智能小区通信网络设计方案.docx
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智能小区通信网络设计方案
四川信息职业技术学院
方案设计
题目:
智能小区通信网络方案设计
专业:
计算机网络工程
班级:
计网14-3
学号:
14038140
姓名:
唐辉
指导教师:
贾如春
2016年06月01日
项目概述：
视频点播、远程医疗、远程教学、网上浏览、股市行情查询、电子商务等，实现资源共享。
智能化小区的建设是计算机技术、网络技术、控制技术、有线电视技术、通信技术等高新技术发展的必然结果，也是人们物质文化生活质量提高的必然要求，它将成为未来高速信息公路的主要站点。
智能化小区由智能化大厦群组成，所谓智能化大厦就是通过大厦的主体、内部的装备以及经营和服务的优化，为使用者提供一种舒适、高效、安全、方便的工作和生活环境的大厦。
舒适、安全、方便的生活环境是通过自动化来体现的，主要表现为：
对大门、车库、电梯等进行监控；对防盗、防火、防煤气泄漏等进行自动报警；对水、电、煤气、温度等进行自动监控。
舒适、高效、方便的工作环境是通过办公自动化、通信自动化和视音频传输系统实现的。
具体来说，是通过设在前端的（计算机、数据处理和交换设备、调制解调器等）与设在终端的同各相应的“信息插头”相连接的终端设备的操作来实现的。
通过它们，可实现文字处理、档案查询、电子邮件、电子账户、数据交换、可视电话、会议电视。
关键词：
智能化、方便、高效、自动化
第一章需求分析
1.1智能小区基本功能介绍
近年来随着我国国民经济的发展和国家住房制度的改革，人们生活水平和自身素质的提高，以及信息化社会日益逼近必将导致人们在家庭住房需求概念上的彻底变革。
从以往追求居住的物理空间和豪华的装修向着享受现代化精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界。
智能化家庭所提供的是，人们足不出户就可以进行电子购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院，甚至于在数千里之外遥控家里的空调设备进行温度调节和家庭电器的控制，以及照明的亮度调整，当家庭中发生安全报警（包括：
盗警。
火警、煤气泄漏以及疾病紧急呼救等），在外的家庭成员可以在接到报警信息以后，通过电话线路查询和确认家庭中的安全状况。
1.2智能小区的构成
智能小区的系统结构有着如下的特点：
首先采用先进的、符合标准的技术和设备；同时所有的系统均采用集散的构造方式，即有分散与各个住户上午终端或设备，又通过网络集中到一个管理或控制中心，中心提供公共信息管理资源，或者对各个住户提供集中安全鉴控；最后所有的智能系统既可独立，又可以在计算机网络的基础上实现集中管理。
智能小区的基本功能框图如图1-1所示，包括安全防范、通讯网络和物业管理三大功能块，并通过集成布线子系统将这三大功能块连成一个系统。
图1-1智能小区的构成
电信，联通，移动
信息点362
图1-2小区网络拓扑图
序号
名称
价格
数量
1
蓝海卓越BRAS-6000-10
13800
1
2
华为ME-60
400000
1
3
华为USG6330
9000
1
4
S5700-24TP
3500
6
5
MA5860TOLT
4700
2
6
光钎分线器
60
36
表1-1设备清单
1.3具体服务要求
（1）视频点播业务（VOD）；
（2）Internet访问服务以及相应计费服务
小区居民无须拨号，就能够访问Internet，发布信息到Internet，小区内连接到Internet的服务器拥有独立、公开的IP地址和域名。
物业管理公司能够根据一定的规则向小区居民收取一定的服务费用。
（3）通用电子邮件服务
向小区居民和物业管理人员提供，e-mail服务。
小区居民和物业管理人员拥有一个在小区内外都可以使用的e-mail信箱，小区居民和物业管理公司都可以用它来交流信息。
