基于宽带城域网接入的层智能小区建设研究与应用
田琦，李毅
（抚顺矿业集团房地产综合开发有限责任公司，辽宁 抚顺 113008）
摘要：随着国内智能大厦建设风潮的渐趋平静及各种相关系统和技术的不断发展和延伸，智能小区的概念已经逐渐成型，有关技术标准也在不断完善，但在许多项目的规划设计与实施中仍然存在着诸多技术问题和认识误区，影响着智能小区建设技术的健康发展和实际应用。本文提出了一种基于宽带城域网络的智能小区系统模式，介绍了系统通信网络结构、系统构成及网络运行机理，为智能小区建设提供了一套完整的解决方案。
关键词：智能小区 智能控制 宽带城域网 现代信息 总线技术 规范管理 中图分类号：
1 前 言
随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，同时借助于相关技术和规范标准的日益丰富完善，智能化小区的规划设计与建设在很多地区已渐成热点，开发商们纷纷把它作为开发新项目的重要卖点之一。智能住宅和智能小区通过开发商和众多媒体的宣传，描绘了梦幻般的未来生活：通过住户家中的内部网络和外部通讯网络，人们足不出户就可以实现购物、教育、娱乐、医疗、沟通交流等等一切生活需求，并且保证住宅环境舒适、安全、最大限度节能等等。然而，1999年中国首次网络生存测试的结果，表明了当今中国的现实：我们憧憬的、国内外媒体宣传的，并不一定是我们真正需要的，也不是靠简单搭建几个所谓智能系统就能轻易实现的；即使技术上能做到，外部大环境的制约和种种客观条件的不具备也是无法绕开和回避的现实。
2 智能化小区功能需求分析
住宅是人类最基本的生存空间，是人们逗留时间最多的地方。随着社会的发展，住宅的功能范围亦在发展变化，其中信息的快速传递与获取是一个重要方面。但现代人对住宅小区的功能要求是综合性的，并不仅限于信息技术方面，更何况人们对新技术的接受和应用还需要一个过程，这不仅受认识局限，还受到经济发展以及外部环境条件的限制。我们在实践中感到：在从事住宅小区智能化系统的规划设计和建设时，一定要首先了解居住者对住宅、小区的功能需求，才能更加适当地选择智能化系统的功能和服务标准。一个现代化的住宅小区必然是以居住的舒适、安全、便利为首要标准，一般应满足如下要求：
(1) 舒适性：它包括平面空间尺度、视野、登高（高层楼的交通）、采光、通风、日照、噪音、内部装修、温湿度等等。
(2) 可持续发展性：从小区来讲，小区应与环境共生，保护资源，获得能源效益。对住宅而言，除核心部位外，其余空间作为卧室、餐厅等可以灵活再分隔。其他还包括：生活污水和生活垃圾的再处理、再应用，以不破坏自然生态为目标；住宅内环境质量：厨卫设备布置紧凑，管线隐蔽，废油、气、烟排除畅通，建材的有害物质的防护等等。
(3) 节能、降耗：实质上是可持续性发展的社会性的一面，多层住宅合理的体量与围护结构，能源及设备的合理有效使用，可再生能源（风力、太阳能）和新型材料的应用等。
(4) 安全性：必须是人与技术措施相结合。防盗要求：多层次防范，从边界防范、区内电视监控到住宅内的防盗。
(5) 方便性：交通：住宅或小区所处位置，小区内部道路布局和区域标识。各种配套设施。小区内部商店、文娱等服务设施。周边的商店、医院、餐厅、学校等等。通信：电话、电视、计算机通信。
由此看来，智能化系统是满足现代住宅小区功能需求不可缺少的。它是现代住宅小区提高居住质量的手段之一，并将成为现代住宅小区的基本配套设施。在信息技术飞速发展、不断完善的今天，它的重要作用不可低估。
3 基于宽带城域网接入的智能小区建设
随着智能化住宅小区的普及和宽带接入技术的发展，各种基于宽带技术的应用服务也日益被人们所熟悉。在宽带城域网接入层中采用各种智能通信网络系统是实现小区智能化和信息化最有效的模式之一。
3.1 基于宽带城域网接入的智能小区系统通信网络结构
智能小区系统是由智能小区综合布线系统和基于该系统人性化的多媒体应用所组成。智能小区系统一般包括以下几个硬件系统：智能化的物业管理系统、现代化的通信系统、智能化的电表集抄系统、门禁系统和家居智能管理系统。图3-1即为智能小区系统通信网络结构示意图。
图3-1 智能小区系统通信网络结构示意图
