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基于三网融合的智能化小区建设规划
[摘 要] 以“三网融合”技术为基础对新型智能化小区网络设计、物业智能服务管理、网络安全等展开分析研究.在网络设计部分对比阐述了现有的宽带技术,并进行设备选型、拓扑图的假设.在物业管理服务方面,以智能化小区应具有的功能为基础进行高技术运用,以达到便民、高效的时代要求.对网络安全问题进行简要概括,并结合防火墙等网络安全技术形成网络安全维护系统.以模拟智能小区系统建设为中心,为房地产开发公司提供了规划方案,但在设备选型上没有重要性建议,还需运营商慎重考虑.
[关键词] 智能小区；网络设计；智能化小区服务；网络安全
中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1008-1739（2017）19-68-4
1 引言
近年来,房地产事业已经发展成为热门行业,房屋结构已趋近相似,想要具有绝对竞争优势就需要将服务做到最大化和最优化,不仅要安全方便,更要运用网络和通信相关技术为小区提供更多智能服务,同时实现节能环保智能化积极响应环保节能的号召.随着计算机技术、网络技术和通信技术的飞速发展,智能化小区系统也逐渐在社会中涌现并迅速发展.智能化小区系统即基于4C 技术（计算机、通信与网络、自控和IC）,通过网络布线实现小区信息化和管理自动化,将信息管理、安防消防等智能化服务网络集成,为小区提供高效、方便、安全的社会环境.经查阅相关资料并结合我国现有小区发展趋势,以省内部分高档小区为模型,对智能化网络化小区系统做出初步规划,就网络布线设计及相关服务安防设想做了阐述.
2 网络设计及布线规划
根据现代智能化小区网络需求,小区网络应该实现以下功能：① 实现Internet 接入功能,满足基本的上网需求；② 能够提供全天的可用性高的视频监控系统；③ 应满足智能化小区的办公自动化功能,能够承载小区管理系统；④ 提供无线网络服务,实现无线网络在小区的所有区域的全面覆盖,满足物业管理人员和住户对无线网的需求.
将小区多个分离的系统融合到一个统一开放的IP 网络平台,并使用系统统一语言,即IP 协议.基于融合的IP 网络平台提供创新的住户服务,多个分离的网络（通信、安全和楼宇自动化）可以用一个安全、灵活、可扩展的、集成的网络替代,从而减少资本支出降低成本.
2.1 网络及布线总体设计
网络采用核心层、汇聚层和接入层3 层交换型网络,分6 栋楼（5 栋住宿楼和一栋办公楼）,整个小区骨干网使用2 个核心交换机,2 个核心交换机之间采用聚合链路是为了避免损坏一台机子,每栋楼一个汇聚层交换机,通过光纤与骨干交换机连接,每3 层楼一个接入层交换机,以光纤为主干线缆将每楼层接入层交换机连接到汇聚层交换机,每3 户1 个无线AP,一层3 户3 个有线接入,每栋15 层楼有60 个接入点,办公区物业50 个接入点,安保50 个,总计160 个接入点,为了达到高速安全的网络质量,楼与楼之间采用光纤形成网络为骨干网络,连接各楼之间的汇聚层交换机及控制中心的核心交换机采用多模光纤作为垂直布线,同层用户间采用超五类双绞线与接入层交换机相连.
核心交换机采用机箱式模块化设计,接入层采用固定端口式交换机,以10/100 M 端口为主,并且以固定端口或扩展槽方式提供1 000Base-T 的上联端口.汇聚层选择机箱式或固定端口式2 种设计,提供多个1 000Base-T 端口,一般也可以提供1 000Base-X 等其他形式的端口.此外,小区局域网可采用ADSL 技术、HFC 网及FTTx 技术等技术接入Internet[1].考虑后期施工及维护可以从地下室搭建桥架,每栋楼内部3～ 5 层可设置一个子配线间并采用超五类双绞线将住户家AP 与其相连.但每栋楼均需一个主配线间,将其安置在地下室并设有监控安防措施,最后用光纤与控制中心相连[2],其网络可分为工作子网、住户子网和无线网络.
2.2 新型技术的应用
随着社会发展,IPv4 的IP 地址逐渐减少甚至不足,采用新型通信技术将IPv4 和IPv6 同时使用,以获取更多IP地址,使得每台智能终端获得唯一的IP,达到高速传送速率,相比IPv4 的32 bit 地址格式,IPv6 具有128 bit 地址,可提供大量未开发IP,解决IP 地址不足的问题,但需注意的是,IPv6 是一个突破性的新型技术,若运营商忽略了需要运行IPv4 和IPv6 双栈用户方面的需要,只将IPv6 引入到自己的网络,将导致增加了配置问题和客户访问诊断的风险,所以将双栈环境进行创新,以确保平稳过渡,有利于网络数据更好地转发,并降低总成本[3].
