智慧家庭及相关技术课件.pptx

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1、智慧家庭及相关技术知识,2017年2月,内 容,“智慧家庭”概述Wi-Fi的主要技术原理物联网相关无线技术介绍EoC和PLC的主要技术原理PoE的主要技术原理及对网线的要求家庭组网原则与方案,802.11ahZigBeeBluetooth 4.0Z-Wave,真正的“智慧家庭”,什么是真正的“智慧家庭”,智慧家庭是以家庭为载体，以家庭成员之间的亲情为纽带，综合利用新一代信息技术创造出的更高效、舒适、安全、便捷的个性化家居生活状态。通过提供更贴心、丰富和方便自由的服务，让人们的家庭生活方式能更加随心畅享；通过更加泛在的自由联接、自动自觉的体验方式，让人们的家庭生活能更加充满关爱。,智慧家庭是智慧

2、城市的最小单元，是以家庭为载体，以家庭成员之间的亲情为纽带，利用物联网、云计算、移动互联网和大数据等新一代信息技术，实现健康、低碳、智能、舒适、安全和充满关爱的家庭生活方式。,生活中的烦心事,安防报警、视频监控,安防报警、视频监控,入侵探测,孩子安全到家提醒,煤气泄漏,安防报警：布防状态下，家中一旦出现非法侵入或者漏气、高温等异常情况，系统立即响应，通过拨打电话的方式将警情发送给业主或者物业保安无线安防报警扩展系统，随时升级您的家庭安防系统视频监控：在家中，可以随时通过摄像头查看房前屋后、车库等关键位置的情况远程监护：无论身在何处，通过智能手机联接安装在家中的网络摄像机，可以随时观看图像智能门

3、锁：孩子平安到家，开门的同时，系统发送短信到大人手机,老人看护,爱车看护,孩子照看,紧急情况报警,房前屋后,生活中的烦心事,可视对讲、移动对讲,院门口,家门口,车库门口,书房,餐厅,客厅,卧室,可视对讲功能：从别墅门口机呼叫，智能终端和数字分机都收到信息，并振铃，同时显示发起呼叫的别墅门口机的视频情况；任一数字分机接听后，可实现可视对讲功能 不同数字分机均可以主动监控任一别墅门口机的视频图像；智能终端以及各个数字分机之间可以互相呼叫，实现非可视对讲功能通过U-home客户端软件，手机、PAD可以作为对讲终端使用，实现移动对讲功能,生活中的烦心事,健康空气、环境感知,环境亮度,系统能够自动检测环

4、境的温度、湿度、空气质量等参数，并自动开启空调换新风、地暖、加湿器等设备，将居住环境调整到最佳状态（家庭聚会有人抽烟也不怕了）。系统能够自动检测到环境亮度，并自动调整灯光、窗帘，使室内光线始终处于最佳状态。配合风、雨探测器，可以实现系统根据环境风量、是否下雨，自动执行开关窗户等操作。,环境温度,关联家电、灯光、窗帘动作,关联中央空调、换新风、地暖动作,关联场景动作,环境湿度,空气质量,健康空气、环境感知,生活中的烦心事,背景音乐,系统主要功能操作简单，不同房间独立控制音源，可以同时使用4种音源；创造和谐家庭气氛：美妙的音乐可以陶冶情操，和谐家庭氛围，提高生活品位为业主舒缓疲惫身心：美妙的轻音乐

5、回荡耳畔，让您劳累了一天的身心得以放松为孩子培养外语语感：不论走到哪个房间，都可以听到适合孩子的外语对话为老人排遣寂寞：让独处的老人可以听听自己喜欢的京剧，愉悦身心,客厅,卧室,厨房,休息间,书房,卫生间,背景音乐,生活中的烦心事,家电管理,客厅空调 冰箱 冰吧,在家：通过智能手机、智能触控面板或者智能终端等，可以实现空调、热水器等家电以及煤气阀、背景音乐、中央空调、地暖等设备的集中控制与管理；（可以控制三菱海尔中央空调、大金VRV系列家用中央空调以及通用的盘管式中央空调）在外：通过智能手机（iphone等）、电脑等实现家电设备的远程控制与管理家电之间互相关联，牵一发而动全身。音响、投影机、空

