论文部分内容阅读
摘 要：光纤到户就是直接将光纤连接到用户需要的地方，光纤到户会应用到各种不同类型的设备，需要做好多方面的设计工作，而光口智能网关设计是其中最为重要的一项内容。下面，针对光口智能网关设计与应用内容进行深入研究，希望文中内容对相关工作人员，以及整个行业的发展都可以有所帮助。
关键词：光纤到户;光口智能网关;带宽;无源网络
近几年，我国信息技术得到了飞速发展，这也使我国光网建设得到了深化，光纤到户（下文统一简称为FTTH）已经达到了家庭宽带用户的85.0%，FTTH技术现阶段已经成为了运营商接入网的核心。
一、FTTH在具体应用期间的优势
FTTH在实际应用期间的优势主要体现在以下几个方面：
（1）其是一种无源网络，由局端到用户，中间的全部过程都能够实现无源。
（2）帶宽更宽，这也使其适合应用都长距离传输中，这能够满足运营商在大规模运输方式上的需求。
（3）在光纤上对各项不同类型的业务加以承载。
（3）可以支持不同的协议，各项协议都能够得到灵活应用[1]。
二、分析智能网关产品需求
为了保证FTTH地区网关产品形态始终都处于能够满足应用的状态，因此，在启动光口智能网关前，相关部门要组织产品、技术、运维等人员，建设一个能够满足相应工作的联合小组，针对FTTH用户多的情况，相关工作人员要做好相应的调研工作，利用方法调研表方式，完成该项工作。光口智能网关要可以支撑数据、电视、物联网等各项业务需求，从而使其在实际应用期间可以发挥出网络、媒体、通信服务，以及智能中心的作用。
三、设计光口智能网关产品
（一） 定位网络中的网关
光口智能网关是连接家庭网络与广电运行商的关键设备，其是网络侧终端的一项重要产品，通过IP方式，在家庭域，支持广播电视各项业务内容的开展，确保人们能够得到高质量服务。在应用网关期间，可以使家庭网络内部终端相互关联，同时，也能够与外部网络进行通信，在该过程中用户侧接口可以是以太网、USB接口、Wi-Fi等方式与业务网关，或者Pad、手机、电脑等各项终端进行通信，同时，也能够对家庭网络中连接的各种不同类型的终端设备中的各项数据内容进行转发、管理、控制，从而保证家庭终端内采用的设备作用够得到全面发挥[2]。智能网关在网络中定位情况如图1所示。
（二） 硬件架构设计
下面，以桌面型iHGU为例进行分析，桌面型网关硬件由多个部分构成，常见的结构由主芯片、2.4G Wi-Fi 模组、5G Wi-Fi 模组、x PON 芯片。其中Wi-Fi 模组就是利用PCIe总线，以及主芯片完成相应的通信作业;x PON 芯片在具体应用期间发挥的作用就是处理BOSA组件光信号，同时，该项作业要与主芯片同步开展[3]。Flash和DDR都是数据存储单元，其能够为数据和固件提供存储空间，利用主芯片与Memory总线，完成相应的读写作业，实现对各项信息的读取与存储。网关可以为用户提供不同类型的有线接口，常见的接口类型由GE LAN接口、Wi-Fi 无线接口、USB 接口，完成上述布置后，要对每个接口的性能进行检查，确定每个接口的性能都达到了应用标准后，再对其进行应用，避免由于接口问题对后续工作开展造成不良影响。
（三） 设计软件架构
家庭智能网关软件架构都是以Linux系统为基础设计而来的，这个系统一共分为以下四层：
（1）硬件抽象层
硬件抽象层位于整个系统的最低层，其起到的作用就是对硬件功能进行封装，Linux OS 在应用期间，能够实现对各项资源内容的管理，同时，也可以为功能模块提供一个良好的系统环境。
（2）功能层
Linux OS承载了功能层，功能层存在于用户空间和内核空间，进而使每个业务功能都能够得到实现，并且能够为用户提供不同类型的接口，从而为管理模块配置管理，使其能够满足用户的应用需求。
（3）对外接口
对外接口的类型有很多，过去常用的接口有OAM、OMCI、Web等，新增的接口有U.Link配置接口，其中OMCI的作用就是与GPON OLT管理协议进行对接，Web的作用就是用户控制配置，以及维护人员的维护配置，而U.Link协议的作用就是与物联网设备，以及云平台进行通信。
（4）管理层
管理协议对中间配置管理模块与各个功能模块进行限制，配置管理模块是整个系统在运行期间的核心内容。在实际问题分析与研究期间，要依据实际情况，制定与实际情况相符的数据模型，从而使其在具体应用期间差异性功能需求能够得到满足，为人们提供动态连接库接口，从而完成对功能节点具体属性情况的增加、删除、查询，更改，进而确保对外接口层在应用期间的作用能够得到合理发挥。
