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目 录
第一章 绪论........................................................................................1
1.1 课题背景....................................................................................1
1.2 智能化小区的系统组成和基本功能........................................1
第二章 宽带网络................................................................................3
2.1 网络分类....................................................................................3
2.1.1 按网络的地理位置分类..................................................... 3
2.1.2 按网络的拓扑结构分类..................................................... 3
2.2 计算机网络的分层服务标准体系(OSI)..............................5
2.3 网络间连接设备..................................................................... 9
2.3.1 中继器(Repeater)......................................................... 10
2.3.2 网桥(Bridge).................................................................10
2.3.3 路由器(Router) ..................................................................11
2.3.4 网关(Gateway)............................................................. 13
2.3.5 集线器(HUB).................................................................... 14
2.3.6 交换机(Switch)................................................................. 16
2.4 宽带接入网的比较.................................................................17
2.4.1 ADSL 接入技术................................................................18
2.4.2 Cable Modem 接入技术....................................................18
2.4.3 LAN 接入技术.................................................................. 19
第三章 网络方案设计.....................................................................21
3.1 宽带接入方案概述..................................................................21
3.2 网络设计重点考虑的问题......................................................22
3.2.1 安全问题........................................................................... 22
3.2.2 组播实现........................................................................... 25
3.2.3 认证与计费....................................................................... 25
3.2.4 网络管理........................................................................... 25
3.2.5 系统 IP 地址分配..............................................................26
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3.2.6 方案特点........................................................................... 27
3.3 针对不同密度的用户网络设计描述.....................................27
3.3.1 低密度社区网络结构设计............................................... 28
3.3.2 高密度社区网络结构设计.............................................. 29
第四章 结束语..................................................................................31
参考文献:.......................................................................................32
附录...................................................................................................33
英文原文资料................................................................................33
中文翻译........................................................................................40
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第一章 绪论
近年来中国大步跨入了信息化社会,人们的工作生活与通
信、信息的关系日益紧密, 信息化社会在改变我们生活方式与
工作习惯的同时,也对传统的住宅提出了挑战。人们对居住环境
要求不断提高,希望有一个安全、舒适、便捷的家,智能小区于
是在中国各地蓬勃发展起来,并已成为 21 世纪建筑业的发展主
流。
1.1 课题背景
智能小区是在智能大厦的基本含义中扩展和延伸出来的,它
通过对小区建筑群四个基本要素(结构、系统、服务、管理以及
它们之间的内在关联)的优化考虑,提供一个投资合理,又拥有
高效率、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。计算机网络,
也渐渐成为人们生活中不可分割的一部分。
1.2 智能化小区的系统组成和基本功能
智能化建筑的系统组成和基本功能主要由三大部分构成,即
大楼自动化(又称建筑自动化,BA)、通信自动化(CA)和办公
自动化(OA),这三个自动化通常称为“3A”,他们是智能化建
筑中最重要的,而且必须具备的基本功能。目前有些地方的房地
产开发公司为了突出某种功能,以提高建筑等级和工程造价,又
提出防火自动化(FA)和信息管理自动化(MA),形成“5A”智
能化建筑。甚至有的文件又提出保安自动化(SA),出现“6A”
智能化建筑,但从国际惯例来看,FA 和 SA 均放在 BA 中,MA 已
包含在 OA 内了,通常只采用“3A”的提法,为此,建议今后以
“3A”智能化建筑提法为宜。
智能化建筑是现代信息、自动控制和建筑工程等科学技术融
会集成为整体的高新科技产物。它具有多种科学互相结合的特
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征。此外,智能化建筑环境规划支持系统和整个建筑工程本身是
智能化建筑赖以存在的基础,它们必须满足智能化建筑的特殊功
能要求,智能化建筑的智能化程度和功能将随着科学技术的不断
发展而继续改进和完善,同时作为智能化建筑基础的建筑环境和
建筑工程也必然要适应这种发展趋势。
随着计算机、通信、控制技术和图形显示技术日益紧密结合
和不断发展,今后通信功能、信息处理和自动控制等业务种类必
然会不断增多,智能化建筑的自动化程度和智能化水平也必然继
续提高。
小区网络系统在整个智能小区系统中,无疑是处在核心地
位。小区物业管理中心对智能小区的各个子系统的监视、控制、
查询,小区的各项收费、通知,小区住户的电子商务、Internet
漫游等等都得通过网络系统来实现。小区网络系统就好比是智能
小区的大脑。
通过分析现状和需求, 结合当前网络技术发展水平, 初步决
定以光纤千兆网技术实现网络主干线。这是当前应用最广泛、性
价比最高、最成熟之干线网,是一个符合 OSI 的标准化网络。网
络 10/100M 入户,住户独享 10/100M 带宽。10/100M 的带宽能够
满足住户所有的需求了,包括视频点播、IP 电话等。
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第二章 宽带网络
2.1 网络分类
要对网络的规划,首先应该知道网络的分类。这样才能选择
最适合智能化小区的网络构造。现在介绍一下 LAN(局域网)
的网络分类。
首先,什么是网络?
