论GPON技术在智慧家庭工程中的应用

2022-09-11

1 关于智慧家庭的综合描述与分析

1.1 关于智慧家庭理论的综合描述

智慧家庭在我国这些年得到了较大的发展及应用。而所谓智慧家庭, 其主要以家庭作为载体, 应用当代信息化技术作为主要手段, 为人们居住生活实现健康、安全、舒适及智能的生活环境, 对于改善人们生活水平及方式具有重要的意义。而智慧家庭, 在技术层面上讲, 其主要包含以下三方面的内容, 其一, 连接, 即在家庭中, 通过通信网、互联网及物联网等技术, 实现与家庭网关的连接。其二, 智能化终端, 即采用智能化终端实现与家庭娱乐、通信及生活服务等设备的相连及智能化控制, 对智慧家庭的实现具有重要意义。其三, 智能化服务与应用, 智能化以家庭服务为对象, 实现与智能城市的连接是其主要的体现, 对实现人们生活水平的提高具有极大的意义。

1.2 智慧家庭的应用需求分析

关于智慧家庭, 全世界对其的理解存在较大的差异, 如欧洲国家对智慧家庭将安全防护放于第一位, 而将其远程监控放于第二位, 并将家庭智能化管理及健康放于最后的地位;而对于北美地区, 能源及家庭健康被作为首要位置进行考虑, 远程控制及被动式安全管理应作为次要位置。而在我国, 智慧家庭主要分为五类, 通讯类、娱乐类、智能控制、智能安防及智慧城市与智慧社区, 相对国外, 智慧家庭在我国具有了独特的内涵及更加丰富的意义。保证智慧家庭的有效应用, 应对其与现代化信息网络的交互, 才能保证智慧家庭构想的实施与实现。

2 GPON技术基本情况分析与讨论

2.1 GPON技术及其原理分析

所谓GPON技术, 其主要是以常用的以太网技术及PON技术为基础, 两者紧密连接, 实现了采用最简单方式的点到点光纤接入, 同时, 还保留了以太网的结构的形式, 对互联网接入较好的利用价值。相比较, 目前网络构建所采用的GPON技术, 基本满足了用户的各类需求, 如视频、聊天、直播及远程教育等, 该种方式传输距离远、结构灵活、接入方便, 有利于网络工作人员实现对故障的简单维护。且GPON技术, 由于其属于无源光网络的重要部分, 在目前市场上应用较为广泛且优势极为明显。在系统结构方面, 与常规无源光网络技术相比, 系统运行具有一定的向导性, 可实现适配功能, 通过信号转换设备, 满足了用户不同接口的使用。经上述分析可看出, GPON技术在一定程度上解决了原有采用以太网接入的距离短、传输带宽小、故障率高的弊端, 全面提高了网络服务水平, 在实现网络技术的更好应用起到了积极效果。

2.2 GPON技术国内外应用情况分析

工信部这些年加大了对GPON技术的应用力度, 而随着我国经济及网络技术的发展, 该技术在人们生活中应用极为普遍, 且效果越来越好。而该技术应用中, 各类大型测试设备的使用, 使得测试与评估能力有了显著提高, 也对GPON技术的应用意义越发明显。目前国内电信、联通等传统运营商已进入了使用GPON技术代替前期已广泛应用的x DSL技术, 而中国移动则已在这一方面先行一步全面使用GPON技术。而在国外, GPON技术应用为客户提供了低成本及低风险的方案, 加速了该技术在市场的有效推广。各个发达国家, 如日本、美国等, 该技术的成功应用和与智慧家庭的良好结合对带动网络技术的发展起到了推动作用。总之, 与国外发达国家相比, 我国对该技术的应用已相当普遍, 但与智慧家庭的结合仍处于起步阶段, 加大该技术与智慧家庭结合的研究力度作为互联网发展的主要技术保证, 推动信息技术的发展。