（4）个人主页服务
允许小区居民在小区的web服务器上发布个人主页。
小区居民可以设计、制作并发布表现自己个性和水平的网页，并可以通过小区的web服务器发布到小区的Intranet以及Internet上。
（5）Ftp（文件传送）服务
允许小区居民在自己的机器和服务器之间传送文件。
小区居民可以在
己的机器和服务器之间下载或上传文件。
（6）网络域名服务
提供小区内部网络中的机器名称和机器物理地址之间的转换。
（7）用户求助、咨询服务
通过此服务来收集、接收小区居民的意见，小区物业管理公司也可以
过此服务来解答小区居民的疑难问题。
（8）网络聊天服务
在小区Internet上实现网上聊天服务。
小区居民可以和其他的小区居民
过网络聊天或者闲谈。
（9）休闲讨论组（论坛）服务
提供主题讨论服务。
小区居民就某一想法或问题发表意见，其他小区居
对此可以自由发表自己的见解或态度。
（10）网络电子公告牌（BBS）服务
允许小区居民在网络上写作并发表文章，并允许小区居民查询、阅读
他小区居民所发表的文章。
（11）公共信息服务
实现信息的网络发布，把小区居民关心，需要的信息及时地放在小区web
页面上，让小区居民可以及时获得自己想要的信息，安排生活和活动。
（12）用户调查服务
提供针对小区居民的意见反馈和小区居民调查活动。
及时收集小区居民的
相关信息，对小区的建设和服务进行相应改进，或者收集并统计小区居
对某些问题、现象或意向的态度、认识。
（13）网上阅读服务
允许小区居民远程阅读书籍。
小区居民可以在网络上选择并阅读自己
爱的书籍。
（14）网络代购、代订、征订服务
小区物业管理公司替小区居民代购。
代订物品和票据。
小区居民可以通
过网络或电话委托物业管理公司订购物品和票据等。
（15）远程医疗服务
小区物业管理公司使用此服务向小区居民提供远程医疗咨询和诊断。
（16）远程教育服务
帮助小区物业管理公司在网上开展针对小区居民的按时授课、答疑解惑、
作业批改等服务。
（17）远程购物服务
允许小区居民在网上浏览，订购商品。
实现商品的在线浏览和订购，如果
是在小区内的网络商店购物，费用可以直接从IC卡划拨。
实现一个网络商
店供小区居民使用。
（18）远程游戏服务
允许小区居民联网玩游戏。
小区居民可以通过设置在小区内部的服务器玩
网络游戏。
（19）网上学校
提供包括儿童教育、成人教育在内的多层次家庭和业余教育服务。
第二章网络设计
2.1网络设计方案
基于HFC的智能化住宅小区信息传输网络如图5所示，有线电视台控制中心总前端通过IP主干城域网与各个分前端连接，分前端通过光纤连接各光节点，光节点以下是双向同轴电缆分配网连接到用户端。
若CMTS位于小区内，则小区智能控制中心为有线电视的一个分前端，CMTS与CM之间是采用同轴电缆分配网进行连接。
在双向HFC网上构建小区宽带信息传输网时，根据网络结构，在小区控制管理中心设置电缆调制解调器头端系统（CMTS）和路由交换机，用户端设置电缆调制解调器（CM），由此构成双向HFC网的用户宽带接入传输平台。
2.1.1HFC前端
HFC前端主要包括路由交换机、CMTS。
前端路由交换机通过光纤与千兆IP城域网连接。
CMTS用于连接双向HFC网和宽带数据网，为用户端的CM提供控制、管理和数据传输功能，它提供动态带宽管理、高速信息流量集中、数据网络资源的接入控制并保证数据服务质量。
每个CMTS可支持和管理2000个CM。
2.1.2用户端
HFC网用户端核心设备是电缆调制解调器（CM），用于完成HFC网与用户PC之间的数据格式转换，使用户PC通过HFC网络与前端设备进行全双工的数字通信。
CM通过标准的10／100BAS－T以太网自适应接口与用户的PC连接，通过F头与HFC网连接。
根据小区用户的类型和需求，用户的宽带接入可采用不同方式，主要包括通过电缆调制解调器接入和局域网高速专线接入。
