第四讲-通信网络系统优秀PPT.ppt

课程：楼宇自动化课程：楼宇自动化1.课程性质：专业选修课2.任课老师：曾明3.学时：404.上课时间：星期一上午3、4节（3-14周）星期四上午1、2节（3-14单周）5.参考书：王再英等编著 楼宇自动化系统原理与应用 电子工业出版社 2005 第四章第四章 通信网络系统通信网络系统 智能建筑通信网络系统(Communication Networks System CNS)是保证楼内的语音、数据、图像传输的基础，它同时与外部通信网(如公共电话网、数据通信网、计算机网络、卫星以及广电网等)相连，供应建筑物内外的有效信息服务。41 通信网络系统的作用 通信网络系统供应的各类业务及其业务接口，目前通过建筑物内的综合布线及同轴电缆引至各个用户终端。通信网络系统的设计，应满足办公自动化系统的要求，并能适应电信部门的通信公网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势。考虑到接入网和综合业务数字网(ISDN)的发展，公网应向运用者供应快捷、有效、平安及牢靠的信息通信服务，包括语言文本，图形、图像及计算机数据等多种媒体的通信服务。客户可自行定义服务通信方式，调整通信服务功能。42 通信网络系统的组成与功能通信网络系统的组成与功能 智能建筑中的通信网络系统包括通信系统和计算机网络系统两大部分。智能建筑中的通信网络系统包括通信系统和计算机网络系统两大部分。通信系统目前主要由两大系统组成：用户程控交换机和有线电视网通信系统目前主要由两大系统组成：用户程控交换机和有线电视网(CATV)。前者是由电信系统方面发展而来的，后者是广电系统方面发展至。前者是由电信系统方面发展而来的，后者是广电系统方面发展至今的。计算机网络系统即智能建筑中的计算机局域网及其互联网、接入网。今的。计算机网络系统即智能建筑中的计算机局域网及其互联网、接入网。假如按所支持的业务划分，假如按所支持的业务划分，CNS可以划分为：可以划分为：电话通信系统。是各类建筑物必需设置的系统。智能建筑中的电话系统交换设备一般接受PABX(用户程控交换机)，电话线路基于综合布线系统GCS。PABX不仅能供应传统的语音通信方式，还能满足用户对数据通信、计算机局域网互连、N-ISDN，通信的要求。有线电视系统。有线电视系统CATV也是智能建筑的基本系统之一。与传统CATV不同的是，智能建筑CATV要求电视图像信号双向传输，并为接受HFC(光纤同轴电缆混合接入网)打下基础。视频会议系统。视频会议系统是利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通信技术和相关设备、线路，实现远程点对点或多点之间图像、语音、数据信号的实时交互式通信。可大大节约时间、提高会议的效率、降低会议成本。广播电视卫星系统。通过架设在房顶的卫星地面站可干脆接收广播电视的卫星信号。VSAT(Very Small Aperture Terminal)卫星通信系统是20世纪80年头发展起来的一种新型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化的地球站。这类地球站安装运用便利，特别适合智能建筑的数据传输。大量的这类小站(天线为几米甚至小到lm以下)协同一个大站(称主站)，构成一个卫星通信系统，可以单向、双向传输数据、话音、图像及其他综合电信和信息业务，适合于用户分散、业务量不大的专用或公用通信网。同声传译系统。同声传译系统是译员通过专用的传译设备供应的即时口头翻译，译员通过话筒讲话，听众通过耳机接收，这种翻译形式可同时有几种语富，如联合国大会就有6种语言的同声传译。公共/紧急广播系统。智能大厦和高级宾馆等现代化建筑物都设有广播音响系统，包括一般广播、紧急广播和音乐广播等部分。广播音响系统的设计则包括公共广播与客房音响二部分。公共广播用于公共场所，如走廊、电梯门厅、电梯轿厢、入口大厅、商场、酒吧、宴会厅等，通常接受组合式声柱或分散扬声器箱，平常播放背景音乐，当遇到火灾时作为事故广播，指挥人员的疏散。客房音响设置的目的是为客人营造一种欣赏音乐与休息的舒适环境。计算机局域网。包括智能建筑公共主干网，以及物业管理运用的局域网和购房/租房用户运用的业务局域网。