基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)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脈沖，超短時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(zhuǎn)換成基帶信號，省去了傳統(tǒng)通信設(shè)備中的中頻級，極大地降低了設(shè)備復(fù)雜性。UWB技術(shù)采用脈沖位置調(diào)制PPM單周期脈沖來攜帶信息和信道編碼，一般工作脈寬為0．1～1．5 ns，重復(fù)周期在25～1 000 ns。
3 系統(tǒng)創(chuàng)新內(nèi)容
3．1 應(yīng)用創(chuàng)新
3．1．1 基于RC32434的MIPS+Linux的系統(tǒng)平臺
本系統(tǒng)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)及簡化標準媒體獨立接口(RMII)，在此硬件平臺上移植Linux，并且開發(fā)了多協(xié)議應(yīng)用協(xié)議庫和設(shè)備驅(qū)動程序，MIPS+Linux系統(tǒng)平臺具有良好的穩(wěn)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(tǒng)的支持，以及標準豐富的API，其內(nèi)核緊湊，編譯后小于512 KB。
3．1．2 多SSID和VLAN技術(shù)應(yīng)用
家庭網(wǎng)關(guān)可采用無線傳輸方式(如通過802．1lX)進行家庭內(nèi)部組網(wǎng)，引入SSID技術(shù)可以將一個無線局域網(wǎng)分為幾個需要不同身份驗證的子網(wǎng)絡(luò)，每一個子網(wǎng)絡(luò)都需要獨立的身份驗證，防止未被授權(quán)的用戶進入本網(wǎng)絡(luò)，而且采用多SSID技術(shù)可以實現(xiàn)虛擬AP功能。不同的SSID可以采用不同的認證方式及訪問權(quán)限，也可映射為不同的VLAN，實現(xiàn)公共熱點與家庭內(nèi)部網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)隔離。
3．1．3 強型X-10的總線技術(shù)應(yīng)用
家庭控制網(wǎng)采用X-10的總線傳輸技術(shù)，性價比高、兼容性、可擴充性強等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于家庭控制網(wǎng)絡(luò)，但由于其是在電力線中傳播數(shù)據(jù)，抗干擾能力較差，為了解決此問題需要對X-10協(xié)議進行改進和擴充，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(yīng)用
將VPN技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)，可采用Access VPN和Intranet VPN兩種技術(shù)。遠程用戶可以通過Access VPN接入家庭網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡(luò)的安全遠程訪問和控制。家庭網(wǎng)關(guān)可通過Intranet VPN接入公司的VPN網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)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(yīng)使用戶能連接家里盡可能多的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)運營商可利用這些設(shè)備捆綁多種業(yè)務(wù)，控制從基礎(chǔ)設(shè)施到終端設(shè)備等家庭網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備上的業(yè)務(wù)。因此在硬件上采用多端口設(shè)計方案，具有RJ45，RJll，PLC，WLAN和射頻多種接口，這樣可通過網(wǎng)關(guān)方便連接如IPTV機頂盒、網(wǎng)絡(luò)游戲終端、IP電話終端等多種終端設(shè)備。在軟件上采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)和模塊化設(shè)計思想，支持模塊的遠程下載更新，以支持未來新興業(yè)務(wù)的媒體設(shè)備，使得家庭網(wǎng)關(guān)成為服務(wù)提供商與用戶之間最重要的接口。
3．2．2 三網(wǎng)合一內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)
家庭網(wǎng)關(guān)連接家庭數(shù)據(jù)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，如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩瑧?yīng)由家庭網(wǎng)關(guān)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊完成，并且通過SSID和VLAN技術(shù)實現(xiàn)公共熱點與家庭內(nèi)部網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)隔離，提高用戶數(shù)據(jù)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)議的電力線載波傳輸模式，移動媒體終端采用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)動態(tài)配置技術(shù)
QoS的實現(xiàn)需要在家庭網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)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)情況進行重新映射分配，需要在家庭網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)帶寬的動態(tài)預(yù)留和分配功能，家庭網(wǎng)關(guān)需要同時實現(xiàn)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，需要對家庭中各個終端的QoS能力進行定義，制定終端設(shè)備和家庭網(wǎng)關(guān)之間的QoS信令機制。
3．2．4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)IP報文的IP報頭及所承載的上層協(xié)議(如TCP)報頭的每個域包含了可以由路由器進行處理的信息，可以由這些域的各式各樣的組合形成不同的規(guī)則。家庭網(wǎng)關(guān)提供了基于接口的包過濾，即可以在寬帶上行口的進出兩個方向上對報文進行過濾，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸流量，保障網(wǎng)絡(luò)安全。
4 結(jié)語
“處處計算，處處連接”是數(shù)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，隨著家庭網(wǎng)絡(luò)的普及，多種多樣的終端設(shè)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電力線載波和超寬頻UWB技術(shù)構(gòu)建家庭控制網(wǎng)、家庭數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和家庭A／V網(wǎng)，通過智能網(wǎng)關(guān)的管理實現(xiàn)三網(wǎng)合一，為數(shù)字家庭夢想的實現(xiàn)推波助瀾。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151724.htm
評論