3 GPON技术在智慧家庭工程中的应用分析

3.1 GPON技术与移动网络的结合

移动网络技术对我国网络技术的发展起到了积极作用, 且为人们便捷、高效的使用网络产生重要的意义。特别是这些年, 4G网络技术的发展及快速使用, 为网络的使用提供了更多样化的选择。而相比于移动网络而言, 其主要组成有移动终端、传输网络及网络管理等。关于GPON技术与移动网络的结合, 使得通信设备的接入更加的便捷。目前, 国内大多运营商为保证网络技术的应用, 均已建立了独自的城域网络 (如PTN网络) 使得网络运行更加的便捷, 且效率更高, 有利于在实际智慧家庭中的应用。而目前, 城域网中应用GPON, 其将企业及个人客户各类业务连接至骨干网中, 更好地满足用户不断增长的业务需求, 对于改进移动网络及提高互联效果具有重要意义。

3.2 GPON技术小区宽带接入应用研究

基于目前智能小区宽带接入情况, 采用GPON技术实现宽带接入具有可能性, 原因有以下几方面内容:我国移动传输网络基础建设已普及, 且在互联网发展的今天, 传输网络技术已较为成熟, 并积累了丰富的经验。在此形势下, 为采用GPON技术为家庭接入宽带提供了硬件条件。另, GPON技术的不断进步及提高, 为小区宽带的接入提供了技术保证。对于采用GPON技术实现小区宽带接入和智慧家庭, 其首先是建立起物业管理系统, 将FTTP智能网络及物业管理系统相连接, 使智能网络与物业管理网络相结合, 为小区物业工作提供智能化、信息化及网络化服务。其次, 开通VLAN是小区宽带接入的关键步骤, 在实际应用中应以保持与保证质量。再者, 构建小区的基础智能网络, 实现小区家庭宽带、网络电视等服务可实现网络与服务器的有效融合, 具体GPON系统结构图如图1所示。

3.3 GPON技术对智慧家庭的运用

智慧家庭主要是以人为中心, 以应用为导向, 向用户提供便利的生活环境, 智慧家庭是智慧社区的中心, 智慧社区又是智慧城市的中心, 智慧家庭的应用与智慧城市的方方面面是分不开的, 智慧家庭应用功能如图2所示。

智慧家庭产业具有“技术集成”和“跨界应用”的突出特点, 通过向用户提供的重要延伸性服务, 包括健康管理、居家养老、信息服务、互动教育、智能家居、能源管理、社区服务及家庭安防等各种服务类型, 促进各类信息产品间的互联互通以及将社会资源和服务接入家庭, 极大地丰富信息产品的功能, 提升信息产品的价值, 从而激发和扩展市场需求。近年来, 我国已经在家庭网络、智能电视、移动智能终端、安防监控、健康管理、老年看护等方面开发了多种产品和应用, 形成了一定的规模效应。但我国智慧家庭存在产业范畴不清晰、互联互通程度不足、标准体系不完善等问题。应用创新不是单个技术或产品的研发创新, 而关乎产品的集成应用和产业链上下游联合协作。尽快形成与产业发展相适应, 并有效引导和聚集产业力量的智慧家庭标准体系有助于促进企业间的合作、引导市场行为, 对推进智慧家庭应用创新、加快智慧家庭产业发展具有重要作用。通过该标准体系, 明确了智慧家庭产品、系统和服务, 有利于增强对智慧家庭产业的引导和规划, 促进智慧家庭产业链上下游合作。