智能网关软件架构十分复杂，其中网关插件管理以OSGI开放平台架构位基础，开发者在实际作业期间，以智能网关为基础，从而为人们提供应用编程接口，完成对服务插件的合理开发，最终开发的服务插件被运营商应用，运营商依据业务规划情况，以及网络的实际情况，完成规划，或者在进行智能网关放装后，由用户自主完成相应的选择，然后依据用户的选择进行安装。服务插件在应用期间，能够与相关网络平台交互，可以拓展业务功能和网络，最终为用户提供高质量服务。
四、 光口智能网关的具体应用情况
（一）视频媒体
随着人们对家庭智能网关研究的不断深入，其性能得到了进一步提高，这也使其取代了传统机顶盒，能够通过对无线网络和有线互通技术的应用，从而实现对网络媒体/本地资源共享，同时，也能够与家庭中采用的Pad、智能电视、手机等各种电子设备进行多屏互动，通过开发模式形成视频，使家庭网络始终都保持应用状态。光口智能网关产品在应用期间可以与IP智能机顶盒进行配套使用，通过有线和Wi-Fi两种方式，为家庭提供电视点播、电视直播等多项服务，提高人们生活质量。
（二） 智能组网
随着人们生活质量的不断提高，以及电子信息技术的不断发展，家庭网络已经逐渐成为了人们生活中不可分割的一部分。光口智能网关可以与组网设备搭配，最终形成智能Wi-Fi系统，对该系统进行应用，即使有隔墙，Wi-Fi信号也不会减弱，并且也不会减慢网络速度，进而确保用户在不同节点间可以通过平滑方式完成切换，最终为用户提供稳定、快速网络。
（三） 智慧家庭
以物联网技术为基础进行光口智能网关设计，完成设计后，利用统一开发物联网管理平台，为不同行业提供开发能力，这可以使行业伙伴能够快速、合理对各种物联网进行应用。通过对光口智能网关进行应用，能够以自动方式完成对家庭中采用的各种智能设备、智能家居的连接，为家居物联业务开展提供支持，使用户能够体会到智慧家庭为人们生活带来的便利性。
五、 结束语：
FTTH是目前我国的主流网改形式，光口智能网关是数字家庭领域中核心载体，通过对家庭智能网关载体进行应用，使智慧广电发展战略能够得到实现，最终为人们提供高质量的网络服务。
参考文献：
[1]康睿骁，张欢.广电网络光纤到户在农村数字网中的应用分析[J].数字通信世界，2019（12）：187.
[2]胡文静.光纤到户网络施工检测及维护探究[J].数字通信世界，2019（12）：57.
[3]黄勇友.试论有线电视农网光纤到户的建设特点和综合解决方案[J].中国有线电视，2019（08）：853-855.
关键词：光纤到户;光口智能网关;带宽;无源网络
近几年，我国信息技术得到了飞速发展，这也使我国光网建设得到了深化，光纤到户（下文统一简称为FTTH）已经达到了家庭宽带用户的85.0%，FTTH技术现阶段已经成为了运营商接入网的核心。
一、FTTH在具体应用期间的优势
FTTH在实际应用期间的优势主要体现在以下几个方面：
（1）其是一种无源网络，由局端到用户，中间的全部过程都能够实现无源。
（2）帶宽更宽，这也使其适合应用都长距离传输中，这能够满足运营商在大规模运输方式上的需求。
（3）在光纤上对各项不同类型的业务加以承载。
（3）可以支持不同的协议，各项协议都能够得到灵活应用[1]。
二、分析智能网关产品需求
为了保证FTTH地区网关产品形态始终都处于能够满足应用的状态，因此，在启动光口智能网关前，相关部门要组织产品、技术、运维等人员，建设一个能够满足相应工作的联合小组，针对FTTH用户多的情况，相关工作人员要做好相应的调研工作，利用方法调研表方式，完成该项工作。光口智能网关要可以支撑数据、电视、物联网等各项业务需求，从而使其在实际应用期间可以发挥出网络、媒体、通信服务，以及智能中心的作用。
三、设计光口智能网关产品
（一） 定位网络中的网关
光口智能网关是连接家庭网络与广电运行商的关键设备，其是网络侧终端的一项重要产品，通过IP方式，在家庭域，支持广播电视各项业务内容的开展，确保人们能够得到高质量服务。在应用网关期间，可以使家庭网络内部终端相互关联，同时，也能够与外部网络进行通信，在该过程中用户侧接口可以是以太网、USB接口、Wi-Fi等方式与业务网关，或者Pad、手机、电脑等各项终端进行通信，同时，也能够对家庭网络中连接的各种不同类型的终端设备中的各项数据内容进行转发、管理、控制，从而保证家庭终端内采用的设备作用够得到全面发挥[2]。智能网关在网络中定位情况如图1所示。
（二） 硬件架构设计