1）对家庭用户，用户PC通过10-100BASE-T自适应以太网接口直接连接CM，实现上行10Mbps，下行36Mbps传输速率的宽带接入。
也可多个用户通过集线器的宽带接入。
也可多个用户通过集线器共用一个CM，共享上、下行传输带宽，以降低接入成本。
2）对小型企业用户，企业内部网通过集线器或路由交换机共用一个CM接入HFC网，以降低接入成本，这时局域网用户共享上、下行传输带宽。
3）对小区内的大型集团用户，可采用局域网高速专线接入，该方式可以看作宽带IP城域网的延伸，通过100M或1000M以太网端口将企业内部局域网连接至小区管理控制中心的路由交换机，实现集团用户与宽带信息网的高速接入。
局域以太网和HFC网是构建智能化住宅小区通信网络平台的两种主要方式，广泛应用于智能化住宅小区的建设，在这个通信网络平台上，实现小区的智能控制、小区综合信息服务以及Internet的宽带接入，从而实现住宅小区的信息化和智能化。
2.2通信网络
智能小区的核心是网络。
在以“．COM”为标志的网络社会中，宽频和智能化肯定会成为一个小区的必备设备，住在新型小区的住户将很快体验到，用宽频通道上网与用电话上网时的巨大差别。
目前，宽频通道主要有两种方式，一种是综合布线，即在小区专设局域网，此局域网与internet直接相连，二是对家庭中现有的为有线电视铺设的光缆改造，即将目前有线电视光单向通道改为双向互动（HFC）。
用这两种方式替代电话上网，都能实现网上直播节目、下载电影等“高难度动作”，不过由于多种原因，目前有线电视网尚不可能普及与internet的连接，因此多数新建小区都采用了综合布线系统来铺设宽频网。
智能化小区的信息通信服务功能，应保证小区住户具有连网能力和多种多样的接入服务；这样可把小区内各家各户的电脑同物业管理中心连接起来，实现新型物业管理，也可以通过ADSL高速专线等接入internet，使小区居民真正实现网上教育、网上购物、IP/TV、多媒体娱乐、网上交易、网上交费、VOD视频点播和家中办公等，还能实现对家电的原距离控制以及一卡通、可视对讲、三表自动抄表、防盗/放火监控、停车场管理等多种应用。
由于IP协议具有的开放性和标准性，可以采用IP作为小区的核心技术。
开放性使IP成为一个无所不在的协议，而以IP为基础的Internet已经延伸到世界的每个角落，这满足了智能小区中人口的流动性以及需求的多样性。
IP应用可以通过PSTN、ISDN、无线网络、卫星网络、有线电视网络等各种各样的传输方式送到用户手中。
网络的普及将使社区数字化信息网络工程项目得以实现。
社区数字化信息网络工程是基于全球IP网络建立起的一个融智能信息导航、视频点播、多媒体信息服务、电子商务以及远程教育等内容为一体的综合信息系统网络。
用户可以通过该系统快捷、准确、安全地获取和发布信息，进行电子交易。
在次基础上，逐步发展成为综合的信息服务中心和电子商务中心。
2.3以太网同构建小区宽带通信网
以太网技术随着信息技术、计算机网络技术的迅猛发展和广泛普及，越来越多的家庭通过Internet或Intranet
以太网是目前应用最为广泛的局域网络，它采用基带传输，通过对绞线和传输设备，实现10Mbps／100Mbps／1000Mbps的数据传输。
由于应用广泛，各大网络设备生产商均投入极大精力于这类技术产品的研究和开发，技术不断创新，从最初的同轴电线上的共享10Mbps传输技术，发展到现在的在对绞线和光纤上的100Mbps甚至100OMbps的传输、交换技术。
目前，大部分局域网络均采用以太网，在大型网络系统中的各个子网也多数构成以太网。
从应用来看，办公室自动化、证券、校园网、控制系统等各类应用均以以太网为主要的通讯传输方式，应用非常广泛，而且仍保持很猛的发展势头，可以预见，将来的局域网仍将以以太网为主流技术。
总之，以太网是目前网络技术中先进成熟，实时性强，应用广泛，性能稳定，价格低廉的通讯技术，是智能化住宅小区通讯网的理想选择。
