淺談智能建筑中網(wǎng)絡系統(tǒng)的選擇應用
論文關鍵詞：智能建筑 有線 無線 網(wǎng)絡
論文摘要：隨著信息技術的發(fā)展，智能建筑中的通信網(wǎng)絡技術水平?jīng)Q定了建筑智能化的程度。本文在分析了有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡的基本運作方式后，通過對比這兩種網(wǎng)絡布置的優(yōu)劣勢，提出了在智能建筑中對通信網(wǎng)絡的設置選擇建議。
1引言
智能建筑的核心是系統(tǒng)集成，而系統(tǒng)集成的基礎則是智能建筑中的通信網(wǎng)絡。隨著計算機技術和通信技術的發(fā)展和信息社會的到來，迫使現(xiàn)代建筑觀念不得不更新。在信息化社會中，一個現(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，各種計算機網(wǎng)絡、綜合服務數(shù)字網(wǎng)等都是不可缺少的。只有具備了這些基礎通信設施，新的信息技術，如電子數(shù)據(jù)交換、電子郵政、會議電視、視頻點播、多媒體通信等才有可能進入大樓。使它成為一個名符其實的智能建筑。隨著分布式智能建筑控制系統(tǒng)技術的日益成熟和應用普及，在建筑設備自動化系統(tǒng)中控制將進一步分散，在網(wǎng)絡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，以及計算機技術帶來的多媒體終端等先進的終端技術，智能建筑實現(xiàn)智能化的瓶頸往往在于它的通信網(wǎng)絡。可以說，通信網(wǎng)絡技術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)絡的設計是完成建筑智能化工程的重點所在。因此，在建設智能建筑時，需要在大樓的設計階段，就要融進通信網(wǎng)絡的設計。通信網(wǎng)絡主要分為兩大類，一類是有線網(wǎng)絡，一類是無線網(wǎng)絡。
2有線網(wǎng)絡 有線網(wǎng)絡是把分布在數(shù)公里范圍內(nèi)的不同物理位置的計算機設備連在一起，在網(wǎng)絡軟件的支持下可以相互通訊和資源共享的網(wǎng)絡系統(tǒng)。有線網(wǎng)絡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)點不可移動。特別是當要把相離較遠的節(jié)點聯(lián)結起來時，敷設專用通訊線路布線施工難度之大，費用、耗時之多，實是令人生畏。這些問題都對正在迅速擴大的聯(lián)網(wǎng)需求形成了嚴重的瓶頸阻塞，限制了用戶聯(lián)網(wǎng)。
有線網(wǎng)絡需要使用以太網(wǎng)電纜和網(wǎng)絡適配器。雖然兩臺電腦可以通過以太網(wǎng)交叉電纜實現(xiàn)互聯(lián)，但是有線網(wǎng)絡一般還需要網(wǎng)絡結點設備，比如HUB集線器、交換機或者路由器，以實現(xiàn)更多電腦的互聯(lián)。以太網(wǎng)、集線器或者交換機都是比較可靠的，畢竟這方面的技術已經(jīng)十分成熟。要出問題的話，一般也就是電纜連接松散導致網(wǎng)絡掉線。有線網(wǎng)絡性能十分優(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)絡資源的時候，有線網(wǎng)絡中的集線器很容易造成網(wǎng)絡擁堵。而如果使用以太網(wǎng)交換機的話，則完全可以避免這個問題，所增加的成本也僅僅是一臺集線器的費用。
對于接入互聯(lián)網(wǎng)的任何有線網(wǎng)絡來說，防火墻是最首要的考慮因素。眾所周知，集線器和交換機本身并沒有防火墻功能，對于使用這些網(wǎng)絡設備的家庭用戶，可以在主機電腦上安裝防火墻。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，打開配置頁面進行簡單配置即可。
3無線網(wǎng)絡
所謂無線網(wǎng)絡，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，也包括為近距離無線連接進行優(yōu)化的紅外線技術及射頻技術，其與有線網(wǎng)絡的用途十分類似，而最大的不同在于傳輸媒介的不同，即利用無線電技術取代網(wǎng)線。無線網(wǎng)絡技術既可以節(jié)省鋪設線纜的昂貴開支，避免了線纜端接的不可靠性，同時又可以滿足計算機在一定范圍內(nèi)可以任意更換地理位置的需要。近年來，無線網(wǎng)絡已能夠通過與廣域網(wǎng)相結合的形式提供移動Internet多媒體業(yè)務。無疑，無線網(wǎng)絡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)絡條件下的寫字樓中，隨著公司員工數(shù)量的增加，導致了工位的增加，但辦公室的空間有限，一味擴大辦公室、增加桌椅會增加運營成本，并不是理想的解決辦法。同時，人員座位和部門辦公室的調(diào)整也都會造成很大的麻煩，而銷售及服務支持人員頻繁外出使座位閑置造成了公司資源的嚴重浪費。
無線網(wǎng)絡可以克服這些問題，例如：在裝備了無線網(wǎng)絡以后，惠普公司的移動辦公環(huán)境使工位不再是唯一的辦公地點，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，因為每天都有外出的員工，而那些在公司工作的員工，只要找到一個空位置就可以開展工作。員工不管在辦公室的任何一個角落，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，同時也降低了總體擁有成本。
4有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡的對比
