息资源的共享通道、闭路电视监控系统图像传输、社区报警信息传递、防盗报警信息传输、访客对讲系统联网信息传输、、车辆管理信息传递以及公共设备信息传输等各式各样的针对性服务。
作者简介：
王雪梅（1974.3—— ），河南民权人，武汉大学在读硕士研究生，研究方向：计算机应用。
[关键词]：智能小区 MA5100服务器 局域网
中图分类号：TP18 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）10- 0109–01
一、引言
随着计算机技术的迅速发展，人类社会开始步入信息化、智能化时代，智能小区的概念应运而生。智能小区是近年来产生并迅速崛起的一种新型住宅，即建立在科学技术和良好的建筑设计与施工基础上，依靠先进的设备和科学的管理，将计算机技术与建筑技术、自动控制技术、通信与信息处理技术等先进科技领域相结合的高度综合化复杂系统，提供良好物业管理服务的居民住宅小区，实现小区物业运行的高效化、节能化和环保化。智能小区的计算机网络是智能小区通信神经中枢，信息的传输已经成为智能小区建设考虑的重点。网络软、硬件的选择，结构的合理性等因素也都影响着小区控制和管理的可靠性与安全性，最终影响到整个智能小区的综合运作效率。本文分析了智能小区的功能特点，根据智能小区网络的特殊性，对智能小区的网络系统进行了设计，并且重点介绍了智能小区局域网扩展方式的设计及实现。
二、智能小区网络功能分析
（一）智能小区的基本需求
智能小区住户可以得到一系列功能及安全防范的自动实现，包括表具自动计量、住户家电控制、公共信息管理以及公共设施监控等方面。住户安防的组成要素主要为系统布、撤防和报警两大部分。系统可通过电话、网站以及无线等进行布、撤防设定，保证用户可以在任意不相同的时间和地点进行操作。表具抄送和报警检测求用户必须有一个通信终端为单片机和网卡芯片的集成模块，已通过脉冲数据的采集和传送来采集数据和传输数据。
（二）小区网络系统所需满足的要求
智能小区网络系统所需满足的要求包括：（1）随着住宅小区的规模越来越大，智能小区在具备普通网络上网功能的基础上，计算机网络的整体设计要求将会比普通网络的要求来得更高；（2）当前，一个小区可以容纳的住户已达到成千上万家，由于规模的日益庞大，在智能小区的网络设计中，局域网的拓扑结构和扩展方式显得至关重要；（3）小区的智能化控制、安全防范和综合管理必须经由局域网进行。
三、HFC宽带网络
（一）HFC
HFC（Hybrid Fiber-Coaxial）一般是由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三个重要部分所组合而成，是一种结合同轴电缆和光纤的混合型网络。目前的HFC网络易实现双向传输，传输容量大，可以提供窄带、宽带以及数字视频等综合业务。其系统结构如图1所示，系統中位于前端的数据交换系统为电缆调制解调器终端系统（Cable ModemTermination System，CMTS），负责将来自用户的调制解调器（CableModem， CM）数据转发至各个不同的业务接口，同时也接手外部网络到用户群的数据，有线电视模拟信号与经由下行数据调制而成的带宽信道混合输出至HFC网络。简单的工作模式即在干线上用光纤传输光信号，前端需完成电-光转换，再到用户区域完成光-电转换，最终在分配器的分配基础上经由同轴电缆送达用户。
图1 HFC的系统结构图
（二）频带划分及问题分析
HFC网络作为双向宽带通信的CATV网络，能够传输的带宽为750 MHz～860 MHz，少数甚至可以达到1GHz。根据GY/T106-1999的最新规定，HFC的频带划分中550 MHz～860 MHz用于VOD、HDTV等的数字信号下行；108 MHz～550 MHz用于下行传送模拟、数据以及控制信号；87 MHz～108 MHz为FM广播专用；5 MHz～65 MHz则是上行传送模拟、数据及控制信号。其中，5 MHz～65 MHz该段频率范围极易受到干扰，包括短波、家用电器和其他干扰源源等，信道争用成为亟待解决的问题。此外，在HFC网络上进行交互式数据通信时，必须注重保障安全性与可靠性题，这就要求具有良好的接入技术。
（三）关键技术
HFC网络需要解决的关键技术主要包括：（1）数字压缩技术：传输数字化的运动图像一直是困扰通信界的问题，数字压缩编码技术的出现则有效解决了此问题，主要建立在运动补偿预测、帧间预测、变换编码等技术制定基础上的各种压缩图像标准JPEG、PX64、MPEG。（2）宽带交换技术：由于交互式宽带业务种类繁多，所要求的交换速率较高。因此，CCITT设计实时性较强的从同步传输模式（STM）发展到异步传输模式（ATM）的新信息交换方式。（3）有限制接受系统：目前大多数CATV网采用的是加解密智能卡，该系统通常包括前端用户管理系统、加密系统以及变换器解密、授权系统等，按照用户权限进行收视管理、账户管理及授权的网络管理系统等。（4）HFC网络与LAN互联：HFC网络互联的实施建立在ISO/OSI模型的基础之上，对物理层、媒体访问控制（MAC）层的协议进行必要的修改。
（四）HFC网络系统的业务功能
速宽带通信时代的到来，HFC已成为信息高速公路发展的最佳宽带接入网途径之一，该网络在智能小区当中可以提供的服务包括传统业务、IP话音/IP视频业务、高速数据业务以及远程教学、虚拟专网（VPN）、远程医疗、VOD、远程办公、电视会议和数字电视等其他增值业务。此外，HFC还可以通过为诸如三表远传、保安等各个智能子系统提供适宜的数据通道，实现整个智能小区网络布线的优化与集成。随着数字通信技术的发展，HFC提供智能小区内综合信息资源的共享通道、闭路电视监控系统图像传输、社区报警信息传递、防盗报警信息传输、访客对讲系统联网信息传输、、车辆管理信息传递以及公共设备信息传输等各式各样的针对性服务。
作者简介：
王雪梅（1974.3—— ），河南民权人，武汉大学在读硕士研究生，研究方向：计算机应用。