6、调以及灯光、窗帘的集中控制与管理，实现多种场景的一键切换,卧室空调 电视,厨房冰箱 热水器 洗衣机,影音间投影机 功放、HTPC,书房空调 背景音乐,第三方集中设备控制中央空调、地暖、换新风,家电管理,v,v,生活中的烦心事,灯光窗帘,场景的一键实现,早晨出门时一键就可以关闭家中所有灯光，无需每个房间跑动查看在家中会客、用餐、看大片，多种灯光场景一键转换，无需逐一调整。孩子晚上起夜怕黑，您无需起床就可以帮他开启隔壁的灯。通过状态提示，你也可以随时了解隔壁的孩子是否已经睡下通过智能触控面板，甚至手机轻轻一点，就可以开关窗帘，省时又省力（尤其适合落地窗的大窗帘）,大功率灯、灯带专用设计,调光灯，环

7、境亮度随意可调,卷帘门,卷帘窗,电动窗,电动窗帘,灯光窗帘,v,生活中的烦心事,智能影音,1080p高清投影机,7.2声道环绕立体声,灯光效果，亦幻亦真,海量存储，极速处理,操作简单，一键掌控,智能影音,100吋电动投影幕,1080p高清投影机，展示超高清精致画面效果5.1声道环绕立体声，给您身临其境的真是感觉100吋电动投影幕，升降自如，想看就看通过智能触控面板、手机等可以实现场景一键操作，老人、孩子也可以随意操作,这就是智慧家庭,智能家居的优越性,“智慧家庭”概述,“智慧家庭”目前没有统一的标准，各有各的侧重点，从字面来理解，更能接触其本质“智慧”互联网+单设备的自动化，不被认为是“智慧”

8、的，必须能接入互联网才被认为是“智慧”的（类似于计算机时代迈入互联网时代）目前的“智慧”基本是最初级的，把控制功能从红外遥控器上移植到手机APP上 更进一步的“智慧”，应体现在终端通过网络（互联网/物联网）进行信息的感知、分析，并自动进行组合，提供最终的服务“家庭”与“个人”对比：应满足家庭中所有“个人”的需求，是“个人”需求的集合，又需要为不同的“个人”提供不同的服务 与“工作”对比：不追求高效的业务，更强调提供便捷的服务 与“智能家居”对比：“智能家居”更倾向于硬件单品的智能化，而“智慧家庭”的目标是构建一个整体的服务产品系统 自下而上发展:“智慧家庭”“智慧社区”“智慧城市”“智慧中国”

9、,“智慧家庭”现状,三大体系：阿里系，小米系，京东系 四种无线技术：Wi-Fi，ZigBee，Bluetooth，Z-Wave 五类涉足企业中国电信具有自身的优势 传统家电企业：海尔 IT巨头：谷歌、苹果、三星；BAT；京东、小米、360 互联网创业企业：聚焦于单品的突破 系统集成商 传统运营商：德电、AT&T，中电信 六个“囧”境多方尚在博弈，现在还有时间窗口 未发掘出家庭“爆品”智能产品质量不过关 线下、电商销售渠道失效 云平台缺少数据，因此价值不高 传输协议未确定 众厂商争相进入“产业链”,“智慧家庭”产品分类 按形态可分为：设备类（硬件）和应用类（软件）按业务可分为以下五大类娱乐类：视

10、频盒子，游戏盒子 通信类：视频通信 安全类：安防产品（摄像头，门磁/窗磁），水电煤告警 信息类：智能城市/智能社区的信息推送 设备类：智能家电,电信智慧家庭业务产品,智慧家庭业务包括了天翼高清业务管理平台、智能桌面、应用市场、多屏互动、家庭云等业务，还包括了基于智能终端的娱乐、生活、游戏等智能应用。中国电信智慧家庭产品，是指基于电信特点形成的两类基础产品和多种扩展产品的组合。悦 me 作为中国电信“天翼e家”客户品牌下的智慧家庭业务品牌，包括了一系列的产品和服务，主要内容如下：2大核心终端：天翼网关、天翼高清机顶盒2大核心业务：百兆宽带+WiFi、天翼高清2大核心能力：家庭云、多屏互动4类智能

11、应用：可视通话、智能监控、智能组网、智能家居类,智慧家庭 智能组网,目前家庭组网的“痛点”无线组网 终端：移动互联网改变消费者行为，无线网络成为家庭宽带的刚需 高带宽：现网统计，200M宽带用户感知不佳的原因中30%为无线组网问题+20%为有线组网问题（20M带宽是转折点）Wi-Fi：802.11n/ac引入了许多参数，Wi-Fi设备和终端的差异变大！,产品目标：提升宽带体验：解决宽带产品的质量瓶颈 提高服务价值：完善电信整体的服务体系 布局智慧家庭：“万物互联”，才能实现智慧家庭,功能定义：高带宽（提供50M使用速率，100M可达速率）广覆盖（提供综合户型覆盖，实现无线局域网）低功耗（提供功

