利用有線電視網(wǎng)作為智能小區(qū)信息傳輸方法

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摘要：本文通過分析智能小區(qū)各種信息傳輸方式的發(fā)展以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，詳細(xì)地討論了其中有線電視網(wǎng)信息傳輸方式的發(fā)展，并且針對目前智能小區(qū)的快速發(fā)展，對這種信息傳輸方式進(jìn)行了簡要的說明。

關(guān)鍵詞：智能小區(qū)有線電視網(wǎng)CABLEMODEMHFC網(wǎng)絡(luò)

一引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生活水平不斷的提高，人們對自己生存和歇息的環(huán)境也開始有了更高的要求。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使科技的不斷提高，隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、音像技術(shù)的綜合發(fā)展，人們預(yù)言：未來的社會是信息的社會，所謂的信息社會就是基于上述三大技術(shù)的綜合發(fā)展和使用。這樣就產(chǎn)生了智能化建筑。智能建筑的發(fā)展有兩個基礎(chǔ)條件：一是社會對信息化的需求，二是信息技術(shù)的發(fā)展水平，兩者缺一都不能促進(jìn)智能建筑的發(fā)展。

智能建筑由于發(fā)展歷史較短，關(guān)于什么是智能建筑，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定義。美國智能研究學(xué)會認(rèn)為：智能大廈是指通過將建筑物的四個基本要素即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)進(jìn)行最優(yōu)化，來提供一個投資合理的且擁有高效的舒適、安全、便利的環(huán)境空間。日本智能大廈研究會認(rèn)為：智能大廈是指兼?zhèn)湫畔⑼ㄓ崱⑥k公自動化信息服務(wù)以及樓宇自動化各項(xiàng)功能的、便于進(jìn)行智能活動需要的建筑物。新加坡國家智能研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，智能大廈是指建筑物內(nèi)建立一個綜合的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)能將建筑物內(nèi)的設(shè)備自控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、商業(yè)管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)，以及智能卡系統(tǒng)和多媒體音像系統(tǒng)集成為一體化。應(yīng)能對建筑物內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全面的管理、監(jiān)控控制，它包括四個方面，一是設(shè)備方面：空調(diào)、供熱、給排水、變配電、照明、電梯、消防、衛(wèi)星廣播電視、閉路電視監(jiān)控、防盜報警、出入口控制、巡更管理；二是商業(yè)方面：物業(yè)管理、酒店管理、商業(yè)財務(wù)結(jié)算、停車場收費(fèi)、商業(yè)咨詢、購物引導(dǎo)；三是通信方面：內(nèi)部通訊、語音通訊、數(shù)據(jù)通訊、圖形圖像通訊；四是辦公自動化方面：計算機(jī)終端、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等的使用和管理。我國專家認(rèn)為，智能大廈的任務(wù)，需要在其中建立一個綜合的計算機(jī)管理系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)智能大廈具有多學(xué)科、多技術(shù)綜合集成的特點(diǎn)，利用系統(tǒng)集成的方法，將智能型計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，獲得投資合理、適合信息需要，具有安全、高效、舒適、便利和靈活等特點(diǎn)的建筑物。

根據(jù)世界上已建成的智能建筑的功能，以及各種提法及其含義，簡單定義智能建筑應(yīng)該有：建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)，即BAS；通信自動化系統(tǒng)，即CAS；比較完善的辦公自動化系統(tǒng)，即OAS，這就是我們通常所說的3A建筑。這三個系統(tǒng)都有各自獨(dú)立的主控設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，又有大型計算機(jī)和高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將其有機(jī)地集成在一起，通過組織、協(xié)調(diào)，不僅實(shí)現(xiàn)了三者各自的功能，而且發(fā)揮了三者的集體功能，這樣的建筑，就是智能建筑。

在3A系統(tǒng)中的通訊自動化系統(tǒng)，包括數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)、語言與傳真功能、有線電視、公用天線系統(tǒng)。

二通訊自動化系統(tǒng)中的各種信息傳輸方式的比較

2.1以太網(wǎng)