主干网和楼层局域网主要接受以太网系列。用户接入网。从现代网络功能角度看，通信网由传输网、交换网和接入网3部分组成。43 程控电话系统程控电话系统 431 PABX及发展及发展（1）PABX 智能建筑通信系统的限制中心是程控数字用户交换机智能建筑通信系统的限制中心是程控数字用户交换机PABX(Private Automatic Branch Exchange)系统。该系统将数字通系统。该系统将数字通信技术、计算机技术和微电子技术集成为一体，成为一个高度模块化设计信技术、计算机技术和微电子技术集成为一体，成为一个高度模块化设计的全分散限制系统。它不仅能向智能建筑中用户供应已有的模拟通信环境，的全分散限制系统。它不仅能向智能建筑中用户供应已有的模拟通信环境，而且还能向用户供应当前的数据通信、多媒体通信以及正在发展的而且还能向用户供应当前的数据通信、多媒体通信以及正在发展的ISDN综合业务数字网通信环境。综合业务数字网通信环境。（2）PABX的发展的发展 20世纪世纪80年头中，国外智能建筑中已大多接受第年头中，国外智能建筑中已大多接受第3代程控数字交换机产品。代程控数字交换机产品。20世纪世纪90年头初以来，随着现代数字交换技术、年头初以来，随着现代数字交换技术、计算机技术和微电子技术飞跃发展，有力地推动着第计算机技术和微电子技术飞跃发展，有力地推动着第3代数字交换机系统代数字交换机系统中接受更加先进的硬件和高级软件，并向第中接受更加先进的硬件和高级软件，并向第4代交换机技术发展和完善。代交换机技术发展和完善。正在发展的第正在发展的第4代程控数字用户交换机事实上是全数字综合业务交换机，代程控数字用户交换机事实上是全数字综合业务交换机，它为智能建筑中实现办公室自动化及多媒体通信等供应强有力的支持。它为智能建筑中实现办公室自动化及多媒体通信等供应强有力的支持。432 PABX的功能的功能 智能建筑中的智能建筑中的PABX具有以下基本功能：具有以下基本功能：（1）具有综合业务数据的传输功能，对每一用户可同时进行话音、数）具有综合业务数据的传输功能，对每一用户可同时进行话音、数据、图像的多媒体通信。据、图像的多媒体通信。（2）实现办公室信息自动化的功能，对各个不同的用户终端设备供应）实现办公室信息自动化的功能，对各个不同的用户终端设备供应码式、码速和协议转换。码式、码速和协议转换。（3）构成计算机局域网）构成计算机局域网(LAN)的功能。的功能。433 PABX的分类的分类（1）旅馆型）旅馆型 旅馆型程控数字用户交换机出入局话务量较大，不须要干脆拨入功旅馆型程控数字用户交换机出入局话务量较大，不须要干脆拨入功能；而话务台功能要强。为满足客人打长途电话的须要，应具有马上能；而话务台功能要强。为满足客人打长途电话的须要，应具有马上计费功能。为满足旅馆房间管理须要，应具有旅馆房间管理软件，该计费功能。为满足旅馆房间管理须要，应具有旅馆房间管理软件，该软件应供应房间限制、语音信箱（供应留言服务、客房状态、请勿打软件应供应房间限制、语音信箱（供应留言服务、客房状态、请勿打搅、自动叫醒、综合语音和数据系统等功能）。搅、自动叫醒、综合语音和数据系统等功能）。（2）医院型）医院型 医院型程控数字用户交换机除具有旅馆型用户交换机的软件功能外，医院型程控数字用户交换机除具有旅馆型用户交换机的软件功能外，还应具有呼叫寄存、呼叫转移、病房紧急呼叫、热线电话、还应具有呼叫寄存、呼叫转移、病房紧急呼叫、热线电话、BP寻呼机寻呼机或无绳电话、综合语音和数据系统等信息接口的功能。或无绳电话、综合语音和数据系统等信息接口的功能。（3）办公室自动化型）办公室自动化型 为了提高办公效率，用户能自动呼入呼出，避开话务员介入，以提高效率。为了提高办公效率，用户能自动呼入呼出，避开话务员介入，以提高效率。供应多种通信接口：供应多种通信接口：X25，N-ISDN，DDN，LAN，光通信。，光通信。传输用户电报、传输用户电报、传真、静态图像、可视图像（可视电话）等。传真、静态图像、可视图像（可视电话）等。支持计算机网络联网实力。支持计算机网络联网实力。具有具有与语音信箱、传真信箱、电子信箱连接的接口并与上述信箱联网，可提高办公效率、与语音信箱、传真信箱、电子信箱连接的接口并与上述信箱联网，可提高办公效率、提高对建筑物内用户信息通信的服务等级。