12、耗可控检测，降低危害辐射）强安全（来客访问）易接入（时间管理）,与“延伸服务”的关系,内 容,“智慧家庭”概述Wi-Fi的主要技术原理物联网相关无线技术简介EoC和PLC的主要技术原理PoE的主要技术原理及对网线的要求家庭组网原则与方案,802.11ahZigBeeBluetooth 4.0Z-Wave,Wi-Fi主要技术原理,Wi-Fi概念Wi-Fi（Wireless-Fidelity）是WLAN（无线局域网，Wireless Local Area Network）目前最主流的一种技术，基于IEEE 802.11系列协议。Wi-Fi的原意是一种认证标志，通过认证的设备保证能按照802.11协

13、议相互兼容。全球的认证机构是Wi-Fi联盟（WFA），其前身是WECA（无线以太网兼容性联盟，Wireless Ethernet Compatibility Alliance）。,Wi-Fi主要技术原理,WLAN-Wireless Local Area Networks（无线局域网）,优点：以无线信道作为传输媒介的计算机局域网，是有线联网方式的重要补充和延伸。灵活性、移动性、易扩展、安装便捷。缺点：功耗高、成本高、WiFi设备多了之后，路由器负载会很大，星型架构的效率不高。,不同802.11n协议下速率的差异,不同协议下的无线速率对比：,Mpbs与Mb,Mbps=Mbit/s即兆比特每秒，我们

14、先把Mbps拆开来就是：M是数量级，即兆。兆代表百万级，在数学中，1兆就是一百万。但是在计算机领域，M代表1024X1024。b是bit的简称，即比特。这个和我们经常说的MB中的B是不同的。MB是兆字节的意思，用来描述文件大小的一个单位，一个英文字母就是1字节，1个汉字就是2字节。p是per，即“每”。因此，Mbps翻译成中文就是 兆比特每秒。/这个符号和p是等效的。Mbps（比特率）转换成我们常见的 MB/S，只需要将前者除以8即可。M是一样的，8个b（bit，比特）=1个B（Byte，字节），P和/是一样的。S就是秒的意思。150Mbps 8=18.75MB/S，300Mbps8=37.5

15、MB/S。就是这么算出来的。也就是说路由器标注的150M表示路由器最多只能支持到150M的带宽，就算你的网速是200M的，经过路由器出来也只有150M，300M的同理。,Wi-Fi的基础知识发射功率与接收灵敏度,发射功率与接收灵敏度国家规定，室内AP的发射功率为100mW（20dBm），室外AP的发射功率为500mW（27dBm）接收灵敏度：每个无线设备都有一个接收灵敏度S，只能接收到信号强度高于S的信号终端侧的发射功率与接收灵敏度一般无法调整；要扩大AP设备的覆盖范围，必须同时增加设备的发射功率并提高其接收灵敏度高增益天线不是把WiFi信号增强了，而是把它定向集中发射/接收,2.4G和5G差

16、异,垂直,水平,不同材质对wifi模块信号穿透损耗,Wi-Fi的主要技术参数,*仅针对802.11n/ac典型速率802.11n：450Mbps（频宽：40MHz；空间流数量：3；最大关联速率）802.11ac：（频宽：40MHz；空间流数量：3；最大关联速率）详细技术说明参见附录。,2.4GHz信道,频段：两个主要频段2.4GHz，5GHz频段2.4GHz中国开放了13个信道（2.4022.483 GHz），但北美只开放11个信道，所以建议只使用111信道适用协议：802.11b/g/n，其中802.11n支持双频工作2.4GHz是ISM频段（工业/科学/医学用频段，Industrial S

17、cientific and Medical Band）中的一段，各国都开放，因此许多无线技术都采用该频段（主要有：微波炉、蓝牙和ZigBee、Wi-Fi、车库门控制器、无绳电话、无线鼠标、一些无线家用设备）2.4GHz频段上存在许多非Wi-Fi的干扰源子信道划分间隔是5MHz，Wi-Fi的工作频宽是22MHz，所以相邻信道的Wi-Fi信号之间有干扰，必须至少间隔5个子信道才相互无干扰,2.4G信道,2.4GHz频段中，1、6、11为三个互不干扰的信道,WIFI信号的组成，WIFI 2.4GHz常用的是由2.412 GHz-2.472 GHz一个频段集合。子信道划分间隔是5MHz，Wi-Fi的工

