基于智能網(wǎng)關(guān)的數字家庭網(wǎng)絡(luò )系統架構設計
加入技術(shù)交流群
2．2 UWB技術(shù)原理
UWB技術(shù)最基本的工作原理是發(fā)送和接收脈沖 間隔嚴格受控的高斯單周期超短時(shí)脈沖，超短時(shí)單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬，接收機直接用一級前端交叉相關(guān)器就把脈沖序列轉換成基帶信號，省去了傳統通信設備中的中頻級，極大地降低了設備復雜性。UWB技術(shù)采用脈沖位置調制PPM單周期脈沖來(lái)攜帶信息和信道編碼，一般工作脈寬為0．1～1．5 ns，重復周期在25～1 000 ns。
3 系統創(chuàng )新內容
3．1 應用創(chuàng )新
3．1．1 基于RC32434的MIPS+Linux的系統平臺
本系統采用IDT的RC32434 Interprise集成通信處理器，其采用32位MIPS 4Kc CPU，支持標準媒體獨立接口(MII)及簡(jiǎn)化標準媒體獨立接口(RMII)，在此硬件平臺上移植Linux，并且開(kāi)發(fā)了多協(xié)議應用協(xié)議庫和設備驅動(dòng)程序，MIPS+Linux系統平臺具有良好的穩定、移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )功能、完整的TCP／IP協(xié)議棧、完備的對各種文件系統的支持，以及標準豐富的API，其內核緊湊，編譯后小于512 KB。
3．1．2 多SSID和VLAN技術(shù)應用
家庭網(wǎng)關(guān)可采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式(如通過(guò)802．1lX)進(jìn)行家庭內部組網(wǎng)，引入SSID技術(shù)可以將一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)分為幾個(gè)需要不同身份驗證的子網(wǎng)絡(luò )，每一個(gè)子網(wǎng)絡(luò )都需要獨立的身份驗證，防止未被授權的用戶(hù)進(jìn)入本網(wǎng)絡(luò )，而且采用多SSID技術(shù)可以實(shí)現虛擬AP功能。不同的SSID可以采用不同的認證方式及訪(fǎng)問(wèn)權限，也可映射為不同的VLAN，實(shí)現公共熱點(diǎn)與家庭內部網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò )隔離。
3．1．3 強型X-10的總線(xiàn)技術(shù)應用
家庭控制網(wǎng)采用X-10的總線(xiàn)傳輸技術(shù)，性?xún)r(jià)比高、兼容性、可擴充性強等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用于家庭控制網(wǎng)絡(luò )，但由于其是在電力線(xiàn)中傳播數據，抗干擾能力較差，為了解決此問(wèn)題需要對X-10協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)和擴充，使其具用較強的抗干擾特性，且兼容標準的x-10協(xié)議。
3．1．4 VPN技術(shù)應用
將VPN技術(shù)應用于家庭網(wǎng)絡(luò )，可采用Access VPN和Intranet VPN兩種技術(shù)。遠程用戶(hù)可以通過(guò)Access VPN接入家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)現對家庭網(wǎng)絡(luò )的安全遠程訪(fǎng)問(wèn)和控制。家庭網(wǎng)關(guān)可通過(guò)Intranet VPN接入公司的VPN網(wǎng)關(guān)，實(shí)現Intranet、遠程辦公。
3．2 技術(shù)創(chuàng )新
3．2．1 家庭網(wǎng)關(guān)的多業(yè)務(wù)、多種端口技術(shù)
家庭網(wǎng)關(guān)應使用戶(hù)能連接家里盡可能多的設備。網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可利用這些設備捆綁多種業(yè)務(wù)，控制從基礎設施到終端設備等家庭網(wǎng)絡(luò )中所有設備上的業(yè)務(wù)。因此在硬件上采用多端口設計方案，具有RJ45，RJll，PLC，WLAN和射頻多種接口，這樣可通過(guò)網(wǎng)關(guān)方便連接如IPTV機頂盒、網(wǎng)絡(luò )游戲終端、IP電話(huà)終端等多種終端設備。在軟件上采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統和模塊化設計思想，支持模塊的遠程下載更新，以支持未來(lái)新興業(yè)務(wù)的媒體設備，使得家庭網(wǎng)關(guān)成為服務(wù)提供商與用戶(hù)之間最重要的接口。
3．2．2 三網(wǎng)合一內部網(wǎng)絡(luò )協(xié)議轉換技術(shù)
家庭網(wǎng)關(guān)連接家庭數據通信網(wǎng)、家庭A／V網(wǎng)和家庭控制網(wǎng)，其在網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、傳輸碼流、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量以及傳輸載體上都有較大差異，如何實(shí)現網(wǎng)絡(luò )異構，保證數據傳輸的安全，應由家庭網(wǎng)關(guān)內部網(wǎng)絡(luò )協(xié)議轉換模塊完成，并且通過(guò)SSID和VLAN技術(shù)實(shí)現公共熱點(diǎn)與家庭內部網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò )隔離，提高用戶(hù)數據的安全性。家庭網(wǎng)關(guān)的物理接口可支持UWB和PLC兩種傳輸方式，為用戶(hù)提供便捷的接入方式，如控制網(wǎng)可采用基于x-10協(xié)議的電力線(xiàn)載波傳輸模式，移動(dòng)媒體終端采用UWB傳輸技術(shù)，保證對帶寬的需求。
3．2．3 QoS(網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量)動(dòng)態(tài)配置技術(shù)
QoS的實(shí)現需要在家庭網(wǎng)關(guān)上實(shí)現外部網(wǎng)絡(luò )和家庭網(wǎng)絡(luò )之間的帶寬映射分配機制，將外部網(wǎng)絡(luò )中業(yè)務(wù)流按照家庭網(wǎng)絡(luò )情況進(jìn)行重新映射分配，需要在家庭網(wǎng)關(guān)上實(shí)現帶寬的動(dòng)態(tài)預留和分配功能，家庭網(wǎng)關(guān)需要同時(shí)實(shí)現外部網(wǎng)絡(luò )和家庭網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量機制，保證端到端的QoS。另外，需要對家庭中各個(gè)終端的QoS能力進(jìn)行定義，制定終端設備和家庭網(wǎng)關(guān)之間的QoS信令機制。
3．2．4 網(wǎng)絡(luò )數據包過(guò)濾技術(shù)
網(wǎng)絡(luò )IP報文的IP報頭及所承載的上層協(xié)議(如TCP)報頭的每個(gè)域包含了可以由路由器進(jìn)行處理的信息，可以由這些域的各式各樣的組合形成不同的規則。家庭網(wǎng)關(guān)提供了基于接口的包過(guò)濾，即可以在寬帶上行口的進(jìn)出兩個(gè)方向上對報文進(jìn)行過(guò)濾，提高網(wǎng)絡(luò )傳輸流量，保障網(wǎng)絡(luò )安全。
4 結語(yǔ)
“處處計算，處處連接”是數字家庭的最終目標，在寬帶網(wǎng)絡(luò )完成最后一公里接入之后，隨著(zhù)家庭網(wǎng)絡(luò )的普及，多種多樣的終端設備將逐步完成寬帶最后一米的延伸，將更多更好的服務(wù)推送到家庭。本文提出采用PLC電力線(xiàn)載波和超寬頻UWB技術(shù)構建家庭控制網(wǎng)、家庭數據通信網(wǎng)和家庭A／V網(wǎng)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)的管理實(shí)現三網(wǎng)合一，為數字家庭夢(mèng)想的實(shí)現推波助瀾。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151724.htm
評論