以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。以太網(wǎng)的基本特征是采用一種稱為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)的共享訪問方案，即多個工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽信號，但在同一時刻只能有一個工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其它工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開始自己的傳輸。它采用基帶傳輸，通過雙絞線和傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)10M/100M/1000M的網(wǎng)絡(luò)傳輸。由于其應(yīng)用的廣泛性，各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商均投入了極大的人力物力用于這類技術(shù)產(chǎn)品的研究和開發(fā)，從最初的同軸電纜上的10M傳輸技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在的在雙絞線和光纖上的100M甚至1000M的傳輸技術(shù)、交換技術(shù)等。可以肯定的是，以太網(wǎng)技術(shù)還將以更快的速度不斷的發(fā)展提高。

以太網(wǎng)是目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中比較先進(jìn)成熟，實(shí)時性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定，價格低廉的通訊技術(shù)，廣泛的應(yīng)用在智能小區(qū)中，可以為小區(qū)的管理提供物管信息系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、電子公告系統(tǒng)等通訊手段，在家庭服務(wù)方面可以提供INTERNET上網(wǎng)，家庭安防系統(tǒng)、水電氣表的遠(yuǎn)程抄收、火災(zāi)和燃?xì)庑孤秷缶凹译娍刂葡到y(tǒng)的通訊服務(wù)。對于一個智能小區(qū)通訊系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時性和價格是需要重點(diǎn)考慮的因素，以太網(wǎng)從各個方面均能滿足要求，是目前智能小區(qū)多選用的通訊手段。

2.3電話撥號

電話系統(tǒng)是現(xiàn)有通訊手段中歷史較漫長，應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)。電話系統(tǒng)的發(fā)展從過去單純的語音通話系統(tǒng)，已發(fā)展成為目前集話音、數(shù)據(jù)通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊等各種功能的綜合性系統(tǒng)。在電話系統(tǒng)中發(fā)展起來的DDN、ISDN、ADSL等技術(shù)已在廣域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域體現(xiàn)了其技術(shù)方面的先進(jìn)性。

電話撥號方式的數(shù)據(jù)通訊是通過調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行，調(diào)制解調(diào)器通過布設(shè)到用戶的電話線上，利用音頻調(diào)制技術(shù)進(jìn)行通訊，目前的技術(shù)可使通訊速度達(dá)到最高的56K，技術(shù)成熟穩(wěn)定，但其存在的缺陷為：①話音通訊與數(shù)據(jù)通訊不能同時進(jìn)行②通訊速度基本已達(dá)到極限，速度不夠快，限制了應(yīng)用的發(fā)展，即在多媒體通訊、大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)确矫嬗休^大的困難。③實(shí)時性差，撥號時間長，撥號可能一時撥不通（如對方占線等），因此對于控制系統(tǒng)來說，不是理想的通訊方式。

總而言之，利用電話系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)小區(qū)智能管理，已不再是理想手段。

2.3ISDN和ADSL

電信系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展出了利用一根電話線同時提供話音、傳真、數(shù)據(jù)等各種服務(wù)的技術(shù)，這種技術(shù)就是ISDN和ADSL技術(shù)。ISDN采用2B+D技術(shù)，在一根電話線上，可以同時提供2路電話或數(shù)據(jù)信號的傳遞，其中數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到128K。ADSL技術(shù)，利用非對稱傳輸技術(shù)，在保證一條電話信道的同時，提供數(shù)據(jù)通訊信道，數(shù)據(jù)傳輸速率是非對稱性的，一般上行可以達(dá)到1M，下行7M，其傳輸速率滿足需求。這兩種技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊均提供不間斷的連接，類似于專線方式，具有良好的實(shí)時性。因此是電信數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)未來發(fā)展的主流。目前存在的問題是：無論ISDN還是ADSL技術(shù)，均需對電信局的交換機(jī)增加配置，為此增加一大筆的費(fèi)用，決定了其發(fā)展速度較為緩慢。而從工程實(shí)施角度來看，只需在用戶端加裝一個相應(yīng)的傳輸裝置即可。

綜上所述，從技術(shù)上來講，ISDN和ADSL均為先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)時性強(qiáng)，傳輸速率高，性能穩(wěn)定，工程實(shí)現(xiàn)方便，應(yīng)用于智能小區(qū)的智能化系統(tǒng)較為理想，但目前因費(fèi)用昂貴，所以不被廣泛采用。