18、作频宽是22MHz，所以相邻信道的Wi-Fi信号之间有干扰，必须至少间隔5个子信道才相互无干扰,5G信道,频段：两个主要频段2.4GHz，5GHz频段5GHz：中国开放了5.8GHz和5.1GHz两个频段5.8GHz（5.7255.850GHz）频段：含5个互不干扰的子信道（149，153，157，161，165），也属于ISM频段5.1GHz（5.1505.350GHz）频段：含8个互不干扰的子信道（36，40，44，48，52，56，60，64）适用协议：802.11a/n/ac，其中802.11n支持双频工作,上图是美国5GHz频段的信道划分；中间的频段，中国尚未开放。,信息带宽,802

19、.11n标准推出以后，为了增加速据传输带宽，将信号带宽提升到40MHz。,假如采用40MHz宽频模式，实际将无法避免产生信道占用干扰。而且由于频率增加，穿透性也将弱于20MHz。,2.4G和5G差异,2.4G对比5G信道对比：,2.4G和5G差异,2.4G对比5G信道实际扫描图对比：,Wi-Fi主要技术原理,Wi-Fi基本工作原理半双工时分系统：同一区域、同一频点/信道、同一时间只有一个设备能发送报文工作模式：主要采用DCF（分布式协调，Distributed Coordination Function），即通过CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multi

20、ple Access with Collision Avoidance）技术来实现信道共享。类似于以太网802.3协议中的CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection），由于Wi-Fi是半双工的，所以进行了调整。CSMA/CD能检测冲突，但不能“避免”；CSMA/CA在发送是不能检测冲突，只能尽量“避免”环境中的Wi-Fi设备/终端多了，整体的传输效率就会急速降低，所有时间都被用来传信令报，无法进行正常的数据通信。因此，能搜索到的Wi-Fi信号越多，Wi-Fi环境就越差。尽管不可能控制终

21、端数量，但至少应该尽量少部署Wi-Fi设备，降低功率（减小其影响范围），尽量不要发布过多的SSID！,Wi-Fi的基础知识SSID,SSID（服务集标识，Service Set Identifier）将一个无线局域网分为不同的子网络，各子网络可以提供不同的业务不宜发布过多的SSID，维护每个SSID都需要一定指令，会占用无线资源多AP情况下，不同AP可发布相同的SSID，也可发布不同的SSID。两种方式的主要区别在于Wi-Fi终端在AP间漫游时的切换。相同SSID时的切换相对较快，但用户一般分不清终端关联到了哪个AP不同SSID时基本不能自动切换，需要手工切换，但用户能完全知道由哪个AP提供业

22、务在用户无特殊要求时，优选配置相同SSID。,Wi-Fi主要技术参数空间流数量,MIMO（多入多出，Multiple-Input Multiple-Output）MIMO采用空间复用技术，将数据分割成多个平行的数据子流并同过多副天线同步传输；为了避免被切割的信号不一致，在接收端也采用多个天线同时接收，根据时间差的因素将分开的各信号重新组合，还原出原本的数据。传输效率与数据子流（空间流）数量成正比。与天线分集技术不同：天线分集技术是通过多副天线传输相同数据，在接收端接收后加以组合，通过分集增益抗信道衰落。802.11n协议最多支持4条空间流；802.11ac协议最多支持8条空间流实际上，为了避免

23、不同空间流之间的相互干扰，设备复杂度与空间流的数量成级数增长市场上的802.11n设备最多支持3条空间流，802.11ac wave2的设备有支持4条空间流的市场上的大部分终端只支持1条空间流，高端的笔记本内置无线网卡能支持2条空间流，只有MAC设备和高端外置无线网卡支持3条空间流802.11ac wave2最大的特点是支持MU-MIMO（多用户多入多出，Multi-User Multiple-Input Multiple-Output），能进一步提高无线网络的利用率相对的，普通的MIMO也被称为SU-MIMO（单用户多入多出，Single-User Multiple-Input Multip

24、le-Output）Wi-Fi是时分系统，终端支持的空间流数量较少，会降低无线网络的利用率！若能同时与多个用户通信，就充分利用设备的多空间流，提高无线网络的利用率！,Wi-Fi主要技术参数MU-MIMO,MU-MIMO（多用户多入多出，Multi-User Multiple-Input Multiple-Output）MU-MIMO的技术实现描述：上行MU-MIMO：不同终端使用相同的时频资源进行上行发送。终端侧基本不需要做改动设备侧需要识别各终端并加以区隔，避免干扰下行MU-MIMO：设备使用相同的时频资源向不同终端进行下行发送。终端侧通过消除/零陷（Zero Forcing）算法，分离不同