千兆以太网继承了传统以太网的特点，并极大地拓宽了带宽，与10／1OOMbps以大网保持良好的兼容性，增加了对Qos的支持，以高带宽和流量控制的策略来满足应用的需要，是智能化住宅小区局域骨干网的理想选择。
2.3.1功能说明和设计要求
智能住宅小区局域网一般涵盖若干标用户住宅楼、小区管理控制中心、小区公共会所、小区物业管理公司以及区内各类集团用户，并通过一定的方式与小区智能控制网连接。
网络设计要求采用可靠、先进、成熟的技术；所有信息点具有交换能力；支持虚网划分;支持多媒体应用；能进行良好的网络管理；具有良好的扩充性和升级能力。
2.4通信自动化（CAS）
小区通信自动化系统是智能小区的中枢神经系统，包括电话通信、计算机网络、卫星电视和闭路电视接收系统，它是小区实现对外界联系，获取信息，感知外部世界，抒发情情感，加强信息交流的关键系统。
该系统如电话、传真。
可视电话、计算机等，可实现高速信息传输和信息交换及电子邮件，可联接多种通信终端设备，确保小区内数字、文字、声音、图形、图像和电视信息的高速流通，与市内、国内和国外等有关部门实现信息交换和资源共享。
2.5智能小区的基本内容及常用设备
2.5.1通信自动化
（1）小区局域网（以太网）、小区程控交换机。
网络计算机、传真、电话、可视电话。
（2）卫星及闭路电视网有线电视系统、CATV可寻址收费管理系统。
语音数据、有线电视两网合一是现在发展的一种新型网络方式，即不用电话网，不用数据网即可实现传输数据，同时实现视频信号传输。
第三章综合布线
3.1智能小区有其集成布线子系统。
小区智能化系统有三大平台，智能家居布线是智能小区的物理平台，计算机网络技术是智能小区的技术平台。
而小区选择的现场总线则是智能小区的应用平台。
控制住宅各类设备的现场总线有CEBubs、LonWorks、BACnet等类型。
智能小区系统集成水平的高低与所选择建立的现场总线密切相关，特别是将影响到小区智能化系统功能的可扩展性。
小区实现智能化可以有不同的方法与途径。
一种是利用电信线路，一种是利用有线电视网络，再一种是利用小区总线制。
小区总线制是首先建立小区的区域网，把几个子系统连接起来，然后区域网再与公共网络接通。
智能化小区采用综合布线设计时，应遵守智能家居布线标准TIA/EIA——570，用来实现楼间及楼内的主干布线，以及楼层内的住宅布线系统。
布线大多采用星型拓扑结构、以非屏蔽双绞线UTP连接。
本子系统是由居住小区宽带接入网、控制网、有线电视网和电话网等所组成，提倡采用多网融合技术。
（1）居住小区宽带接入网、控制网、有线电视网和电话网等各自成系统，采用多种布线方式，但要求科学合理、经济适用。
（2）居住小区宽带接入网的网络类型可采用以下所列类型之一或其组合：
FTTX（X可为B、F，即光纤到楼栋、光纤到楼层），HFC（光纤同轴网）和XDSL（X可为A、V等，即高速数字用户环路）或其它类型的数据网络。
（3）居住小区宽带接入网应提供管理系统，支持用户开户、用户销户、用户暂停、用户流量时间统计、用户访问记录、用户流量控制等管理功能，使用户生活在一个安全方便的信息平台之上。
（4）居住小区宽带接入网应提供安全的网络保障。
（5）居住小区宽带接入网应提供本地计费或远端拨号用户认证
（RADIUS）的计费功能。
（6）每户不少于两对电话线、两个电视插座和一个高速数据接口。
家庭（火、电话信息查询服务三表自动收费VOD
煤、气、盗）电视电子新闻相互物业管理多媒体游戏
报警紧急呼救可视电话电子报刊杂志一卡通服务收费电视
求助传真虚拟图书馆客访服务家电程序自控
可视对讲数据通讯股票交易租赁设备频道租用
电视监控录象电子邮件电子商务租赁场馆
分区布防撤防视频会议
远程监听家庭办公
出入口管理SOHO
图3-1智能小区服务功能集成解决方案
3.2小区综合布线设计