图3-1中，在小区中心机房，电话模块利用光缆上联到PSTN（Public Switched Telephone Network，意指传统的电话交换网络，是目前全球最普及的电话网络。）电话网，下行通过电话主干电缆到电话交接箱，电话交接箱通过电话胶缆下联到室外综合箱中的室外高频交接配电箱；室外综合箱中的BAN（广域网络）设备S2403F交换机一方面可通过综合光缆100Mbit/s上联至ZAN（站点网络）点宽带接入设备MA5200的100Mbit/s光口板上，另一方面既可通过五类线10Mbit/s下联至小区网接入HUB（集线器），又可通过五类线10Mbit/s下联至室外高频交接配电箱；小区网接入HUB可用来连接住宅户的NDT（网络智能控制数据终端）、单元或配电房的IP电表、门禁终端和物业终端等网络设备；室外高频交接配电箱将住宅户的电话双绞线和10Mbit/s宽带上网五类线重新进行跳接，利用10Mbit/s宽带上网五类线中的一对线来传电话语音就可满足住宅用户边打电话边上网的需要；在住宅用户端，五类线分出的RJ11头接入电话机，RJ45头接入计算机；在小区中心机房，ZAN点宽带接入设备
MA5200通过光缆1000Mbit/s上行至宽带城域网，小区内部局域网交换机通过两条百兆链路绑定上联至宽带接入设备MA5200的百兆电口板上，采用两条链路的目的在于一方面可将上行带宽增至200Mbit/s，另一方面可做到冗余备份；小区内部局域网交换机通过电口可接家居智能管理服务器和管理终端、物业管理系统服务器和管理终端、门禁系统服务器和管理终端以及电表集抄服务器和管理终端等，这些服务器和管理终端可对各自的信息点采集终端进行管理；小区网站计算机通过BAN点设备S2403F交换机的10Mbit/s口接入宽带网，可供用户访问。
3.2基于宽带城域网接入的智能小区系统的组成和功能
智能小区系统由宽带网络设备、窄带网络设备、综合布线系统设备、各种多媒体应用系统服务器和终端组成，通过这些设备的相互配合来完成小区的智能化管理和应用。由于窄带通信网络系统和综合布线系统比较简单，下面将主要介绍其他系统的组成和功能。
(1)、网络智能控制数据终端（NDT）系统
NDT系统是一个基于计算机网络系统的智能住宅控制系统，它包括住宅楼宇防盗报警、灾难报警、紧急求助、水电气暖多表远程自动抄收、家用电器控制等，通过计算机网络线路构成整个住宅小区的集中管理控制系统。
NDT网络智能控制数据终端简称NDT智能终端，具有多个数字、开关、脉冲量I/O端口，可用于住户室内外的安全防盗报警系统、煤气泄漏检测、紧急报警和服务请求、水电气表的数据记录等多种用途；键盘可用于查询显示当前水、电、气三表读数及费用；具有液晶显示屏，可用于发布公告信息、提请住户注意、及时通知住户交纳各种费用等。每个NDT作为数控终端，置放于住户室内，可通过宽带城域网接入层设备、小区内部局域网设备和家居智能管理系统中的服务器通信；家居智能管理系统中的服务器可以实施对每个NDT的监控和管理，并保存有住户的相关数据库。系统通过电话语音卡，可实现电话远程家电控制、报警信息查询等。
NDT智能终端介质访问协议为IEEE 802.3（一种网络传输协议），网络传输协议为TCP/IP（一种网络传输协议）。水表和煤气表可以提供脉冲信号，通过信号线连接到NDT智能终端的脉冲量输入口；住宅用户电表为IP电表，上联到NDT智能终端的下联网络口；NDT智能终端的上联网络口通过五类线连接到16口HUB的某一口上，NDT智能终端和住宅用户电表均设有IP地址。
(2) 宽带城域网接入层设备系统
宽带城域网接入层设备由ZAN点宽带接入设备MA5200和BAN点设备S2403F交换机组成，再加上小区网接入HUB、小区内部局域网交换机共同构成智能小区通信网络系统。
MA5200多业务宽带接入设备是一种以太网接入处理系统，是宽带城域网上分布式BAS。它采用先进的网络处理技术和交换式总线技术，具有强大的硬件转发能力和灵活的协议处理能力。可以提供智能小区的以太网解决方案，为用户提供高速上网、视频点播、网络互连等多种业务，能对用户进行有效管理，并提供多种计费策略和认证策略，可以对用户的业务流进行流量限制，对用户的访问目的地址进行限制，并对用户进行二层的隔离和受控互访，充分保证网络的安全。MA5200 支持静态或动态的IP地址分配，采用虚模板方式配置接入用户的IP地址网段。MA5200在用户侧提供百兆以太网接口，通过以太网交换机为用户提供10Mbit/s以太网电接口，支持VLAN（虚拟专用网络）用户接入方式。
S2403F交换机是一种高性能、低成本、功能强大的面向工作组的以太网交换机。它提供24个10Mbit/s以太网端口，3个自适应快速以太网交换端口，所有端口都支持全双工的通信方式，支持即插即用，提供VLAN功能。
小区网接入HUB是S2403F交换机的端口扩展设备，可提供16个以太口，以供NDT和其他智能终端使用。小区内部局域网交换机是一种以太网交换机，它提供24个以太网端