25、发送给不同终端的数据流也可以通过在设备侧采用波束赋形（BF，Beam forming）的方法，提前分离不同用户的数据流，从而简化设备侧的操作目前只有高通推出了支持MU-MIMO的802.11ac wave2芯片必须支持MU-TxBF802.11n中定义了几种BF的方式，分显式（终端侧需要向设备侧反馈信息）和隐式两大类；但不强制要求支持BF，基本相互间基本无互通性,802.11ac定义了一个闭环的显式TxBF方法，并在此基础上支持MU-TxBF，即在终端侧反馈信息的基础上，设备侧就有可能将发送信号集中指向终端，进一步也能同时把不同的发送信号分别集中指向不同终端目前只实现了下行MU-MIMO，实测

26、无线网络传输效率提高了约50%！,Wi-Fi的基础知识AP/AC,“胖”/“瘦”AP最早的AP都是能独立工作的，但相互之间无法协调（比如：工作信道等）。有厂商将其管理功能上移至一个管理设备，AP仅负责无线接入和二层数据处理功能。一般把这种功能简化、不能独立工作的AP称为“瘦AP”或“集中控制型AP”，把管理“瘦AP”的设备称为AC（AP Controller，AP控制器）。对应的，把功能齐备、能独立工作的AP称为“胖AP”。AC瘦AP的组网架构，适用于AP较多的场景。AC能统一管控、配置各个瘦AP，瘦AP可以做到即插即用（相关参数都可以从AC处获取）。其缺点是，AC基本只能管理同厂商的瘦AP，

27、且组网成本较高。市场上的家用无线路由器都是“胖AP”。,“胖”AP,无线控制器,FAT AP设备及组网,FAT AP设备集WiFi物理层，用户数据加密，用户认证，QoS，网络管理，漫游技术以及其他应用层的技术于一体；,/光猫/智能网关,“瘦”AP技术,安全的透明的隧道,集中式的管理丰富的功能,传统的无线网络里面，所有的AP设备都通过交换机连接起来，每一个AP都要进行独立配置并独当一面，负责通讯、身份验证、加密等工作，这样很难实现全局的统一管理、接入和安全策略设置。而在基于无线控制器的新型解决方案中，无线控制器能够出色地解决这些问题。,1）灵活的组网方式和优秀的扩展性AP无需和AC直接相连，这样

28、AP可以通过网络部署在需要覆盖的任意地方，比如你把一个AP部署在每一个员工的家里，然后通过VPN连接到企业内部的无线控制器，就能把企业的无线网络扩充到每一个企业成员的家庭里面。2）智能的RF管理功能，自动部署和故障恢复（RF：射频）通过专门RF管理模块，我们可以根据用户的建筑设计图，初步估计AP的部署，并能在实际的调试过程中，计算无线终端的平均带宽，AP和AP之间覆盖面等。3）集中的网络管理所有的关于无线网络的配置都可以通过配置无线控制器器统一完成。4）强大的漫游功能支持大大减少了无线客户端和AP的关连时间，进而实现快速漫游的功能。5）负载均衡确保每个无线终端的数量或AP带宽传输总和或和每个无

29、线终端带宽上限。6）无线终端定位，快速定位故障点和入侵检测7）强大的接入和安全策略控制所有的配置都可以通过无线控制器全局配置。8）Qos支持，优化WIFI语音及关键应用AP和无线交换系统可在每个用户的权限限制内用户无线连接的最高带宽。,AC无线控制器组网特点,胖AP和瘦AP对比,瘦AP,胖AP,Wi-Fi的基础知识工作模式,工作模式：桥接/路由考虑到今后业务的发展，建议优选桥接模式。,Wi-Fi主流产品,设备类：AP/无线路由器目前主流产品是802.11n/ac wave1双频设备，已有支持802.11ac wave2的设备问世高档产品无线侧支持3空间流，有线侧支持千兆，如：网件（NETGAR

30、E）的R6250以上，普联（TP-LINK）的TL-WDR7500以上，苹果（APPLE）的AirPort Extreme等中档产品无线侧支持2空间流，有线侧支持百兆，如：华三（H3C）的MAGIC B1（本次推荐产品），华为的荣耀路由（WS831），网件的R6100，普联的TL-WDR5600，极科极客的极路由3（HC5861），苹果的AirPort Express等除了上联为以太网外，还有其它上联方式的AP：PLC（电力线通信，Power Line Communication）Wi-Fi上联，即Wi-Fi中继（Repeater），有些AP也能配置成Wi-Fi中继模式终端类：智能手机：绝大部

31、分支持1空间流，如：小米，三星（SAMSUNG）的Galaxy S4，苹果的iPhone 6；有些支持2条空间流，如：三星的Galaxy S5，苹果的iPhone 6sPAD：大部分支持1空间流；苹果的iPad支持3空间流网卡笔记本内置网卡：大部分支持1空间流；Intel的7260、7265、8260等支持2空间流台式机内置网卡（PCI接口）：华硕（ASUS）的PCE-AC66/PCE-AC68支持3空间流外置网卡（USB接口）：网件的A6200，友讯（D-Link）的DWA-182，华硕的USB-AC55，普联的TL-WDN6200，EDUP的EP-AC1610支持2空间流；友讯的DWA-1