2.4專用網(wǎng)絡(luò)

專用網(wǎng)絡(luò)指目前應(yīng)用于專業(yè)智能大廈和樓宇控制系統(tǒng)的通訊方式，如LONWORKS，CEBUS等，目前這些技術(shù)在智能大廈和樓宇控制領(lǐng)域已占主導(dǎo)地位。

LONWORKS和CEBUS等專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均有較規(guī)范的設(shè)計和施工規(guī)范，系統(tǒng)調(diào)試也無難度，系統(tǒng)構(gòu)成為一個集中分散式的樹型結(jié)構(gòu)，由各個層次的通訊節(jié)點(diǎn)和末端的控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，在末端的控制節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控，中間的通訊節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的傳輸。

2.5有線電視

有線電視在目前住宅建設(shè)中是必備的，因此利用這一現(xiàn)有系統(tǒng)來充當(dāng)智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸媒介，可以省去部分布線的費(fèi)用。有線電視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸占用了部分電視的傳輸信道，并要求有線電視系統(tǒng)提供雙向通訊機(jī)制。

有線電視數(shù)據(jù)通訊目前的技術(shù)構(gòu)造是一個基于同軸電纜的共享式數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，采用ASK/FSK或CABLEMODEM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于ASK/FSK傳輸速度受到限制，因此只適合于數(shù)據(jù)傳輸量較少的專用系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)傳輸，需采用CABLEMODEM技術(shù)，由于數(shù)據(jù)傳輸信道共享，網(wǎng)上的各個節(jié)點(diǎn)的帶寬又有限，這正是有線電視技術(shù)急待解決的問題。

目前有線電視技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)為：由單向傳輸系統(tǒng)向雙向系統(tǒng)的發(fā)展。

三：有線電視信息網(wǎng)中在智能小區(qū)的建設(shè)

綜合以上各種智能小區(qū)信息傳輸方式的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，本文重點(diǎn)探討一下利用有線電視綜合信息網(wǎng)來做中國的智能住宅。

采用頻率分割、數(shù)字壓縮、調(diào)制解調(diào)等技術(shù)，在有線電視HFC（HybridFiberCoax）網(wǎng)上，除傳送常規(guī)的廣播電視信號外，還可以進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)和語音“三線合一”。光纖同軸電纜混合網(wǎng)（HFC），采用光纖與同軸電纜混合組成傳輸網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)。光纖傳輸技術(shù)改變了傳統(tǒng)的全電纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用HFC網(wǎng)結(jié)構(gòu)的有線電視綜合信息網(wǎng)不僅能帶給有線電視更好的傳輸質(zhì)量和更高的可靠性，更重要的是形成了一個性能良好的雙向通信的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，HFC網(wǎng)可以直接把750MHZ-1GHZ或更高的帶寬送至用戶家中，具備了廣闊開展諸如電視廣播，影視點(diǎn)播（VOD，NVOD，家庭影院），聲音廣播（模擬及數(shù)字電視），音頻點(diǎn)播（AOD），數(shù)據(jù)通訊（計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，INTERNER瀏覽），電信服務(wù)等多種服務(wù)功能及增值服務(wù)項(xiàng)目，其開發(fā)應(yīng)用潛力是不可估量的。

HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般采用前端到分配區(qū)為光纖干線傳輸，分配區(qū)內(nèi)采用同軸電纜傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對于有線電視傳輸，有1310NM和1550NM波長的光纖可供選擇，而帶寬則可有更多的選擇。

