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        家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用技術(shù)方案

        2016-10-14 02:27:09
        西部廣播電視 2016年8期
        關(guān)鍵詞:智能網(wǎng)網(wǎng)關(guān)廣電

        鄧 波

        (作者單位:四川九州電子科技股份有限公司)

        家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用技術(shù)方案

        鄧 波

        (作者單位:四川九州電子科技股份有限公司)

        本文介紹了家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用技術(shù)方案,核心為通過智能傳輸協(xié)議將Wi-Fi AP的SSID名稱和密碼自動同步到各Wi-FiRepeater,實現(xiàn)用戶在各點的平滑無縫連接

        家庭智能網(wǎng)關(guān);Wi-Fi智能延伸;Wi-FiRepeater;智能傳輸協(xié)議

        1 概述

        2015年3月,國家新聞出版廣電總局提出“智慧廣電”的概念,2015年5月提出了“實施寬帶廣電戰(zhàn)略,建設(shè)家庭信息中心”的新戰(zhàn)略,因此,不管是國家政策方向還是業(yè)務(wù)發(fā)展的需求,未來廣電終端的發(fā)展必定是多業(yè)務(wù)承載,實現(xiàn)云、管、端一體化協(xié)同的家庭智能網(wǎng)關(guān)。一方面,作為面向家庭用戶的綜合接入網(wǎng)關(guān),它可以向家庭提供Internet網(wǎng)絡(luò)連接和家庭組網(wǎng)功能,為用戶提供設(shè)備接入、路由和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、虛擬網(wǎng)絡(luò)等多種方式的通信服務(wù)。另一方面,作為多媒體終端,它又具備了較強的圖像和音、視頻處理能力,可以實現(xiàn)數(shù)字電視、IPTV、網(wǎng)絡(luò)播放(OTT功能)以及音視頻通話等多媒體功能。隨著手機與平板的普及,及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),家庭智能網(wǎng)關(guān)集成Wi-Fi也將成為主流的家庭移動聯(lián)網(wǎng)方案。

        2 家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案

        2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)(見圖1)

        家庭智能網(wǎng)關(guān)不僅支持現(xiàn)有電視的直播、點播、資訊等功能,還為開展基于智能操作系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)提供終端支持,具有以下功能特點。

        1)家庭智能網(wǎng)關(guān)支持多路數(shù)字電視節(jié)目的實時接收、解復(fù)用、解擾和分發(fā)。

        2)家庭智能網(wǎng)關(guān)支持基于同軸電纜EOC或者CM口數(shù)據(jù)接入方式,也支持WAN口的數(shù)據(jù)接入。網(wǎng)關(guān)與各終端的家庭內(nèi)部組網(wǎng)支持LAN有線方式連接,也支持無線Wi-Fi的連接,支持路由和交換。

        3)家庭智能網(wǎng)關(guān)作為媒體中心支持音視頻數(shù)據(jù)的存儲、共享、分發(fā)。

        4)家庭智能網(wǎng)關(guān)作為控制中心可升級支持物聯(lián)網(wǎng)功能,支持家庭監(jiān)控及家庭可視電話等。

        a.硬件架構(gòu):主板模塊、高頻接收和解調(diào)NIM模塊、硬盤存儲模塊、DOCSIS/EOC功能模塊、Wi-Fi無線路由器模塊、音視頻采集模塊。

        b.軟件架構(gòu):采用Android操作系統(tǒng),各個應(yīng)用業(yè)務(wù)采用多進程設(shè)計,核心業(yè)務(wù)在進程內(nèi)部采用模塊化設(shè)計,從架構(gòu)上分為四層,應(yīng)用層、Android固件層、支撐庫層和驅(qū)動層。

        2.2Wi-Fi路由模塊智能延伸系統(tǒng)方案

        圖2 智能網(wǎng)關(guān)Wi-Fi家庭聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

        2.2.1Wi-Fi技術(shù)現(xiàn)狀

        在Wi-Fi系統(tǒng)家庭應(yīng)用中,目前還存在如下問題。

        1)單個Wi-Fi路由器無法全面穩(wěn)定地覆蓋大戶型家庭,會出現(xiàn)信號盲區(qū)。大功率、高增益天線的機器號稱可以解決大戶型的Wi-Fi問題,但實際上高增益天線上下樓層也會出現(xiàn)死角,Wi-Fi信號無法增強,只改變了信號空間分布;同時,天線的增益越高,信號的覆蓋范圍從球型,變成扁平型,上下樓層的覆蓋反而變差了,同時也增強了電磁輻射。