提高对建筑物内用户信息通信的服务等级。（4）银行型）银行型 银行程控数字用户交换机除具有办公自动化型功能外，还具有总行与分行间的台银行程控数字用户交换机除具有办公自动化型功能外，还具有总行与分行间的台信联络、语言自动应答、警卫巡更线路、外线保留等功能。信联络、语言自动应答、警卫巡更线路、外线保留等功能。（5）专网型）专网型 专网型程控数字用户交换机应具有组网功能，具有多位号码存储和转拨、直达路专网型程控数字用户交换机应具有组网功能，具有多位号码存储和转拨、直达路由选择、自动迂回、外线呼叫等级限制、远端集中维护管理及话务台集中设置等功由选择、自动迂回、外线呼叫等级限制、远端集中维护管理及话务台集中设置等功能。能。4.4 接入网接入网 随着全球信息业务的高速发展，用户需求已起随着全球信息业务的高速发展，用户需求已起先由传统的电话转向先由传统的电话转向Internet(因特网因特网)Intranet(内部网内部网)、视频点播、高清晰度电视、电、视频点播、高清晰度电视、电子商务、局域网互联等高带宽业务，传统的传输模子商务、局域网互联等高带宽业务，传统的传输模拟信号的铜缆用户接入方式拟信号的铜缆用户接入方式(电话双绞线、电话双绞线、CATV电电缆缆)已无法满足社会发展的需求。作为干脆连接千家已无法满足社会发展的需求。作为干脆连接千家万户、被称为信息高速马路万户、被称为信息高速马路“最终一公里最终一公里”的用户的用户接入网接入网(简称接入网简称接入网)，近年来在国内外得到空前的，近年来在国内外得到空前的重视，技术发展较快。光纤接入、无线接入、重视，技术发展较快。光纤接入、无线接入、N-ISDN(窄带综合业务数字网窄带综合业务数字网)、xDSL(数字用户线数字用户线)和和HFC等技术已被列入我国信息产业部等技术已被列入我国信息产业部“九五九五”支支配和配和“2010年总体目标年总体目标”，近年来在我国一些发达，近年来在我国一些发达城市和地区得到了应用。城市和地区得到了应用。441 接入网及其分类接入网及其分类（1）按带宽分类。窄带接入网：数据带宽(传输速率)2Mbit/s。（2）按传输介质分类。有线接入网：双绞线、同轴电缆、光纤；无线接入网：微波通信、蜂窝通信、卫星通信和无绳电话通信。电信网的接入网是指实现本地交换机与用户间连接的部分；有线电视的接入网是指从前端到用户之间的部分；而数据通信网的接入网是指通信子网的边缘路由器与用户PC之间的部分。用户接入网主要是解决智能建筑内部与外部世界的信息沟通。主流用户接入网目前有N-ISDN(窄带综合业务数字网)、HFC(光纤同轴电缆混合网)、ADSL（非对称数字用户线）、HTTB(光纤到楼)、DDN(数字数据网)。442 N-ISDN接入技术接入技术 N-ISDN(简称简称ISDN)是一种供应端到端的数字连接、是一种供应端到端的数字连接、具有电路交换和分组交换、支持电话和非电话具有电路交换和分组交换、支持电话和非电话(传真、数传真、数据、图像、可视电话、桌面视频会议、据、图像、可视电话、桌面视频会议、Internet接入、接入、局域网互联等局域网互联等)综合业务的通信网。综合业务的通信网。基本速率接口供应基本速率接口供应3个通道：个通道：2个的个的64kbit/s的的B通道通道和和1个个16kbit/s的的D通道，即通道，即2B+D，适用于小型企业和，适用于小型企业和家庭用户。家庭用户。2个个B通道能传输通道能传输2路数字化用户信息，路数字化用户信息，D通道通道用于传输通信限制信号及其他信号用于传输通信限制信号及其他信号(如报警、呼叫医生、如报警、呼叫医生、水电气表数据的提取等水电气表数据的提取等)用户可利用用户可利用1个个B通道打电话，同通道打电话，同时利用另一个时利用另一个B通道上因特网。通道上因特网。443 xDSL接入技术接入技术 xDSL是各种是各种DSL(Digital Subscriber Line)接入技术的总接入技术的总称。称。xDSL接受现代数字信号处理技术和数字编码调制技术，利接受现代数字信号处理技术和数字编码调制技术，利用双绞铜线的频带资源，实现话音和数字信号的双向点到点的用双绞铜线的频带资源，实现话音和数字信号的双向点到点的高速传输高速传输(几几Mbit/s至几十至几十Mbit/s)。