2023年12月31日发(作者：)

智慧家庭中智能组网技术分析及应用

摘要：智慧家庭是以家庭为载体，综合运用物联网技术、云计算、移动互联网和大数据技术，结合自动控制技术，将家庭设备智能控制、家庭环境感知、家人健康感知、家居安全感知以及信息交流、消费服务等有效地结合起来，创造出健康、安全、舒适、低碳、便捷的个性化家居生活。本文对智慧家庭中智能组网技术分析及应用进行探讨。

关键词：智慧家庭；智能组网；网络优化

1常用的智能组网技术

1.1无线组网技术

无线组网方式包括WLAN、红外、蓝牙组网等，智慧家庭中无线组网主要采用WLAN技术，WLAN即无线局域网，家庭网络中一般以WIFI组网技术居多，利用家用无线路由器、无线AP等无线设备使无线信号覆盖整个家庭网络。解决了有线组网技术中线路难以到达的区域，是有线组网的扩展和延伸。无线组网根据用户的需求分为网络覆盖为主和性能为主的两种情形。网络覆盖为主的主要采用2.4GHz频段无线接入，性能为主的主要部署双频无线接入设备。无线组网模式包括路由模式和桥接模式两种方式。其中路由模式启用路由功能，开启一个子网，本身设备做子网的网关，一般需要对子网开启DHCP服务，向上联转发子网中设备的IP包时需要进行NAT转换，所以也被称为NAT模式。而桥接模式又分成有线桥接模式及无线桥接模式，有线桥接模式使用网线等有线线路，与网关采用有线方式连接，类似于交换机的工作模式；无线桥接模式直接用WiFi，与网关采用无线方式连接，启用WDS功能，这就是AP的中继加桥接功能。

1.2POE以太网供电组网技术

POE(PowerOverEthernet)指的是利用以太网网线在传输信号的同时，为网络设备和终端设备提供直流供电的技术。POE系统一般包括PSE和PD两个部分，PSE设备即为客户端设备供电的设备，PD设备是POE系统的受电设备，两者基于IEEE802.3af标准建立，实现PSE设备通过以太网向PD设备供电POE以太网供电组网技术在智慧家庭组网中主要配合无线AP使用，解决了AP取电难和组网美观度等问题。POE系统分类包括标准型和简单型，标准型POE通过数据线对1、2、3、6线对供电，适用于10M/100M/1000MBASE-T。标准型PSE设备为48V、15.4W的供电设备，标准型PD设备为具备48V到12V电压转换，最大输出功率不超过13W的受电设备。简单型POE通过空闲线对4、5、7、8线对供电，适用于10M/100MBASE-T，安全性差，不推荐使用。

1.3EOC技术

EOC是基于有线电视同轴电缆实现宽带数字信号传输的接入技术。该技术可以充分利用智慧家庭用户中已经布放的同轴电缆资源，解决信号覆盖和延伸问题。EOC设备主要作用即滤波，将高、低频信号过滤分开，将IPTV信号或宽带信号通过同轴电缆进行传输，通过在光猫侧和信息点侧分别增设一个转换设备，达到利用原有同轴电缆线路开通电信业务的目的。

1.4PLC电力线通信技术

PLC俗称“电力线上网”，是利用电力线作为通信载体，实现网络数据的传输。作为家庭网络的辅助接入技术，PLC具有极大的便捷性,在房间符合条件的电源插座上安装PLC设备，

无需重新布放网络线路即可实现高速网络接入。PLC设备也俗称为“电力猫”,分主猫和从猫，主猫负责与外部网络的连接，以及通过电力线与内部从猫的通信；从猫则实现有线连接客户终端设备，或无线覆盖指定区域。使用PLC技术的优势是通过现有电力线网络传输，无需破坏现有装修，也不需要任何布线，安装简单方便，在同一个电表范围内，只需把它插入就近的电源插座，就可轻松接入网络。可以一对多或一对一使用，有WiFi功能，具有良好的可移动性和扩展性。它的缺点是必须使用同一块电表下的电力线环境，不在同一块电表或者空开下可能不会进行数据传输，传输速率严重依赖电力线质量，线径出现变更的时候衰减会很大。另外容易受到干扰，品质低劣的电力猫存在散热、噪音等问题。