下面，以桌面型iHGU为例进行分析，桌面型网关硬件由多个部分构成，常见的结构由主芯片、2.4G Wi-Fi 模组、5G Wi-Fi 模组、x PON 芯片。其中Wi-Fi 模组就是利用PCIe总线，以及主芯片完成相应的通信作业;x PON 芯片在具体应用期间发挥的作用就是处理BOSA组件光信号，同时，该项作业要与主芯片同步开展[3]。Flash和DDR都是数据存储单元，其能够为数据和固件提供存储空间，利用主芯片与Memory总线，完成相应的读写作业，实现对各项信息的读取与存储。网关可以为用户提供不同类型的有线接口，常见的接口类型由GE LAN接口、Wi-Fi 无线接口、USB 接口，完成上述布置后，要对每个接口的性能进行检查，确定每个接口的性能都达到了应用标准后，再对其进行应用，避免由于接口问题对后续工作开展造成不良影响。
（三） 设计软件架构
家庭智能网关软件架构都是以Linux系统为基础设计而来的，这个系统一共分为以下四层：
（1）硬件抽象层
硬件抽象层位于整个系统的最低层，其起到的作用就是对硬件功能进行封装，Linux OS 在应用期间，能够实现对各项资源内容的管理，同时，也可以为功能模块提供一个良好的系统环境。
（2）功能层
Linux OS承载了功能层，功能层存在于用户空间和内核空间，进而使每个业务功能都能够得到实现，并且能够为用户提供不同类型的接口，从而为管理模块配置管理，使其能够满足用户的应用需求。
（3）对外接口
对外接口的类型有很多，过去常用的接口有OAM、OMCI、Web等，新增的接口有U.Link配置接口，其中OMCI的作用就是与GPON OLT管理协议进行对接，Web的作用就是用户控制配置，以及维护人员的维护配置，而U.Link协议的作用就是与物联网设备，以及云平台进行通信。
（4）管理层
管理协议对中间配置管理模块与各个功能模块进行限制，配置管理模块是整个系统在运行期间的核心内容。在实际问题分析与研究期间，要依据实际情况，制定与实际情况相符的数据模型，从而使其在具体应用期间差异性功能需求能够得到满足，为人们提供动态连接库接口，从而完成对功能节点具体属性情况的增加、删除、查询，更改，进而确保对外接口层在应用期间的作用能够得到合理发挥。
智能网关软件架构十分复杂，其中网关插件管理以OSGI开放平台架构位基础，开发者在实际作业期间，以智能网关为基础，从而为人们提供应用编程接口，完成对服务插件的合理开发，最终开发的服务插件被运营商应用，运营商依据业务规划情况，以及网络的实际情况，完成规划，或者在进行智能网关放装后，由用户自主完成相应的选择，然后依据用户的选择进行安装。服务插件在应用期间，能够与相关网络平台交互，可以拓展业务功能和网络，最终为用户提供高质量服务。
四、 光口智能网关的具体应用情况
（一）视频媒体
随着人们对家庭智能网关研究的不断深入，其性能得到了进一步提高，这也使其取代了传统机顶盒，能够通过对无线网络和有线互通技术的应用，从而实现对网络媒体/本地资源共享，同时，也能够与家庭中采用的Pad、智能电视、手机等各种电子设备进行多屏互动，通过开发模式形成视频，使家庭网络始终都保持应用状态。光口智能网关产品在应用期间可以与IP智能机顶盒进行配套使用，通过有线和Wi-Fi两种方式，为家庭提供电视点播、电视直播等多项服务，提高人们生活质量。
（二） 智能组网
随着人们生活质量的不断提高，以及电子信息技术的不断发展，家庭网络已经逐渐成为了人们生活中不可分割的一部分。光口智能网关可以与组网设备搭配，最终形成智能Wi-Fi系统，对该系统进行应用，即使有隔墙，Wi-Fi信号也不会减弱，并且也不会减慢网络速度，进而确保用户在不同节点间可以通过平滑方式完成切换，最终为用户提供稳定、快速网络。
（三） 智慧家庭
以物联网技术为基础进行光口智能网关设计，完成设计后，利用统一开发物联网管理平台，为不同行业提供开发能力，这可以使行业伙伴能够快速、合理对各种物联网进行应用。通过对光口智能网关进行应用，能够以自动方式完成对家庭中采用的各种智能设备、智能家居的连接，为家居物联业务开展提供支持，使用户能够体会到智慧家庭为人们生活带来的便利性。
五、 结束语：
FTTH是目前我国的主流网改形式，光口智能网关是数字家庭领域中核心载体，通过对家庭智能网关载体进行应用，使智慧广电发展战略能够得到实现，最终为人们提供高质量的网络服务。
参考文献：
[1]康睿骁，张欢.广电网络光纤到户在农村数字网中的应用分析[J].数字通信世界，2019（12）：187.
[2]胡文静.光纤到户网络施工检测及维护探究[J].数字通信世界，2019（12）：57.
[3]黄勇友.试论有线电视农网光纤到户的建设特点和综合解决方案[J].中国有线电视，2019（08）：853-855.