随着生活和工作的现代化、智能化，楼宇、小区内需要的系统及设备越来越多，最基本的有通信系统（计算机、电话、电传、传真）、闭路电视系统（有线电视、卫星电视、自办电视等）、公共设备监测控制系统（路灯、楼道灯、小区发电机组、变配电设备、自备水箱等）、报警系统（求助、求救、防盗、消防、监控）、自动化管理系统（抄表、对讲、门禁）、计算机网络系统（交换设备，路由设备、ATM）。
如此多的系统，如不采用统一、综合的方式实现，而采取各自规划，各自施工，既造成管理上的混乱，也为今后的维护造成极大困难。
智能小区的综合布线将很好的解决这个问题。
智能小区综合布线系统是小区管理、生活、通信智能化的神经系统，它以控制、通信、计算机管理为内容，以综合布线为基础，实现小区的控制管理整体智能化。
系统的功能实现可以灵活充分的利用每根“神经”，使系统的集中管理水平达到最合理的利用和实施状态，使成本降到最低，性能价格比最佳。
BF公司推出的智能小区综合布线系统是以ISOll801、TIA／E568国际综合布线标准和中国工程建设标准化协会《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS89：
97为基础，充分考虑小区内各项控制管理系统的应用，结合智能小区的具体实际的一套布线系统。
该布线系统既有规范性，又有灵活性、实用性。
布线系统全部线缆均采用预埋的走线方式。
暗敷方式，其布线系统的管理信息出口均采用标准模块化管理，与设备实现最理想的插接，全部线缆采取集中式管理，便于维护和功能扩展。
布线系统采用总线型或星型方式，一级或二级管理模式，这是目前国际上广泛采用的最灵活的布线方式。
为实现小区管理自动化、通信自动化、控制自动化，保证小区内各类信息传送准确、快捷、安全，最基本的设施就是小区综合布线系统，形象讲，综合布线系统是智能小区的神经系统。
实现这个系统的实质是将小区中计算机系统、电话系统、自控、监控系统保安防盗报警系统，电力系统合成一个体系结构完整，设备接口规范，布线施工统一、管理协调方便的体系。
住宅小区综合布线系统与一般智能大厦综合布线系统具有更大的相似形。
同时这种功能的多样性使小区综合布线系统除了具有一般综合布线系统的特点外，还具有自己的特点，这些特点可以简单概括为以下几点：
（1）高速化智能小区主要为用户提供诸如视频点播（VOD）类服务，要实现远程会议等功能，要求小区局域网应为高速网，即主干网速率应在100bit/s以上，用户终端速率应达到或接近达到独占10bit/s。
这就是要求小区综合布线系统为高等级的布线系统，以满足用户高速化要求。
（2）个性化与商务楼综合布线系统的很大不同在了家居布线系统的个性化。
小区的建筑群主干布线子系统和建筑物主干子系统，与一般综合布线系统的结构没有差别，而水平布线子系统部分却存在着较大的差异。
住宅布线的个性化特点反映在两个方面；一方面是新居搬入时的重新装修问题，另一方面是居住一段时间后的二次变化布局或装修问题。
这将使传统的商务楼类的布线无法适应家庭的需要，无法满足住户对信息接点位置变化的要求。
因此需要一种特有的家庭总线系统为每一家庭提供各具特色的家庭布线。
（3）多能化智能化住宅要求家居布线系统能够满足住户计算机网络通信、电话与传真通信、有线电视通信、消防系统通信、多表系统远程抄录通信、安全防范通信、家庭设施上网通信以及远程家庭监控通信等要求。
一方面，随着诸如“三网合一等技术的成熟和推广，小区综合布线真正趋于多能化、综合化，满足人们不断提高的要求；另一方面，小区的家居布线也应在现有条件下，注重多能化，实现灵活配置，满足住户系统的多种不同要求。
（4）无线化尽管采用有线的家居综合布线系统可以满足人们搬入新居时对布线的要求，但该方法毕竟实施过程复杂，也不利于经常改变信息节点位置。
在智能小区中，从小区建筑群主干布线字系统到水平布线子系统均采用有线布线方式，而工作区布线采用无线布线方式，通过无线发射与接受装置，实现无线探头监测、无线多表抄录、无线计算机数据通信等功能。