三网融合是将广播电视网、电信网和互联网三项技术融合,达到单系统实现语音、数据及广播电视等多功能的目的.就运营商推出的三网融合建设理念“FTTx+ADSL+HFC”以集成性为基础达到多系统统一管理,运用三网融合不仅简化了网络管理、降低了成本,由分散网络集成以提升网络性能[4].
2.3 拓扑图
对于小区的网络平台采用层次化的结构设计,以核心层、汇聚层和接入层3 层的网络体系结构,骨干网络采用千兆或万兆并可不断升级的网络,核心设备采用冗余结构,进行备份.小区的网络网分为办公网络和居民住户网络2 个部分,均采用汇聚层和接入层2 层体系结构,核心层采用高速3 层交换环境,如图1 所示.
2.5 宽带接入技术
（1）ADSL 技术
ADSL 技术因其上行（用户到电信服务提供商ISP）和下行（电信服务供应商ISP）带宽不同,下行带宽远远大于上行带宽,因此称为非对称数字用户线路.其技术特点是可利用已有的电话网中的用户线,不需要重新布线,在一条普通电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL 传输而又互不影响[5].（2）光纤同轴混合网（HFC 网）
HFC 一般由光纤主线、同轴电缆支线和用户配线网络3部分组成,从有线电视出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号,经分配器分配后通过同轴电缆送到用户.其技术特点是具有很宽的频带,并能够利用已经发展成熟并有相当大覆盖面的有线电视网.比双绞线数字用户环路系统更廉价.但弊端是当大量用户同时上网时,每个用户实际的上网速率会降低,所以应对该现象可采用扩容技术[5].
（3）光纤到户（FTTx）技术
FTTx 就是把光纤一直铺到用户家庭,在光纤进入用户家后将光信号转换为电信号.使用的传输媒介是光纤,因此具有较高的传送速率.具有传输容量大、传输质量好、损耗小、中继距离长期及不易受干扰等特点.
2.6 无线网络的规划
在传统小区网建设过程中,有线网络所具备稳定性的优点一般都是以其架设为主,因而通常在小区的网络设计中采用有线网络来实现信息的传输.但随着人们生活水平的不断提高,科技的不断进步,日常生活中的笔记本电脑、智能手机和平板电脑等这些移动终端设备已大量普及,有线网络已经无法满足现代社会日常需求及发展.
利用现在已有的网络资源进行无线网的延伸,以便能够在小区网络内实现资源的共享,保证各有线终端和无线移动终端都能够联网,在本方案的制定过程中,为使小区无线网络的布局满足小区实际的网络需要,将遵循信号强度最好和信号覆盖最大化的要求.目前小区的无线网络需要覆盖所有的区域,并且在居民比较密集的地方首先要保证信号量,人员稀疏地方合理选择设备,降低成本提高效率.
无线网络的架设要以有线网络为基础,一个AP 能够覆盖的距离为30～ 100 m 范围内,而容纳的用户数量一般在80 个用户以内,设计如下：① 园区无线网络设计：室外区域主要指的是生活区、运动区等.而对于室外无线网络的覆盖天线选择,经过工作效率、期设备安全性等功能的对比,选择的是AP8030 室外大功率802.11 n 无线基站接入设备,并将其安置于各个楼宇的顶部,通过其天线的覆盖范围来进行重叠式网络覆盖,以达到有效地区无网络死角的目的；② 办公区：以200 m2 计算,为保障高效运行的设备,可以采用2 个AP 的覆盖方式,对于设备的选型采用华为的AP5010DN-AGN 中心AP 接入点；③ 居民区：经前期考察发现,居民楼的墙都是钢筋混凝土的结构设施.如果为每一户都安装AP 则投入成本太大.但是如果不安装在家内,由于混凝土的墙壁太厚信号无法穿透,信号的强度很弱,几乎不可使用.在保证信号强度的前提下,将天线引入住户家以此来防止多个AP 而引起的信号相互干扰.这样一个AP 能够覆盖到多达3 个住户的需要,既保证了信号的强度,又在不增加AP 的前提下节省了成本[6].
