以太网接入技术在智能小区中的应用

目前，宽带接入技术主要有ADSL、HFC、以太网三种技术。随着我国宽带智能小区建设速度的加快，越来越多的运营商开始采用FTTB+LAN的方式，即采用以太网＋双绞线（UTP）综合布线来构建小区宽带网络。由于许多家用智能电器设备都提供了以太网接口，可以通过以太网实现家用电器的智能化管理控制。在新建的小区中，越来越多的房地产开发商采用以太网＋双绞线（UTP）综合布线的方式来构建小区宽带网络。   

一、以太网接入技术  

1．以太网接入技术的结构

以太网接入通常采用二层以太交换机，它工作于数据链路层，提供数据流量控制、传输差错处理、传输介质访问控制等功能。它可以将多个局域网网段连接起来形成更大的局域网。以太网交换机能在端口之间建立多
个不同的点对点专用通道，它采用带宽独占模式，大大降低了网络发生拥塞的可能性，显著提高网络的传输效率。其特点包括：

（1）在由以太网交换机构成的网络中，任意两个节点都能通过以太网交换机建立一条专用通道，其间通信独占该专用通道；  

（2）使用虚拟局域网VLAN技术，可根据用户的要求将网络划分成若干较小的独立子网，隔离广播风暴，提高网络的效率和安全性；  

（3）扩展网络的覆盖范围，扩大了网络的直径；   

（4）通过以太网交换机能够实现多种局域网互联。

2．以太网接入技术的特点

小区接入直接面向个人用户，要求能以尽可能低的价格构建小区网络，并以该网络为支撑平台，开展诸如安全管理、物业管理、用户互联、网上购物、视频点播等多种社区智能服务。因此，该网络应是一个具有高带宽、高可靠性、低建设和维护成本的网络。以太网以其良好的扩充性能、简便的施工和低廉的价格等优势完全可以满足以上要求。与国外流行的传统局域网方式的以太网有所不同，智能小区以太网接入是具有中国特色的宽带接入方式，具有以下特点：

（1）用户隔离：保障小区用户数据的安全，隔离携带用户个人信息的广播消息，如ARP、DHCP消息等，防止关键设备受到攻击。因此，网络要保证单播地址的帧只有指定用户才能够接收。对于广播地址的帧，需防止被其他用户接收，避免MAC/IP地址仿冒，并防止某些恶意广播包影响用户的正常通信。  

（2）用户管理：用户必须进行开户登记，通过运营商对用户进行的认证、授权后，才能连接到Internet或小区的应用服务器；杜绝非法用户接入网络，占用网络资源，影响合法用户的使用，并根据用户的属性让用户享有不同服务等级和相应的权利。同时，在通信时进行计费管理。  

（3）带宽管理和QoS保证：小区以太网具有带宽控制能力，即保证用户最低接入速率，限制用户的最高接入速率；对于需要开展语音、视频组播等对带宽有较高要求的业务，能够提供业务的QoS保证。  

（4）集中管理和维护：小区以太网具有集中管理功能，小区中心能够监视网络运行和用户对网络的使用状况，避免用户因出现误操作或恶意攻击对网络正常运行带来的影响，能够及时发觉和处理出现的问题。  

小区的智能化主要体现在家庭交互信息宽带化、安防自动化和物业管理智能化等方面。采用以太网技术构建的小区智能网可以实现利用一个网络将每个住户的家庭终端连接起来，做到功能全、投资少、安装和维护方便，便于进行统一管理和监控。   

二、小区以太接入网络体系结构及实现方案
1．小区以太网体系结构

小区以太接入网由三级设备组成：楼宇内的楼宇交换机、小区机房的汇接交换机和中心交换机。

中心交换机主要实现网间路由，提供上层IP城域网和各服务器接口。汇接交换机由若干台带多个光接口的交换机组成，主要汇接楼宇交换机的数据流量，以节省上级中心交换机的端口数。楼宇交换机直接连接用户。

以太网最早是作为一种局域网技术出现的，主要应用在企业网中以实现资源的自由共享，而这种资源的自由共享却是运营商不希望的。虽然目前较多的小区网络是用Hub组成的局域网，但可以看到，这只是运营商在初期阶段采取的争夺用户的一个手段。随着市场的成熟以及用户数的增加，运营商要求的网络必定是一个可运营的电信级的网络。因此直接将局域网技术应用到小区接入是不能满足运营商今后要求的，主要原因有以下方面：

（1）局域网中的设备如Hub不能隔离广播风暴，当连接的用户较多时，极易产生广播风暴而引起网络的瘫痪；  

（2）由于局域网是共享式的网络，因此各用户之间的信息没有相互隔离，用户的数据安全得不到保障，易受到恶意访问或攻击；  

（3）Hub没有管理功能，不能对用户进行有效的管理，收费只能采用包月制，用户可自己通过Hub连接更多的用户，使运营商失去部分收入；

（4）将局域网技术应用到小区中时要解决的问题有用户管理、用户信息隔离、集中管理和维护。