2智能组网实际应用案例分析

用户李先生申请了某运营商1000M宽带和高清IPTV业务，用户房型如下图1，用户的当前网络情况：用户信息箱在A点，4口光猫放置在信息箱内，除一口专供IPTV业务外，其余三口均开通了上网业务，光猫当前启用了路由模式，同时用户在A点还放置了一台54M的无线路由器一台，用于家中无线覆盖；从信息箱到B点有2根五类线，一根目前已经开通了IPTV业务；到D、E信息点各有1根五类线，但是D、E信息点处无电源接口；到主卧C信息点目前只是布放了一根有线电视线，书房因装潢问题只布放了电力线，未放置其他线；主卧、次卧和书房的无线信号都不太好，经常掉线。

图1 用户户型平面图

用户李先生对家里现有的网络状况不满意，希望智慧家庭装维工程师能够优化该家庭网络，提出了具体的需求：用户需要全家都有无线信号，并稳定使用，客厅IPTV业务不受影响；用户在书房F信息点有一台台式电脑，希望能实现有线上网；家里不再布放线路，但组网终端可以购买，要求全屋统一SSID，用户在家能实现信号自动切换漫游。针对用户李先生家庭网络现有基础和优化需求，智慧家庭装维工程师提出了解决方案：智能组网实施中需应用到无线组网技术、POE反向供电技术、EOC技术和电力猫通信技术，需要采购1个千兆无线路由器、1个4口POE交换机、2个POE供电AP面板、1000M电力猫1对，EOC设备1套；千兆无线路由器替换原来的54M的无线路由器，放置在客厅的B信息点位置，B点原有IPTV业务网络不变，第二根网线接千兆无线路由器，另一端接A点光猫宽带口，无线信号覆盖整个客厅区域；信息箱A点新增1个4口POE交换机，上行口连接至光猫，到餐厅D、次卧E信息点各新增1个AP面板，通过网线连接至A点POE交换机上，实现反向供电，无线信号覆盖餐厅和次卧区域；主卧C信息点新增带WiFi功能的EOC终端设备，通过同轴电缆线连接至信息箱A点，经EOC头端连接至光猫上网口，解决主卧无线信号覆盖问题；书房台式计算机需要有线上网，目前只有电力线，采用PLC电力线通信组网，在客厅B信息点增加一台电力主猫，通过网线接在路由器上，在书房F信息点增加一个具备WiFi功能电力从猫，利用网线接计算机实现有线上网，无线信号覆盖书房区域；所有无线SSID和密码设置完全一致，且都设置为桥接模式，满足用户在家能实现信号自动切换漫游。

为达到千兆使用效果，注意的几个关键点：1、有线网络联网要采用超五类线，最好是六类线；2、电脑使用千兆网卡、系统升级win7以上、升级为固态硬盘；3、千兆路由器支撑MIMO；4、手机支撑MIMO 2*2天线。

结束语

随着物联网技术的大力发展，智慧家庭的应用也随之普遍，为了改善客户对智能家居设备体验感受，家庭网络信号的可靠覆盖尤为重要，而本文中介绍的智能组网技术能够满足各种场景的网络覆盖。智能组网适用于所有家庭宽带用户，是一项综合性的家庭组网解决方案，包括多个阶段：需求沟通，环境评测，组网设计，组网部署，测试验收等，涵盖更专业的服务内容。智慧家庭装维工程师可以根据组网流程，选择合适的智能组网方式，满足客户需求。

但要提醒的是任何组网技术都可以实现信号的覆盖与延伸，要想实现信号的稳定，网络的可靠，一定要结合现场实际，通过专业测试与分析，选择最优智能组网方式。

参考文献:

[1]苟书智.智能家庭组网设备的应用和发展趋势[J].信息通信技术与政策,2019（4）:69-70.

[2]张喜云主编.宽带接入网技术[M].西安：西安电子科技大学出版社,2015.

[3]宋军.电力线通信技术在LTE网络中的应用[J].广西通信技术,2018（3）：47-50.