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(jì)
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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(yán)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(hào)的帶寬很寬，接收機(jī)直接用一級(jí)前端交叉相關(guān)器就把脈沖序列轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，省去了傳統(tǒng)通信設(shè)備中的中頻級(jí)，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(tái)
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(biāo)準(zhǔn)媒體獨(dú)立接口(MII)及簡化標(biāo)準(zhǔn)媒體獨(dú)立接口(RMII)，在此硬件平臺(tái)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(dòng)程序，MIPS+Linux系統(tǒng)平臺(tái)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(duì)各種文件系統(tǒng)的支持，以及標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行家庭內(nèi)部組網(wǎng)，引入SSID技術(shù)可以將一個(gè)無線局域網(wǎng)分為幾個(gè)需要不同身份驗(yàn)證的子網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)都需要獨(dú)立的身份驗(yàn)證，防止未被授權(quán)的用戶進(jìn)入本網(wǎng)絡(luò)，而且采用多SSID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)虛擬AP功能。不同的SSID可以采用不同的認(rèn)證方式及訪問權(quán)限，也可映射為不同的VLAN，實(shí)現(xiàn)公共熱點(diǎn)與家庭內(nèi)部網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)隔離。
3．1．3 強(qiáng)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(jià)比高、兼容性、可擴(kuò)充性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)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(duì)X-10協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)充，使其具用較強(qiáng)的抗干擾特性，且兼容標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)程用戶可以通過Access VPN接入家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的安全遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)Intranet、遠(yuǎn)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(yùn)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(jì)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(jī)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(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和模塊化設(shè)計(jì)思想，支持模塊的遠(yuǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)公共熱點(diǎn)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(dòng)媒體終端采用UWB傳輸技術(shù)，保證對(duì)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(xiàn)需要在家庭網(wǎng)關(guān)上實(shí)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(jī)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(xiàn)帶寬的動(dòng)態(tài)預(yù)留和分配功能，家庭網(wǎng)關(guān)需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量機(jī)制，保證端到端的QoS。另外，需要對(duì)家庭中各個(gè)終端的QoS能力進(jìn)行定義，制定終端設(shè)備和家庭網(wǎng)關(guān)之間的QoS信令機(jī)制。
3．2．4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)IP報(bào)文的IP報(bào)頭及所承載的上層協(xié)議(如TCP)報(bào)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(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(jìn)出兩個(gè)方向上對(duì)報(bào)文進(jìn)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(jì)算，處處連接”是數(shù)字家庭的最終目標(biāo)，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(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，為數(shù)字家庭夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)推波助瀾。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151724.htm
評(píng)論