32、92支持3空间流（以上都是USB3.0接口）,内 容,“智慧家庭”概述Wi-Fi的主要技术原理物联网相关无线技术简介EoC和PLC的主要技术原理PoE的主要技术原理及对网线的要求家庭组网原则与方案,802.11ahZigBeeBluetooth 4.0Z-Wave,802.11ah针对物联网的Wi-Fi技术,物联网（IoT，Internet of Things）的基础是无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Networks），它对无线网络的特殊要求有：可扩展性：数量是数据通信节点的数百倍，甚至更高 电源效率：大多数节点无法连接主电源，只能靠电池供电 因此主要关注：短距（1km

33、）、低速（1Mbps）、低功耗（100mW）的无线技术 近期肯定是多种技术共存，各有适用场景的局面 802.11ah（Wi-Fi HaLow/Sensor-Fi）：是Wi-Fi标准中针对物联网设计的技术 主要技术指标：使用900MHz（非电视空白频段）速率为150kbps7.8Mbps：信道频宽为2MHz及以上时，与802.11ac的各种MSC相对应，速率为其1/10；另有1MHz的信道频宽，最低速率为150kbps 覆盖距离：1km 功耗：12mW,802.11ah针对物联网的Wi-Fi技术,优势：普及程度高，产品成本低 与其它Wi-Fi技术共通性好，比如：会出现三频设备（2.4G+5G+9

34、00M），各频段有各自的作用，特别是当物联网发展到对传输速率有要求时，将有很好的应用前景 劣势：组网架构不灵活：仍然维持现有的星形组网，中心设备的瘫痪可能会影响大批与之相连的设备（WFA推进的Wi-Fi Direct和Wi-Fi Aware意图改进其组网能力）国内1GHz以下频段紧张,Zigbee,Zigbee概述 名称源于蜂群在寻找食物源时使用的通信方式，即蜜蜂通过跳ZigZag形的舞蹈来分享新发现花丛的位置、距离和方向等信息。ZigBee联盟于2001年成立，目标是定义一种经济、高效、可组网的短距离无线通信技术。ZigBee技术的底层（物理层和MAC层）基于IEEE 802.15.4个人局

35、域网（PAN）无线标准，高层（网络层和应用层）由ZigBee联盟制定技术规范。已发布了V1.0/1.1/PRO。ZigBee的技术特点 主要技术指标：频带和速率：传输距离：1075m 发射功率：12.5mW,Zigbee,优势：主要用于工业和智能家居设备 超低功耗 组网方式灵活：容量大，支持网状（Mesh）组网，能自动组网 安全性高 劣势：通用性较差：需要一个集中节点（ZigBee网关）来管理整个网络，一般需要专门部署（已经有无线路由器准备集成ZigBee网关）抗干扰性较差,IEEE 802.15.4/ZigBee是一种工作在2.4GHz的标准的低功耗局域网协议，是一个开放的无线网络状网络技术

36、是一种短距离、低功耗的、便宜的无线组网通讯技术。,Bluetooth 4.0,蓝牙（BlueTooth）技术概述 名称源于10世纪丹麦国王Harald的绰号，他统一了当时的北欧地区，成立了维京王国。这也意味着，蓝牙技术规范的制定者期望它能成为全球统一标准。蓝牙技术由爱立信于1994年始创，目标是使各种数字设备在近距离实现无线互联，开展灵活、安全、低功耗、低成本的通信业务。1998年成立蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG），至今推出六个蓝牙技术规范：V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0。Bluetooth 4.0 由三部分组成：传统蓝牙（包括BR/EDR），高速蓝牙（HS）及低

37、功耗蓝牙（LE）低功耗蓝牙的主要技术指标：使用2.4GHz频段 基带速率为1Mbps 传输距离为1050m 最大发射功率为10dBm,Bluetooth 4.0,优势：主要用于手机及笔记本电脑等智能移动设备 低功耗 近场交互便捷 较通用 劣势：传输距离仅适合近场使用 无法大规模组网,Z-Wave,Z-Wave概述 由丹麦公司ZenSys AS公司主导的家庭无线组网协议，目标是实现低成本、低功耗、无须网络管理、可靠易用的家居控制和应用。2005年成立Z-Wave联盟（Z-wave Alliance），目前已具有160多家公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。专注于智能家居领域，也开始涉及工业、农

