基于智能網關的數字家庭網絡系統(tǒng)架構設計
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可以預見，未來幾年將是寬帶網絡發(fā)展和家庭網絡普及的上升期，隨著全球3C(Cornputer，Communication，Cosumer)的融合趨勢，數字家庭網絡系統(tǒng)將是計算機、數字家電和移動信息終端通過有線或無線網絡的無縫協作。
目前的數字家庭網絡，除了PC和家庭網關／路由器以外，又出現了媒體適配器及媒體服務器，這類新設備將許多媒體處理任務從PC中分流出來，構成一種無中心網絡結構，如何將家庭控制網、數字數據網和家庭A／V網這三個相互之間異構的網絡共同構成家庭高速信息網，以實現網絡接入、防盜報警、室內電器自動控制管理、門禁對講、遠程抄表、遠程Web監(jiān)控、視頻點播等成為信息技術領域中的一個研究熱點。
l 數字家庭網絡系統(tǒng)主要研究內容
1．1 數字家庭網絡系統(tǒng)的基本功能
數字家庭網絡通過家庭網關將公共網絡功能和應用延伸到家庭，并以可靈活配置的家庭智能布線系統(tǒng)，連接多種多樣的終端設備，提供集成的話音、數據、多媒體、控制和管理等功能，達到信息在家庭內部終端與外部公網及家庭內部終端之間的充分流通和共享。其具備以下功能：
家庭網關可同時連接多個或不同種類的接入技術，如支持ADSL和局域網接入。在系統(tǒng)功能上能夠同時處理多種類型的接入網技術和多種類型的網絡技術。
家庭網絡分為三部分：家庭控制網、數字數據網、家庭A／V網，這三種網絡在傳輸速率、帶寬需求、傳輸介質、安全要求以及QoS(網絡服務質量)要求上均有明顯差異，因此可以使用多種技術來構建，家庭控制網以采用基于X-10總線協議的PLC電力線載波技術為傳輸介質；而數字數據網、家庭A／V網以無線為傳輸介質，采用超寬頻UWB技術，以極低功率的信號實現114 Mb／s的傳輸速率，滿足多媒體業(yè)務對帶寬的需求。
支持射頻接入技術，用戶通過家庭網關內置的Web Server功能控制高頻頭選臺，并通過多媒體編碼器實時捕捉模擬數據流，編碼轉換為符合數字標準(如MPEGl)的數字媒體流，經WLAN傳輸到各多媒體播放終端，實現家庭內部各種信息終端的高速信息共享。
家庭網關能橋接接入網QoS和家庭網絡的QoS，保障訪問的內容不依賴于用以傳送內容的硬件和傳輸機制；通過模塊的遠程下載功能，靈活地支持最新技術，使得系統(tǒng)很容易升級，以支持未來新興業(yè)務。
通過家庭網關內置的Web Server功能實現遠程對各種家用電器設備的控制、調節(jié)和監(jiān)測，并通過SSID和VLAN技術保證用戶控制命令和數據的安全性。
家庭網關可通過Intranet VPN接入公司的VPN網關，實現Intranet、遠程辦公。
1．2 數字家庭網絡系統(tǒng)架構設計
以PLC電力線載波技術和UWB無線通信技術為基礎，開發(fā)基于智能網關的數字家庭網絡系統(tǒng)，采用嵌入式家庭網關將家庭數據通信網、家庭A／V網、家庭控制網有機的結合在一起，以標準C和JAVA作為開發(fā)平臺，采用RC232434作為嵌入式系統(tǒng)核心CPU，應用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺，采用多SSID技術、VLAN技術和VPN技術實現智能路由，并提高QoS品質，通過家庭網關服務器將小區(qū)網絡信號、射頻數字電視信號、電話信號、音視頻信號、家電控制信號同時納入到家庭網絡中，實現處理多種類型的接入網技術和多種類型的網絡技術。數字家庭網絡系統(tǒng)架構系統(tǒng)框圖如圖1所示。
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