简单的来讲,网络就是在一定的区域内两个或两个以上的计
算机以一定的方式连接,以供用户共享文件、程序、数据等资
源。
下面就几种常见的网络类型及分类方法作简单的介绍。
2.1.1 按网络的地理位置分类
* 局域网(Local Area Network,简称 LAN)
一般限定在较小的区域内,小于 10km 的范围,通常采用有
线的方式连接起来。
* 城域网(Metropolis Area Network,简称 MAN)
规模局限在一座城市的范围内,10~100km 的区域。
* 广域网(Wide Area Network,简称 WAN)
网络跨越国界、洲界,甚至全球范围。
目前局域网和广域网是网络的热点。局域网是组成其他两种
类型网络的基础,城域网一般都加入了广域网。广域网的典型代
表是 Internet 网。
2.1.2 按网络的拓扑结构分类
网络的拓扑结构是指网络中通信线路和站点(计算机或设
备)的几何排列形式。
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* 星型网络
各站点通过点到点的链路与中心站相连。特点是很容易在网
络中增加新的站点,数据的安全性和优先级容易控制,易实现网
络监控,但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。
图 2.1 星行拓扑结构
* 环形网络
各站点通过通信介质连成一个封闭的环形。环形网容易安装
和监控,但容量有限,网络建成后,难以增加新的站点。
图 2.2 环型拓扑结构
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* 总线型网络
网络中所有的站点共享一条数据通道。总线型网络安装简单
方便,需要铺设的电缆最短,成本低,某个站点的故障一般不会
影响整个网络。但介质的故障会导致网络瘫痪,总线网安全性
低,监控比较困难,增加新站点也不如星型网容易。
图 2.3 总线型拓扑结构
树型网、簇星型网、网状网等其他类型拓扑结构的网络都是
以上述三种拓扑结构为基础的。
现在网络建设,最长用的是树型网结构,我们的小区网络采
用的也是这种结构。树型结构是分级的集中控制式网络,与星型
相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找
路径比较方便,易诊断、易维护,但除了叶节点及其相连的线路
外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
2.2 计算机网络的分层服务标准体系(OSI)
OSI 是 Open Systems Interconnection 的英文缩写,即“开放系
统互联”。这是一种数据通信模型。OSI 模型把联网和网络唤醒
应用程序的活动领域划分为七层,即物理层、数据链路层、网络
层、传输层、话路层、表示层和应用层。
为什么会有这么复杂的一个分层体系那?
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因为实际的计算机世界是复杂多彩的;有各种各样的通信终
端,比如 PC 机、苹果机、工作站、小型机、大型机,还有各种
掌上电脑和智能家电等等;通信介质除了最常用的双绞线,还有
电话线、电缆、光纤、无线电波等等。我们需要一个好的标准体
系来描述形形色色的网络通信世界,定义好操作的规范,解决异
种网络互连时所遇到的兼容性问题,只有这样,才能组成协调互
通的网络。
加入分层的概念,是为了将整个体系的不同组成部分更好地
按不同功能级别来划分;同时在层次中引入了服务、接口和协议
这三个概念,服务说明某层为上一层提供什么功能,接口说明上
层如何使用下一层的服务,而协议定义如何实现本层的服务。
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
面向用户服务
数据表示
会话控制
网络间数据包递交信任监测
逻辑地址、路由等
数据链路层 数物理地址、拓扑结构、线路存取方法
物理层
电及机械的有关定义
那么,七层的定义和职责各是什么呢?
1. 物理层:物理层的任务就是保证点到点链路在光、电和机械
上是可以传送数据流的。它定义了物理链路的电气和机械特性,
以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。处理单位是 Bits。
特征参数包括:电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒
体等。
2. 数据链路层:为区分和标识不同的网络设备,引入了物理地
址的概念;物理链路有时会出现错误,数据链路层的任务就是在
物理层的基础上,将数据流进行包装组织,使有差错的物理链路
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