淺談智能建筑中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的選擇應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞：智能建筑 有線 無線 網(wǎng)絡(luò)
論文摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平?jīng)Q定了建筑智能化的程度。本文在分析了有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)作方式后，通過對(duì)比這兩種網(wǎng)絡(luò)布置的優(yōu)劣勢，提出了在智能建筑中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置選擇建議。
1引言
智能建筑的核心是系統(tǒng)集成，而系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)則是智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和信息社會(huì)的到來，迫使現(xiàn)代建筑觀念不得不更新。在信息化社會(huì)中，一個(gè)現(xiàn)代化大樓內(nèi)，除了具有電話、傳真、空調(diào)、消防與安全監(jiān)控系統(tǒng)外，各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)等都是不可缺少的。只有具備了這些基礎(chǔ)通信設(shè)施，新的信息技術(shù)，如電子數(shù)據(jù)交換、電子郵政、會(huì)議電視、視頻點(diǎn)播、多媒體通信等才有可能進(jìn)入大樓。使它成為一個(gè)名符其實(shí)的智能建筑。隨著分布式智能建筑控制系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用普及，在建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)中控制將進(jìn)一步分散，在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的將更多的是管理信息，系統(tǒng)的集成則越顯得重要。
目前，由于人們信息需求的激增，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來的多媒體終端等先進(jìn)的終端技術(shù)，智能建筑實(shí)現(xiàn)智能化的瓶頸往往在于它的通信網(wǎng)絡(luò)�？梢哉f，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的高低制約了智能建筑的智能程度。為此，智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是完成建筑智能化工程的重點(diǎn)所在。因此，在建設(shè)智能建筑時(shí)，需要在大樓的設(shè)計(jì)階段，就要融進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。通信網(wǎng)絡(luò)主要分為兩大類，一類是有線網(wǎng)絡(luò)，一類是無線網(wǎng)絡(luò)。
2有線網(wǎng)絡(luò) 有線網(wǎng)絡(luò)是把分布在數(shù)公里范圍內(nèi)的不同物理位置的計(jì)算機(jī)設(shè)備連在一起，在網(wǎng)絡(luò)軟件的支持下可以相互通訊和資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。有線網(wǎng)絡(luò)在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)不可移動(dòng)。特別是當(dāng)要把相離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來時(shí)，敷設(shè)專用通訊線路布線施工難度之大，費(fèi)用、耗時(shí)之多，實(shí)是令人生畏。這些問題都對(duì)正在迅速擴(kuò)大的聯(lián)網(wǎng)需求形成了嚴(yán)重的瓶頸阻塞，限制了用戶聯(lián)網(wǎng)。
有線網(wǎng)絡(luò)需要使用以太網(wǎng)電纜和網(wǎng)絡(luò)適配器。雖然兩臺(tái)電腦可以通過以太網(wǎng)交叉電纜實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，但是有線網(wǎng)絡(luò)一般還需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)設(shè)備，比如HUB集線器、交換機(jī)或者路由器，以實(shí)現(xiàn)更多電腦的互聯(lián)。以太網(wǎng)、集線器或者交換機(jī)都是比較可靠的，畢竟這方面的技術(shù)已經(jīng)十分成熟。要出問題的話，一般也就是電纜連接松散導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)掉線。有線網(wǎng)絡(luò)性能十分優(yōu)越。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接只提供10Mbps的帶寬，但是現(xiàn)在普遍使用100Mbps的快速以太網(wǎng)帶寬，需要的也僅僅是更高一點(diǎn)的成本。而且現(xiàn)在硬件發(fā)展迅速，大多支持100Mbps，而且有些也已經(jīng)開始支持千兆速率了。
在大量使用網(wǎng)絡(luò)資源的時(shí)候，有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器很容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵。而如果使用以太網(wǎng)交換機(jī)的話，則完全可以避免這個(gè)問題，所增加的成本也僅僅是一臺(tái)集線器的費(fèi)用。