單獨(dú)布線的智能住宅的建設(shè)是在住宅內(nèi)采用綜合布線技術(shù)，單獨(dú)拉線，這樣導(dǎo)致住宅內(nèi)到處都是弱電管線，增加了投資，同時也不利于今后的維護(hù)管理，從長遠(yuǎn)的角度來看，這種方式在住宅的建設(shè)當(dāng)中是不可取的。而采用有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)作為智能住宅小區(qū)的信息傳輸網(wǎng)，不僅在功能上完全滿足要求，而且大大地簡化了小區(qū)布線，節(jié)約了大量的人力和物力，節(jié)省資金。由于其頻帶寬，具有極大的多次開發(fā)余地，基本上能保證住宅小區(qū)內(nèi)的信息傳輸網(wǎng)在今后二十年內(nèi)不落后，避免了重復(fù)投資，保護(hù)了房地產(chǎn)開發(fā)商和住戶的利益。住戶需要某種功能的時候，可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，加分支器來擴(kuò)展接口。由此可見通過有線電視信息網(wǎng)建設(shè)智能住宅是一種很有發(fā)展前途的模式，下面重點(diǎn)對其進(jìn)行介紹。（公務(wù)員之家整理）

3.1通過有線電視信息網(wǎng)建立的智能化物業(yè)管理系統(tǒng)

利用現(xiàn)有的有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)作為智能化小區(qū)的傳輸網(wǎng)，控制中心可以設(shè)在CATV網(wǎng)能到達(dá)的任何地方。實(shí)現(xiàn)功能如下：有線電視CATV、視頻點(diǎn)播（VOD）、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、室內(nèi)防盜、三表遠(yuǎn)程抄表、緊急求助、煤氣泄漏探測和關(guān)斷、家電控制、小區(qū)信息查詢和電視門鈴。HFC網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜進(jìn)入用戶家，連到一個電纜數(shù)據(jù)終端上，電纜數(shù)據(jù)終端分別和有線電視、家用計算機(jī)和門禁系統(tǒng)相連，電纜數(shù)據(jù)終端可以通過無線或有線的方式和防盜探測器、緊急求助按鈕、三表、煙霧探測器、煤氣報警和自動關(guān)斷器以及家電控制器相連。

在住戶家的各窗戶旁邊安一個紅外探測器，在臥室和客廳里各安一個緊急報警按鈕和煙霧探測器，在廚房和浴室里各安一個煤氣探測和自動關(guān)斷器，在門邊安一個門磁。上述探測器通過無線或有線的方式和電纜數(shù)據(jù)終端相連，電纜數(shù)據(jù)終端通過有線電視的HFC網(wǎng)絡(luò)和住宅管理中心相連。當(dāng)住宅內(nèi)發(fā)生盜警、火警、煤氣泄漏和發(fā)生異常情況（異常情況下掀動緊急按鈕等）時，住宅內(nèi)的聲光報警系統(tǒng)啟動，同時信號傳輸?shù)街悄茏≌瑓^(qū)的管理中心，在管理中心計算機(jī)監(jiān)控屏幕上的住戶地圖中相應(yīng)的部分出現(xiàn)聲光報警并顯示住戶在哪一幢樓的哪一個房間，發(fā)生的是哪一種類型的報警（盜警、火警、煤氣泄漏、緊急求助等），并通知相應(yīng)人員趕赴現(xiàn)場。

采用電子水表、電子電表、電子煤氣表，電纜數(shù)據(jù)終端對三表進(jìn)行讀數(shù)，將其存儲在EPROM中，管理中心的計算機(jī)通過有線電視網(wǎng)絡(luò)讀取住戶家中的三表，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表。這樣，就可以將三表裝到住戶的家中，減少了室外的水管和煤氣管的投資建設(shè)，同時也減輕了施工難度。也避免了一些不法分子冒充抄表員到住戶家進(jìn)行搶劫的事件的發(fā)生，保障了住戶的安全。

在單元入口處的防盜門上裝一個微型攝像頭，通過一個混頻器和有線電視網(wǎng)相連，將這個信號調(diào)到有線電視網(wǎng)上的一個空閑頻道上，當(dāng)有人按門鈴時，將電視調(diào)到指定的頻道上就可以看見按門鈴的人，這種方式比用常規(guī)的可視門鈴系統(tǒng)便宜。

在雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的上下行通道中各劃出一定的帶寬傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過HFC網(wǎng)和大眾信息網(wǎng)、商業(yè)銷售網(wǎng)、圖書情報網(wǎng)、醫(yī)療網(wǎng)、機(jī)關(guān)團(tuán)體網(wǎng)、校園網(wǎng)、金融證券網(wǎng)、公司企業(yè)網(wǎng)、銀行和國際互連（INTERNET）網(wǎng)相連。和銀行聯(lián)網(wǎng)后，就可以實(shí)現(xiàn)交費(fèi)的自動化。住戶配備CABLEMODEM，通過個人電腦訪問上述的各種網(wǎng)絡(luò)，就可以在家里進(jìn)行電子郵件的傳遞、遠(yuǎn)程網(wǎng)的登錄、股票操作（可以在家下單）、語音與傳真服務(wù)、遠(yuǎn)程購物、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷和咨詢，以及有線電視系統(tǒng)所能提供的所有服務(wù)，如視頻點(diǎn)播和付費(fèi)電視等。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，WebTV和IP電話的研制，不用計算機(jī)，只要買一臺Web電視機(jī)，就可以看電視，同時又可以完成上面提到的各種網(wǎng)絡(luò)功能，當(dāng)然在家安一部電纜電話，就可以通過有線電視網(wǎng)打電話。

3.2系統(tǒng)功能的擴(kuò)展

在CDT上擴(kuò)展485和電話接口，在小區(qū)的室外放幾個CDT，通過485接口，對小區(qū)的外圍實(shí)現(xiàn)如下功能：室外監(jiān)控、停車場的管理與計費(fèi)、保安員的巡更自動化管理、電梯和水箱監(jiān)控.

在停車場的四周加防盜監(jiān)視器，在出入口處采用無接觸式感應(yīng)刷卡系統(tǒng)，并和有線電視綜合信息網(wǎng)相連，司機(jī)不用下車，只要將卡放在胸前，車場的門就自動打開，對車場進(jìn)行自動管理和計費(fèi)。

在各主要的巡更點(diǎn)、電梯和水箱處安裝感應(yīng)器，感應(yīng)器和有線電視綜合信息網(wǎng)相連，保安尋到此時，感應(yīng)器感應(yīng)到保安員的感應(yīng)卡后，就記錄下，如果在規(guī)定的時間內(nèi)，保安員沒有到，控制中心的計算機(jī)就產(chǎn)生報警，提示調(diào)度員呼叫保安員，通過這種方式督促保安員。并可以調(diào)攝像機(jī)，觀看此處保安員的情況，同時可以防止意外事件的發(fā)生。同樣，電梯和水箱的狀態(tài)通過有線電視綜合信息網(wǎng)傳到管理中心，就可以對電梯和水箱進(jìn)行監(jiān)控。

在室外相應(yīng)的場所設(shè)立音箱和信息公告牌，在有線電視網(wǎng)上的相應(yīng)頻道播放輕松愉快的背景音樂，以烘托和調(diào)節(jié)住宅區(qū)的氣氛，通過有線電視綜合信息網(wǎng)小區(qū)信息。

四結(jié)論

智能建筑是信息的傳輸載體，它使人們從相距甚遠(yuǎn)而變得近在咫尺；智能建筑能給人們提供一個舒適良好的環(huán)境，使人們能夠有效地提高工作效率；智能建筑能對自然或人為災(zāi)難的預(yù)防和控制提供有效的方法和措施，以確保生命和財產(chǎn)的安全；智能建筑能對大樓內(nèi)的機(jī)電設(shè)備提供實(shí)時的監(jiān)測和控制，以提高設(shè)備的運(yùn)營能力和降低能耗；智能建筑還具有足夠的冗余和兼容性特點(diǎn)，以便包容未來科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。智能建筑能把建筑藝術(shù)與電腦和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，也是綜合性地反映時代高科技成就的科技產(chǎn)業(yè)。它涉及建筑材料、設(shè)備、機(jī)械、施工等，電子領(lǐng)域的計算機(jī)軟硬件、網(wǎng)絡(luò)、IC卡等，通信領(lǐng)域的衛(wèi)星、廣播、電視、電話、傳真、電子郵件等，機(jī)械領(lǐng)域的儀器、儀表及各種設(shè)備等等的變革，不僅大大提高了建筑領(lǐng)域本身的技術(shù)水平和科技含量，而且必將推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級換代。因此，在我國研究和發(fā)展智能建筑，無疑有著重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

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