xDSL按上、下行速率是否一样分为对称型按上、下行速率是否一样分为对称型DSL和非对称型和非对称型DSL两类。对称型两类。对称型DSL（主要有（主要有HDSL、SDSL和和MVL等）其上等）其上行与下行速率相同。非对称型行与下行速率相同。非对称型DSL（主要有（主要有ADSL、VDSL、RDSL，等），通常下行信道速率要远大于上行信道速率，主，等），通常下行信道速率要远大于上行信道速率，主要用于要用于Internet高速接入、视频点播等下行速率远大于上行速高速接入、视频点播等下行速率远大于上行速率的应用。其中率的应用。其中ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line非对称数字用户线）技术目前最为成熟非对称数字用户线）技术目前最为成熟。4 44 44 HFC4 HFC接入技术接入技术 HFC(Hybrid Fiber Optic HFC(Hybrid Fiber OpticCoaxial)Coaxial)是一种利用现有是一种利用现有CATVCATV网络的双向宽带接入网。网络的双向宽带接入网。HFCHFC的馈线部分接受光纤，配线的馈线部分接受光纤，配线部分则运用现有部分则运用现有CATVCATV网中的树形分支结构的同轴电缆。网中的树形分支结构的同轴电缆。HFC HFC频谱的安排：频谱的安排：5-42MHz 5-42MHz为上行通道，主要用于传输语音和监测信号，为上行通道，主要用于传输语音和监测信号，可为可为500500个用户供应电话服务；个用户供应电话服务；54-550MHz 54-550MHz为模拟广播电视信号的下行通道，可传输约为模拟广播电视信号的下行通道，可传输约6060套模拟电视节目；套模拟电视节目；550750MHz 550750MHz可用于视频点播、高清晰度电视和数据双可用于视频点播、高清晰度电视和数据双向业务，可传送向业务，可传送200200路数字电视节目。路数字电视节目。目前目前HFCHFC供应的业务除了电话、模拟广播电视业务外，供应的业务除了电话、模拟广播电视业务外，还可供应还可供应N-ISDNN-ISDN业务、高速数据通信业务、视频点播、数字业务、高速数据通信业务、视频点播、数字电视和各种数据信息服务业务。电视和各种数据信息服务业务。445 光纤接入光纤接入 作为接入网终极发展目标的光纤接入网，有着铜缆接作为接入网终极发展目标的光纤接入网，有着铜缆接入网无法比拟的高带宽、低损耗（入网无法比拟的高带宽、低损耗（0.05dB0.2dBkm）、低误码率、不受电磁干扰、保密性好等优点，能承）、低误码率、不受电磁干扰、保密性好等优点，能承载现在与将来的全部业务。载现在与将来的全部业务。光接入网有以下情形：光接入网有以下情形：光纤到路边、光纤到大楼、光光纤到路边、光纤到大楼、光纤到家、光纤到桌面纤到家、光纤到桌面 446 无线接入技术无线接入技术 无线接入网具有受环境制约少、初期投资省、安装便利等无线接入网具有受环境制约少、初期投资省、安装便利等特点，适用于山区、湖泊、海岛等特殊地理环境和广袤偏远特点，适用于山区、湖泊、海岛等特殊地理环境和广袤偏远农村，以及移动接入和城市中的人口高密度地区农村，以及移动接入和城市中的人口高密度地区(电信管道孔电信管道孔位惊惶位惊惶)等一些难以铺设有线线缆的地方，是现在和将来不行等一些难以铺设有线线缆的地方，是现在和将来不行缺少的接入方式。无线接入网目前能供应话音、数据和传真缺少的接入方式。无线接入网目前能供应话音、数据和传真业务，也有的能供应慢速图像等非话业务。业务，也有的能供应慢速图像等非话业务。45 交互式可视通信系统交互式可视通信系统 451 视频点播视频点播(VOD)VOD (Video On Demand)就是一种在观众就是一种在观众和节目供应者之间具有交互实力的电视系统。它和节目供应者之间具有交互实力的电视系统。它可以让观众从中心节目库中现场选择自己宠爱的可以让观众从中心节目库中现场选择自己宠爱的节目，然后通过节目，然后通过STB(机顶盒机顶盒)在自己家中的电视机在自己家中的电视机上观看。上观看。VOD的重要特性就是交互性。的重要特性就是交互性。