對(duì)于接入互聯(lián)網(wǎng)的任何有線網(wǎng)絡(luò)來說，防火墻是最首要的考慮因素。眾所周知，集線器和交換機(jī)本身并沒有防火墻功能，對(duì)于使用這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的家庭用戶，可以在主機(jī)電腦上安裝防火墻。而使用路由器的用戶，則可以利用路由器本身具有的防火墻模塊，在連接路由器的電腦上，打開配置頁面進(jìn)行簡單配置即可。
3無線網(wǎng)絡(luò)
所謂無線網(wǎng)絡(luò)，既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離無線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)，其與有線網(wǎng)絡(luò)的用途十分類似，而最大的不同在于傳輸媒介的不同，即利用無線電技術(shù)取代網(wǎng)線。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既可以節(jié)省鋪設(shè)線纜的昂貴開支，避免了線纜端接的不可靠性，同時(shí)又可以滿足計(jì)算機(jī)在一定范圍內(nèi)可以任意更換地理位置的需要。近年來，無線網(wǎng)絡(luò)已能夠通過與廣域網(wǎng)相結(jié)合的形式提供移動(dòng)Internet多媒體業(yè)務(wù)。無疑，無線網(wǎng)絡(luò)將以它的高速傳輸能力和靈活性在智能建筑中發(fā)揮重要作用。
在現(xiàn)今有線網(wǎng)絡(luò)條件下的寫字樓中，隨著公司員工數(shù)量的增加，導(dǎo)致了工位的增加，但辦公室的空間有限，一味擴(kuò)大辦公室、增加桌椅會(huì)增加運(yùn)營成本，并不是理想的解決辦法。同時(shí)，人員座位和部門辦公室的調(diào)整也都會(huì)造成很大的麻煩，而銷售及服務(wù)支持人員頻繁外出使座位閑置造成了公司資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
無線網(wǎng)絡(luò)可以克服這些問題，例如：在裝備了無線網(wǎng)絡(luò)以后，惠普公司的移動(dòng)辦公環(huán)境使工位不再是唯一的辦公地點(diǎn)，與以前相比，員工數(shù)量在增加，但辦公桌椅的數(shù)量卻減少了，因?yàn)槊刻於加型獬龅膯T工，而那些在公司工作的員工，只要找到一個(gè)空位置就可以開展工作。員工不管在辦公室的任何一個(gè)角落，都能隨意地發(fā)電子郵件、分享文檔及上網(wǎng)瀏覽，大大提高了工作效率，同時(shí)也降低了總體擁有成本。
4有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比
與有線網(wǎng)絡(luò)相比較，無線網(wǎng)絡(luò)具有開發(fā)運(yùn)營成本低、時(shí)間短，投資回報(bào)快，易擴(kuò)展，受自然環(huán)境、地形及災(zāi)害影響小，組網(wǎng)靈活快捷等優(yōu)點(diǎn)�？蓪�(shí)現(xiàn)“任何人在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)以任何方式與任何人通信”，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的不足。隨著IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的制定和推行，無線網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品將更加豐富，不同產(chǎn)品的兼容性將得到加強(qiáng)�，F(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸率已達(dá)到和超過了10Mbps，并且還在不斷變快。目前無線網(wǎng)絡(luò)除能傳輸語音信息外，還能順利地進(jìn)行圖形、圖像及數(shù)字影像等多種媒體的傳輸。
眾所周知有線網(wǎng)絡(luò)是通過網(wǎng)線將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到一起，不管是路由器，交換機(jī)還是計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)通訊都需要網(wǎng)線和網(wǎng)卡；而無線網(wǎng)絡(luò)則大大不同，目前我們廣泛應(yīng)用的802.11標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)是通過2.4GHz無線信號(hào)進(jìn)行通訊的，由于采用無線信號(hào)通訊，在網(wǎng)絡(luò)接入方面就更加靈活了，只要有信號(hào)就可以通過無線網(wǎng)卡完成網(wǎng)絡(luò)接入的目的；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)管理者也不用再擔(dān)心交換機(jī)或路由器端口數(shù)量不足而無法完成擴(kuò)容工作了。總的來說無線網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
第一，無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)更加靈活。無線網(wǎng)絡(luò)使用無線信號(hào)通訊，網(wǎng)絡(luò)接入更加靈活，只要有信號(hào)的地方都可以隨時(shí)隨地將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。因此在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用需要移動(dòng)辦公或即時(shí)演示時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢更加明顯。