3.4 GPON技术与智慧家庭的结合

随着我国物联网、信息技术的不断发展, 数字家庭正逐步向智慧家庭方向演进。智慧家庭可以看作是智慧城市理念在家庭层面的体现, 是信息化技术在家庭环境的应用落地。智慧家庭是智慧城市的重要组成部分, 是数字家庭的发展和延伸, 是广大人民群众信息消费水平提升的产物, 也是数字家庭产业转型升级的必经之路。对于我国对智慧家庭网络的应用, GPON技术的应用对其发展具有重要意义。而目前对于智能社区及智慧家庭的长期规划, 应集业务需求和业务质量于一体, GPON技术对于智慧社区的全业务运行具有重要价值。另在GPON资源分析方面, GPON带宽高, 下行线路速率大, 传输效率高, 业务支持全, 网络管理能力强, 即使最严密的加密算法。从运营维护分析, GPON网络管理能力强, 能进行全套FCAPS, 将智能社区多业务通过GPON网络实现, 以保证其应用。对于智能社区网络接入中, 应用需求约束条件主要为楼层及住户的接入带宽要求, 如接入用户数量与光缆、管道等, 并以区域服务网络作为分散信息点。另外, 作为GPON重点部署区域, 在保证用户接入数量与必要的带宽的同时, 考虑住户楼道安防监控系统和电控系统网络控制, 可对智能社区及家庭的功能实现起到保证作用。

GPON技术与智慧家庭的有机结合, 是基于新一代信息技术的智慧化家庭综合性服务平台, 是家庭智能设备、物联网、高速信息网络和应用服务的亲密融合, 在感知消费者生活需求的基础上, 与智慧社区、新型智慧城市服务对接, 是健康管理、居家养老、信息服务、互动教育、智能家居、能源管理、社区服务及家庭安防等智慧家庭应用接入公共服务资源后的以家庭为单元的综合体。从技术角度讲, 智慧家庭以物联网、宽带网络为基础, 依托移动互联网、云计算等新一代信息技术, 构建安全、舒适、便利、智能、温馨的居家环境, 实现服务的智能化提供、人与家庭设施的双向智能互动。GPON技术的成熟发展, 为智慧家庭的应用落地, 提供了稳定的技术支持, GPON与智慧家庭的结合, 具体可见应用场景图3所示。

GPON技术对智慧家庭服务的平台相互促进完成, 有线技术的可靠性, 将促进智慧家庭服务的健康发展, 对健康管理、居家养老、信息服务、互动教育、智能家居、能源管理、社区服务及家庭安防起到巨大的促进作用。智慧家庭是基于家庭网络的众多产品门类以及信息系统的整合体, 集成了多领域的前沿技术和广泛应用, 涉及电子信息制造、软件、通信、建筑、安防、网络运营、内容与应用服务等多个行业和领域, 业务融合度高、产品关联性强、行业牵涉面广。智慧家庭产业链是集制造与服务为一体, 涵盖研发、制造、运营、推广应用、服务保障全环节的生态链, 在基础领域已形成较为广泛的共识, 总体而言其发展过程是动态的, 对其认知正在不断演进。随着移动互联技术的快速发展, 大数据、云计算技术不断更新, 智慧家庭产业链将形成一套包括芯片厂商、设备制造商、内容提供商、系统集成商、网络运营商、服务提供商、平台运营商等完整的智慧家庭生态圈。

4 结语

综上所述, GPON技术具有高带宽、加密性高、传输距离长等特点, 有利于智慧家庭的传输安全保障。GPON技术的稳定性, 为智慧家庭的发展提供了安全的支撑平台, 家庭内部布线将构建出一个覆盖各种应用场景需求的完整智慧家庭网络, 突破设备间彼此独立的传统模式, 完成智慧家庭产品的互联互通。移动4G/5G技术的发展应用、IPv6等技术的快速发展、智慧家庭的网络接入技术将随宽带技术的发展而发展, 未来移动网络将与GPON网络互相补充, 实现无论身在何处都可稳定可靠的智能化控制家庭的目标, 做到真正的智慧家庭。

摘要：智能化建设是近期国家建设的重点, 也是未来的发展趋势。在目前互联网高速发展的情况下, 实现智慧家庭工程必须实施智能化建设, 而网络接入是其基础, 也是重点。GPON技术的应用对保证智慧家庭网络接入起到积极作用。本文结合实际情况, 就智慧家庭的国内外发展情况进行了分析, 并对GPON技术在目前智慧家庭网络接入情况方面的问题进行了分析与说明, 以便为GPON技术在智慧家庭建设中的应用提供依据。

关键词：GPON技术,智慧家庭,网络接入