VOD交互可以交互可以分为节目内交互和节目间交互两种。节目内交互分为节目内交互和节目间交互两种。节目内交互允许用户在节目进行中实时地与系统进行交互，允许用户在节目进行中实时地与系统进行交互，选择节目发展的方向、情节、结局等。它还可以选择节目发展的方向、情节、结局等。它还可以实现交互购物、交互游戏和远程教学等功能。节实现交互购物、交互游戏和远程教学等功能。节目间交互就是让用户选择节目，然后播放。目间交互就是让用户选择节目，然后播放。452 视频会议系统视频会议系统 视频会议系统(Video Conferencing System)不但是一种以视觉为主的图像通信，而且是一种交互式的多媒体通信。它利用现有的图像通信技术、计算机通信技术及微电子技术，进行本地区或远程地区点与点之间或多点之间双向视频、双工音频、数据等信息交互式的实时通信。453 可视电话系统可视电话系统 可视电话可视电话(Video Phone)是通话双方在通话时，能同时见到对是通话双方在通话时，能同时见到对方图像的电话。可视电话在建筑物内运用时，用户双方打开可视电方图像的电话。可视电话在建筑物内运用时，用户双方打开可视电话设备，通过拨号连通后，就能进行面对面的可视图像通信话设备，通过拨号连通后，就能进行面对面的可视图像通信 46 VSAT卫星通信系统卫星通信系统 461 VSAT概念概念 甚小口径终端甚小口径终端VSAT(Very Small Aperture Terminal)，是，是20世纪世纪80年头发展起来的一种新年头发展起来的一种新型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化地型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化地球站。这类地球站安装运用便利，特别适合智能建球站。这类地球站安装运用便利，特别适合智能建筑运用。大量的小站协同一个主站，构成一个卫星筑运用。大量的小站协同一个主站，构成一个卫星通信系统，可以单向、双向传输数据、话音、图像通信系统，可以单向、双向传输数据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。及其他综合电信及信息业务。462 VSAT系统结构系统结构 VSAT系统是由主站、卫星、小站(VSAT)组成。小站和主站是通过卫星转发器连成星形系统，小站和主站之间通过卫星能互通，而小站和小站之间不能互通，小站只能首先将信号送主站，再由主站送给另一小站实现互通，即通过小站卫星主站卫星小站的“双跳方式互通。463 VSAT特点特点 一、一、VSAT的特点的特点（1）设备简洁、体积小）设备简洁、体积小、重量轻、耗电省、造价低、安装、维护和、重量轻、耗电省、造价低、安装、维护和操作简便。操作简便。（2）组网敏捷，接续便利，网络部件模块化易于扩展和调整。）组网敏捷，接续便利，网络部件模块化易于扩展和调整。（3）通信效率高，特殊适用于传输数据。）通信效率高，特殊适用于传输数据。（4）可以干脆面对用户，适合于用户分散、业务量不大的专用或公）可以干脆面对用户，适合于用户分散、业务量不大的专用或公用通信网。用通信网。二、同地面通信网络相比，二、同地面通信网络相比，VSAT网络的优点网络的优点（1）能供应宽带的点对多点通信，比特率在）能供应宽带的点对多点通信，比特率在2.4、4.8、9.6kbit/s至至1.544Mbit/s的范围，而且扩容时经济敏捷。的范围，而且扩容时经济敏捷。（2）一个中心站可联接多个远地小站，由中心站管理整个星型网络。）一个中心站可联接多个远地小站，由中心站管理整个星型网络。（3）独立性好，是用户拥有的专用网。）独立性好，是用户拥有的专用网。（4）覆盖范围大，通信成本与距离无关，价格便宜、安装简洁，维护操）覆盖范围大，通信成本与距离无关，价格便宜、安装简洁，维护操作便利。作便利。（5）组网敏捷、接续便利、多种业务可在一个网内共存，可对全部地点）组网敏捷、接续便利、多种业务可在一个网内共存，可对全部地点供应相同的业务种类和服务质量。供应相同的业务种类和服务质量。（6）通信质量好，受灾难影响小，平安性好，不易窃听）通信质量好，受灾难影响小，平安性好，不易窃听