第二，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模升級(jí)更加方便。無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備接入數(shù)量限制更少，相比有線網(wǎng)絡(luò)一個(gè)接口對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備，無線路由器容許多個(gè)無線終端設(shè)備同時(shí)接入到無線網(wǎng)絡(luò)，因此在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模升級(jí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢更加明顯。
但是無線網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)同樣存在著缺點(diǎn)：
1.傳輸帶寬方面：與有線網(wǎng)絡(luò)相同，無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸也受到帶寬限制，而且由于無線電傳輸沒有外部屏蔽能力，因此帶寬實(shí)際受限程度要遠(yuǎn)超有線網(wǎng)絡(luò)，即使最先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也只能達(dá)到54Mbps每秒，比起100Mbps網(wǎng)絡(luò)而言實(shí)在是小巫見大巫。
2.傳輸距離方面：有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)都有信號(hào)衰減，與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線技術(shù)由于在空氣中傳輸，隨著氣候條件的改變，衰減速率有高有低，往往實(shí)際有效距離達(dá)不到最大極限，尤其在電器設(shè)備使用頻繁的室內(nèi)，使用距離更是大幅度縮短。
3.抗干擾能力方面： 有線網(wǎng)絡(luò)是通過加屏蔽層等技術(shù)抗干擾，必要時(shí)以光纖技術(shù)提供千兆級(jí)別的傳輸質(zhì)量，而無線網(wǎng)絡(luò)沒有任何屏蔽能力，只能通過自身的無線信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度以及頻率、頻跳等技術(shù)來增強(qiáng)抗干擾性能，也由此造成了成本、體積和使用上的區(qū)別。
4.安全性方面：無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)沒有邊界，任何人都可能截獲，其安全性能的缺陷主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
第一，加密密文頻繁被破譯，已不再安全。曾幾何時(shí)無線通訊最牢靠的安全方式就是針對(duì)無線通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密方式種類也很多，從最基本的WEP加密到WPA加密。然而這些加密方式已被陸續(xù)破解，首先是WEP加密技術(shù)被黑客在幾分鐘內(nèi)破解；繼而國外研究員將WPA加密方式中TKIP算法逆向還原出明文。
WEP與WPA加密都被破解，這樣就使得目前無線通訊只能夠通過自己建立Radius驗(yàn)證服務(wù)器或使用WPA2來提高通訊安全了。
第二，無線數(shù)據(jù)sniffer讓無線通訊毫無隱私。用戶最不放心的就是由于無線通訊的靈活性，只要有信號(hào)的地方入侵者就一定可以通過專業(yè)無線數(shù)據(jù)sniffer類工具嗅探出無線通訊數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，不管是加密的還是沒有加密的，借助其他手段都可以查看到具體的通訊數(shù)據(jù)內(nèi)容。然而從根本上杜絕無線sniffer又不太現(xiàn)實(shí)，畢竟信號(hào)覆蓋范圍廣泛是無線網(wǎng)絡(luò)的一大特色。所以說無線數(shù)據(jù)sniffer讓無線通訊毫無隱私是其先天不安全的一個(gè)主要體現(xiàn)。
第三，修改MAC地址讓過濾功能形同虛設(shè)。雖然無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面提供了諸如MAC地址過濾的功能，很多用戶也確實(shí)使用該功能保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)安全，但是由于MAC地址是可以隨意修改的，通過注冊(cè)表或網(wǎng)卡屬性都可以偽造MAC地址信息。所以當(dāng)通過無線數(shù)據(jù)sniffer工具查找到有訪問權(quán)限MAC地址通訊信息后，就可以將非法入侵主機(jī)的MAC地址進(jìn)行偽造，從而讓MAC地址過濾功能形同虛設(shè)。
5.適用范圍方面： 無線技術(shù)不同的固有屬性決定了它們大致的使用范圍，即使某些時(shí)候試圖強(qiáng)行使用不合適的技術(shù)也將沒有合適的產(chǎn)品。一般來說，無線網(wǎng)絡(luò)更適用于移動(dòng)特征較明顯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而有線網(wǎng)絡(luò)則更適用于固定的，對(duì)帶寬需求較高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
5結(jié)語 因此，在智能建筑的設(shè)計(jì)過程中，通信網(wǎng)絡(luò)的選擇就要針對(duì)建筑物本身的使用功能進(jìn)行分別選擇，多數(shù)為固定人員位置的宜選用有線網(wǎng)絡(luò)，多數(shù)為移動(dòng)人員位置的宜選用無線網(wǎng)絡(luò)，若兩者兼具則應(yīng)考慮實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)兼容使用。
參考文獻(xiàn)
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