这将大大减少工程安装费用和难度，同时也将大大方便了二次家庭布局的变化，节省了因二次家庭布局变化而改变布线的费用。
此外，智能小区综合布线系统的光钎化、小型化和分散化也是家具布线的重要特征。
由于人们对多媒体信息要求的提高和光钎系统价格的降低，光钎化是小区综合布线的必然趋势，国家也已经作出明确的要求。
在智能小区中，每户住房面积均比较大，而总的住户数则比较小，整个系统存在小型化的趋势。
在一定情况下，可能出现几个相邻小区共同组建一个社区综合布线系统，合理利用资源。
同时，随着一部分住宅的别墅化，小区综合布线系统也具有分散化的特点。
总之，在构建智能小区综合布线系统时，应充分考虑小区的特点，合理投资，合理建设和使用。
布线系统设备包括光纤，屏蔽、非屏蔽线缆，控制、电源线缆、接插件、信息模块、配线架、标准机柜、配线箱等。
2.2.1布线系统的综合性要求
小区综合布线系统设计必需综合考虑BA、CA、SA、CATV、计算机网络等系统的信息交互需求，采用先进的、高性能的、灵活的、经济的结构化布线设备充分利用线缆资源，合理设计，系统目的是将小区中计算机、电话，自控安防、电力、照明等系统统一在一个子系统下，形成设备接口，管理协调完整的布线体系。
2.2.2小区布线系统的基本要求
楼群布线：
大于等于155M带宽；楼宇内部部分大于等于100M带宽；户内布线：
大于等于10M带宽布线系统应根据小区楼群及楼宇内部结构化布线图和管线施工图，周密设计，严格施工，为用户提供完善的小区布线系统。
第四章各系统建设设计
4.1系统的设计原则
智能小区系统工程在设计过程中应遵循的原则。
4.1.1可行性和适应性
系统要保证技术上的可行性和经济上的可能性。
4.1.2实用性和经济性
系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。
4.1.3先进性和成熟性
系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。
不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地位。
4.1.4开放性和标准性
为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力，系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须追求系统的开放性和标准性。
4.1.5可靠性和稳定性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。
4.1.6安全性和保密性
在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的
4.1.7可扩展性和易维护性
为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。
4.2小区CATV系统
电视是千家万户不可缺少的一项娱乐活动。
电视用的来源也是多种多样的，有卫星电视、有线电视、共用天线电视、社区自办电视等。
通过智能综合布线实现的电视系统使住户共同面对一个“电视台”，即小区综合电视网，本系统布线简单，节目众多，且转换方便，通过增加用户终端设备可实现可寻址自动播放系统（VOD）。
信号来源主要有：
共用天线系统；卫星电视信号；自办电视节目信号；共用天线系统的调频广播节目传播；当地有线电视光纤网络节目。
4.3小区对讲系统
小区对讲系统是小区管理中心或来访者与用户直接通话的一种快捷通信方式。
该系统有助于：
（1）来访客人、朋友的通行；
（2）紧急呼救的情况询问；
（3）紧急事件、公共信息的通知；
（4）车辆移动及邮件通知；
（5）其它情况的通话。
该对讲系统可以在户内、户
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