38、业、酒店控制等自动化应用。Z-Wave的技术特点 主要技术指标：工作频段：868.42MHz（欧洲）和908.42MHz（北美）传输速率：9.6kbps 覆盖距离：30m 发射功率：1mW（美国）；2.5mW（欧洲）,Z-Wave,优势：低成本 低功耗 劣势：所用频段非民用，国内应用比较难 Z-Wave协议非国际标准 节点容量较少,物联网无线通信技术对比（短距离低功耗）,内 容,“智慧家庭”概述Wi-Fi的主要技术原理物联网相关无线技术简介EoC和PLC的主要技术原理PoE的主要技术原理及对网线的要求家庭组网原则与方案,802.11ahZigBeeBluetooth 4.0Z-Wave,EOC

39、的主要技术原理,EOC（Ethernet Over Coax）：即通过同轴电缆传输宽带数据的技术。将宽带信号经过调制后与电视信号混合在CATV同轴电缆上传输，然后在用户终端解调分离出数据信号；不改变室内原同轴电缆网络且不影响有线电视信号。EOC在家庭应用的特点：优势：同轴电缆是屏蔽线，抗干扰能力较强；所处的位置是部署IPTV的关键点（有IPTV业务需求而往往网线部署不到位），且放置AP效果也较好（墙壁中央，少遮挡）；家庭内部必然布放的线缆 劣势：家庭内部同轴电缆资源较少,EOC的主要技术原理,EOC技术可分为有源EOC和无源EOC 无源EOC（也称基带EOC）：主要特点是终端EOC设备采用无源

40、器件。有源EOC（也称调制EOC）：主要特点是终端EOC设备采用有源器件。有源EOC技术又可分为高频和低频。广电的传输频率是在87MHz到860MHz，所以大于860MHz的频率为高频，低于87MHz的频率为低频 低频EOC主要有三类技术：HomePlug AV,HomePlug BPL，HomePNA 高频EOC主要有三类技术：同轴Wi-Fi，降频Wi-Fi，MOCA,无源EOC（基带EOC）技术,基本原理：利用有线电视信号在111860MHz频率传输，基带数据信号在120MHz频率传输的特性，可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响。技术特点：漏斗噪声效应极低，每户的干扰噪声点到点地传送到

41、以太同轴网桥，并在此被隔离。而单一用户的干扰噪声电平不足以干扰高电平（高达127dBV）的以太数据信号。系统稳定可靠，维护量小 带宽大，每户独享10Mb/s，支持VOD、IPTV、Internet业务等 标准化程度高 能有效地解决楼内重新敷设五类线的困难 用户家庭为无源终端，安装方便，价格低 只适用于星形结构的无源分配同轴网,无源EOC（基带EOC）技术,无源EOC（基带EOC）技术原理如图所示。主要由二四变换（100到75）、高/低通滤波两部分实现。由于采用基带传输，无需调制解调技术，楼道端、用户端设备均是无源设备。,有源EOC（调制EOC）技术（1）,HomePNA 技术描述：使用428M

42、Hz频带，与现有有线电视网络结构完全相同 物理层速率128Mbps，数据链路层速率可达80Mbps 采用FDQAM调制（变频QAM，Frequency Diverse QAM），通过28个不同频率的载波同时传送同样数据，比传统QAM调制抗干扰能力更强 优点：ITU的国际标准，带宽较高，能够通过分支分配器，还能通过放大器 缺点：芯片厂商不多，目前价格还偏高。目前芯片厂商有Entropic、Octalica（已被Broadcom收购）,有源EOC（调制EOC）技术（2）,MoCA（Multimedia over Coax Alliance，同轴电缆多媒体联盟）技术描述：工作频带：800MHz150

43、0MHz。每个信道带宽50MHz，15个信道可选，物理层速率可达270Mbps，数据链路层速率可达130Mbps。采用OFDM调制，TDMA/TDD。优点：有联盟标准，高带宽，能够通过分支分配器，在北美有较大规模的应用。缺点：传输距离有限制：同轴电缆在860MHz以上的损耗20dB/100m，从主机到最远用户的距离必须限制在100m以内。高频噪声容易注入。网络适应性问题。芯片成本高。目前设备厂商有：凌云、亿通、同维等,有源EOC（调制EOC）技术（3）,HomePlug 由家庭电力线网络联盟（Home Plug Powerline Alliance）推进。2001年1月推出HomePlug 1