與有線網(wǎng)絡相比較，無線網(wǎng)絡具有開發(fā)運營成本低、時間短，投資回報快，易擴展，受自然環(huán)境、地形及災害影響小，組網(wǎng)靈活快捷等優(yōu)點。可實現(xiàn)“任何人在任何時間，任何地點以任何方式與任何人通信”，彌補了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡的不足。隨著IEEE802.11標準的制定和推行，無線網(wǎng)絡的產(chǎn)品將更加豐富，不同產(chǎn)品的兼容性將得到加強。現(xiàn)在無線網(wǎng)絡的傳輸率已達到和超過了10Mbps，并且還在不斷變快。目前無線網(wǎng)絡除能傳輸語音信息外，還能順利地進行圖形、圖像及數(shù)字影像等多種媒體的傳輸。
眾所周知有線網(wǎng)絡是通過網(wǎng)線將各個網(wǎng)絡設備連接到一起，不管是路由器，交換機還是計算機，網(wǎng)絡通訊都需要網(wǎng)線和網(wǎng)卡；而無線網(wǎng)絡則大大不同，目前我們廣泛應用的802.11標準無線網(wǎng)絡是通過2.4GHz無線信號進行通訊的，由于采用無線信號通訊，在網(wǎng)絡接入方面就更加靈活了，只要有信號就可以通過無線網(wǎng)卡完成網(wǎng)絡接入的目的；同時網(wǎng)絡管理者也不用再擔心交換機或路由器端口數(shù)量不足而無法完成擴容工作了。總的來說無線網(wǎng)絡相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
第一，無線網(wǎng)絡組網(wǎng)更加靈活。無線網(wǎng)絡使用無線信號通訊，網(wǎng)絡接入更加靈活，只要有信號的地方都可以隨時隨地將網(wǎng)絡設備接入到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)。因此在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)應用需要移動辦公或即時演示時無線網(wǎng)絡優(yōu)勢更加明顯。
第二，無線網(wǎng)絡規(guī)模升級更加方便。無線網(wǎng)絡終端設備接入數(shù)量限制更少，相比有線網(wǎng)絡一個接口對應一個設備，無線路由器容許多個無線終端設備同時接入到無線網(wǎng)絡，因此在企業(yè)網(wǎng)絡規(guī)模升級時無線網(wǎng)絡優(yōu)勢更加明顯。
但是無線網(wǎng)絡相比傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡同樣存在著缺點：
1.傳輸帶寬方面：與有線網(wǎng)絡相同，無線網(wǎng)絡的數(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，因此帶寬實際受限程度要遠超有線網(wǎng)絡，即使最先進的無線網(wǎng)絡技術也只能達到54Mbps每秒，比起100Mbps網(wǎng)絡而言實在是小巫見大巫。
2.傳輸距離方面：有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡都有信號衰減，與有線網(wǎng)絡相比，無線技術由于在空氣中傳輸，隨著氣候條件的改變，衰減速率有高有低，往往實際有效距離達不到最大極限，尤其在電器設備使用頻繁的室內(nèi)，使用距離更是大幅度縮短。
3.抗干擾能力方面： 有線網(wǎng)絡是通過加屏蔽層等技術抗干擾，必要時以光纖技術提供千兆級別的傳輸質(zhì)量，而無線網(wǎng)絡沒有任何屏蔽能力，只能通過自身的無線信號發(fā)射強度以及頻率、頻跳等技術來增強抗干擾性能，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)絡的信號沒有邊界，任何人都可能截獲，其安全性能的缺陷主要體現(xiàn)在如下幾個方面：
第一，加密密文頻繁被破譯，已不再安全。曾幾何時無線通訊最牢靠的安全方式就是針對無線通訊數(shù)據(jù)進行加密，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驗證服務器或使用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，畢竟信號覆蓋范圍廣泛是無線網(wǎng)絡的一大特色。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主要體現(xiàn)。
第三，修改MAC地址讓過濾功能形同虛設。雖然無線網(wǎng)絡應用方面提供了諸如MAC地址過濾的功能，很多用戶也確實使用該功能保護無線網(wǎng)絡安全，但是由于MAC地址是可以隨意修改的，通過注冊表或網(wǎng)卡屬性都可以偽造MAC地址信息。所以當通過無線數(shù)據(jù)sniffer工具查找到有訪問權限MAC地址通訊信息后，就可以將非法入侵主機的MAC地址進行偽造，從而讓MAC地址過濾功能形同虛設。
5.適用范圍方面： 無線技術不同的固有屬性決定了它們大致的使用范圍，即使某些時候試圖強行使用不合適的技術也將沒有合適的產(chǎn)品。一般來說，無線網(wǎng)絡更適用于移動特征較明顯的網(wǎng)絡系統(tǒng)，而有線網(wǎng)絡則更適用于固定的，對帶寬需求較高的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
5結語 因此，在智能建筑的設計過程中，通信網(wǎng)絡的選擇就要針對建筑物本身的使用功能進行分別選擇，多數(shù)為固定人員位置的宜選用有線網(wǎng)絡，多數(shù)為移動人員位置的宜選用無線網(wǎng)絡，若兩者兼具則應考慮實現(xiàn)有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡兼容使用。
參考文獻
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