3 系统智能化服务管理实现
3.1 相关网络服务
全区提供无线网络覆盖的同时,与相关部门合作提供网上娱乐、网上查询车辆违章记录等城市信息网络服务,如： ①构建小区水、电、煤气远程自动超标系统：由管理中心计算机、家庭智能控制器、数据采集器及计量表组建核心控制器并分散至各个住户的三表网络,定期自动扣费,实现远程抄表和自动缴费；② 构建小区车辆出入管理系统：采用红外控制方式,用户持有红外发射端,大门处设有接收红外端；③ 建立小区住户、工作人员信息数据库.
3.2 消防安保系统
消防安保系统主要有以下几个方面.
① 住户室内和楼道内设有红外线报警系统：若检测到有人非法入室,立即触发红外警报,将信息发送至控制中心,负责人收到信息后安排安保人员赶赴现场查看处理；
② 可燃、有毒气体泄漏报警系统：一般安装在厨房,当检测到可燃气体,立即将信息传送至控制中心,自动关掉该住户煤气闸门,并打开排气扇进行换气工作；检测到有毒气体时将情况传送至控制中心,立即派安保人员进行紧急救助；
③ 消防自动化系统：检测到火灾时,装置发出警报并将信号传送至控制中心,负责人进行安保处理等相关措施；
④ 紧急救助系统：在特殊住户卧室安装有紧急求助按钮；
⑤ 可视电话：实现小区大门、单元门和住户门3 门防盗措施,可录入指纹、及脸部识别等功能以提高防盗措施,凡外来人员均需进行信息传送,此外还需将物业与该住户系统相连,防止设备出现故障；
⑥ 闭路电视监控系统：在主干道、小区死角、出入口、无人值班室及重要文件室等装有监控装置,可同时录像存档.
4 网络安全维护和防火墙
科技不断发展,恶意软件和恶意用户的队伍也不断壮大,为达到遏制其攻击用户计算机等终端设备,做出安全维护是环节中的关键步骤.恶意用户软件通过网络对计算机系统的攻击已经成为当今计算机安全最严重的威胁之一,对于和谐智能化小区做出软件系统、硬件设备的安全维护是维持其发展的必要措施[7].
4.1 网络安全问题
计算机网络面对的2 种威胁：被动攻击（截获）和主动攻击（篡改、恶意程序和拒绝服务）.此外对网络威胁较大的有：计算机病毒、计算机蠕虫、特洛伊木马及逻辑炸弹等.
4.2 防火墙设置
防火墙作为一种访问控制技术,通过严格控制进出网络边界的分组,禁止任何不必要的通信进而减少潜在入侵的发生.
在防火墙设置上,采用了分组过滤型和应用代理型2 种防火墙技术,包括2 个分组过滤路由器和一个应用网关,通过内外局域网将二者连在一起.① 分组过滤路由器根据分组的网络层、运输层对进出内部网络的分组进行转发和过滤.例如,假设端口号23 的是Telenet,分组过滤器将所有的目的端口号为23 的分组都阻拦,则小区外用户不可以通过Telenet 登录到本小区系统.分组过滤器简单高效,对用户是透明的,但不能对高层数据进行过滤；② 所有进出的网络的应用程序报文都必须通过应用网关,应用网关在应用层打开报文,查看是否合法,不合法丢弃.除此外,防火墙不可防范内部用户对数据的恶意攻击,如果病毒在防火墙内部,则防火墙无能为力,需要使用的交换机设备都支持基本的防攻击特性,设备端口实现ACL 可有效地隔离已知病毒攻击进而实现对交换机的保护.基于端口的访问控制协议IEEE 802.1X 这种方式,可以在二层网络上实现用户认证,结合IP 地址、MAC、端口、账户和绑定技术,防止了用户的假冒和IP 地址的盗用,使网络具有很高的安全性[8].
5 结束语
主要介绍了智能化小区网络规划及布线设计、智能化功能需求及简要分析,最后阐述了简单的网络安全维护措施.智能化小区建设运用到计算机技术、网络技术和通信技术,是一个较为全面和多领域的工程建设.随着国内科技的发展和进步,设备质量提高的同时成本更低,运行更加高效便捷.因此,建设智能化小区逐渐成为社会的热点.新型IP 地址的开发,推进技术进一步发展,但在一定程度上,该项目需融合多领域最新技术,从而推动国内技术的发展.想要实现完全智能化或者说形成智能化社会,仅仅是迈出了第一步,还需不断用创新型思维开发创造.而探讨新型智能化小区,促进无线网络的发展,这项任务显得任重而道远.
建设规划论文范文结:
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