        2)多個Wi-Fi路由器覆蓋會要求用戶在不同的SSID間切換,切換時網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象,用戶體驗感很差,而市場上大部分的Wi-Fi放大器只有在信號差到足以斷線的情況下,才會斷線并重新尋找可用的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致用戶會持續(xù)連接在不佳的網(wǎng)絡(luò)中。

        2.2.2Wi-Fi智能延伸方案設(shè)計

        為解決以上Wi-Fi家庭移動聯(lián)網(wǎng)的問題,基于家庭智能網(wǎng)關(guān)的Wi-Fi智能延伸方案徹底解決了這一難題。

        家庭智能網(wǎng)關(guān)平臺基于CortexA9芯片架構(gòu),具有強大的處理能力,整機采用模塊化設(shè)計,集成Wi-FiAP模塊,并采用了先進的智能傳輸協(xié)議,通過主AP實現(xiàn)區(qū)域Wi-Fi覆蓋,對于家庭內(nèi)主AP無法覆蓋的盲區(qū),在合適的位置(主AP信號衰減到-75dbm)部署Wi-FiAP/Repeater來實現(xiàn)Wi-Fi信號中繼放大(見圖2),不論移動到哪,系統(tǒng)都會自動地連接到信號最好的Wi-FiAP/Repeater上去,無須手動切換,就可以真正的體驗到無線自在、智能延伸的移動網(wǎng)絡(luò)生活。

        1)系統(tǒng)硬件。Wi-Fi AP模塊,實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)VLAN解標(biāo)簽,Wi-Fi主區(qū)域覆蓋。模塊采用PCI-E接口無線Wi-Fi方案,該方案支持802.11b/g/n,支持SISO,可接2根天線,最高速率150Mbps,發(fā)射功率≥15dBm,除了能進行上行的數(shù)據(jù)接收,也可以做數(shù)據(jù)的下行組網(wǎng)。Wi-Fi repeater,通過USB接口進行供電,實現(xiàn)主Wi-Fi AP信號的接收,信號中繼放大傳輸,通過指示燈,可以查看接收主Wi-Fi AP信號的強度。

        2)系統(tǒng)軟件。智能傳輸協(xié)議,實現(xiàn)將主Wi-Fi AP的SSID名稱和密碼自動同步到各Wi-Fi repeater上,從而實現(xiàn)用戶在各點登陸信息的一致性,并實現(xiàn)了智能無縫切換,提供最佳地上網(wǎng)連線品質(zhì)。

        圖1 家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用場景

        3 技術(shù)總結(jié)

        新一代家庭智能網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)在數(shù)字家庭核心業(yè)務(wù)上的融合,終端上多模式的融合,發(fā)揮數(shù)字家電各自優(yōu)勢互聯(lián)互通,打造全方位的數(shù)字家庭,推動數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著三網(wǎng)融合一線入戶,今后家庭各種電器都可聯(lián)網(wǎng)形成一個“物聯(lián)網(wǎng)”,本方案特別提出了家庭Wi-Fi無縫延伸的解決方案,有效地解決了Wi-Fi在家庭移動聯(lián)網(wǎng)中的難題,從真正意義上體現(xiàn)了家庭網(wǎng)關(guān)的智能化,大大增強了用戶的體驗感。

        [1]姚鋒.基于三網(wǎng)融合的機頂盒原理及應(yīng)用[J].電視技術(shù),2011(6).

        [2]于春生.全媒體趨勢下城市廣電的優(yōu)勢重構(gòu)與融合發(fā)展[J].中州學(xué)刊,2014(7).

        [3]彭少熙,孫政順,杜繼宏.家庭網(wǎng)絡(luò)中的嵌入式Internet方案[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2001(27):47-51

        [4]靳力,李慧.基于ARM的智能家庭網(wǎng)關(guān)[J].電子測試,2009(2).

        [5]袁麓,劉丹斌,安國超.面向廣電物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)及其網(wǎng)關(guān)的研究[J].中國有線電視,2014(B03).

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