44、.0，物理层速率最高为14Mbps；2004年推出HomePlug 1.0 Turbo版，速率提高到85Mbps；2005年12月推出HomePlug AV（Audio&Video），速率提高到200Mbps，并支持所有多媒体业务和电信应用所需的QoS级别。为了确保QoS，采用了TDMA（时分多路访问）与CSMA协议。芯片厂商主要有INTELLON和速比特（号称HomePlug BPL，实际是AV的变型）现阶段EOC厂商采用的HomePlug标准主要是HomePlug AV。,有源EOC（调制EOC）技术（4）,G.hn ITU-T G.hn标准由家庭网格论坛（HomeGrid Forum）推

45、动。已经开始开发有关G.hn的测试和互通性认证程序 ITU-T G.hn旨在发展下一代家庭网络技术，定义一个解决家庭有线网络通信的统一标准，是涵盖电力线（Power line），电话线（Phone Line），同轴电缆（Coax）三种家庭有线的统一通信技术，保证产品互通和兼容性，提供超过1Gbps物理速率，采用相同的MAC技术。ITU-T G.hn标准的应用将应用于HDTV和IPTV领域，因此受到运营商的欢迎，在智能家庭环境中，ITU-T G.hn可让IPTV、TV、PC、影音播放器、DVD播放机等家庭智能网络产品，照明、电表、水表、空调等家庭自动化裝置，甚至家庭保安系统做对接。,有源EOC（

46、调制EOC）技术（5）,G.hn G.hn采用窗口OFDM传输方式。针对不同类型的铜线使用下列可编程参量族：子载波数：N2n，n=812 子载波频率间隔：FSC2k24.4140625 kHz，k=0,1,4 中心频率：FC 支持的厂家有：Marvell和SigmaDesign，Lantiq。,EOC技术,适用场景用户家室内布线只有电话线和同轴电缆（有线电视线），现在想使用电信的IPTV产品，但是出于美观考虑，不愿意布放明线，希望利用原有线路开通业务。技术规范EOC技术，主要作用就是滤波，将高频信号和低频信号分开，将同轴线传输的低频信号转换以太网传输的信号。将IPTV信号或宽带信号通过同轴电缆

47、进行传输，在Modem侧和信息点侧分别增设一个转换设备，从而达到利用原有同轴电缆线路开通电信业务的目的。材料包括EOC转换设备若干套、同轴电缆接头（母头）若干、RJ45水晶头若干、五类线若干,EOC技术,转换器网线侧 转换器同轴电缆侧,模拟同轴电缆面板 整体连接示意图,PLC的主要技术原理,PLC俗称“电力线上网”，主要是指利用家家都有的电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。,优势：用户只要将电力宽带“猫”插入电源插座，就能立刻上网，可以一对多或一对一使用，有WIFI功能。最高速率可达十几M，正常速率达45M。同时，无需室内布线。,PLC的主要技术原理,电力线通信(PLC)的基本原理 通常所

48、说的电力猫是指电力线通信(PLC-Power Line Communication)。电力线通信(PLC)简单来说就是利用已有的电力线作为通信载体，加上一些PLC局端和终端调制解调器，将原有电力网变成电力线通信网络，将原来所有的电源插座变为信息插座的一种通信技术。,Homeplug,HD-PLC,欧美主导,日本主导,电力线组网（PLC）技术,PLC的主要技术原理,PLC（Power Line Communication）：电力线通信标准，即通过电力线传输宽带数据的技术。PLC技术在家庭应用的特点：优势：电力线资源在家庭内部最充分，延伸也很容易；PLC设备能快速匹配，有电就能提供热点 劣势：在强

49、电系统下传输数据，有安全隐患；抗干扰能力较差；传输效率较低,PLC的主要技术原理-HOME PLUG技术的发展,HomePlug 1.0 Turbo代表：TP-Link TL-PA101 电力猫最高传输速率达85Mbp,HomePlug AV代表：D-LinkDHP-304AV电力猫最高传输速率达200Mbp,HomePlug AV代表：Netgear Powerline AV+500电力猫最高传输速率达500Mbp,HomePlug AV2代表：腾达P1000电力猫最高传输速率达1000Mbp,内 容,“智慧家庭”概述Wi-Fi的主要技术原理物联网相关无线技术简介EoC和PLC的主要技术原理

50、PoE的主要技术原理及对网线的要求家庭组网原则与方案,802.11ahZigBeeBluetooth 4.0Z-Wave,PoE的主要技术原理,PoE（以太网供电，Power over Ethernet）：在标准的以太网数据线缆上对设备进行远程供电的技术。国际标准：IEEE 802.3af或802.3at（PoE+）本地标准：中国电信上海公司基于FTTH的反向PoE产品技术规范 PoE系统的组成：供电端设备（PSE，Power Sourcing Equipment）：是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个PoE供电过程的管理者 受电端设备（PD，Powered Device）：是接受供电