本文作者(李林峰,李林峻),请您在阅读本文时尊重作者版权。
摘要 “三网融合”是为了实现网络资源的共享,避免低水平的重复建设,形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。在三网融合以后家庭布线将会成为一个新的问题,而无线传输是解决这一问题的方案。现有的无线路由器不能够满足以后的需求,应通过用户的需求重新设计路由器,从功能、安全、易用性等方面考虑设计出更好产品。本文对“三网融合”后家庭无线路由器的设计进行了论述。
关键词 三网合一;家庭无线路由器;路由器设计所谓“三网融合”,就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享,避免低水平的重复建设,形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。
三网合一(或者叫多网合一,移动等网络 ),是一个将网络单元化的过程,各式各样的网络形态将被统一在IP的大旗之下。对于已经建成的网络,比如入户的有线电视,意味着能够扩展出电话、接入互联网功能,对于未建成的情况,意味着未来只需要引入三个网络中的一个,就能实现电视、互联网、电话的功能,网络资源将得到充分的利用。
也就是说以后进入用户家庭的只有一根线路就可以解决现在3根线的问题,减少了线路,但是,入户以后,即使是一根线也要不断的绕行才能连接进电话、电视、电脑。家中的线路又乱又麻烦,而且你还不能随时更改家庭中这些物品的位置,因为预留的插孔不可能随便移动。如何才能解决这个问题呢?
无线路由器是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。现在的笔记本电脑基本都支持Wlan,也就是无线网络功能,不必扯着网线到处跑,只要在无线覆盖的范围中就可以高速上网。如果家庭中的电视、电话等等都具备无线模块,那么不必改造现有的线路就可以实现电脑、电视、电话共用一根线上网了。现有的电视只要加装一个机顶盒既可以解决上网问题,而电话必须换新,换成支持无线网络的IP电话。
IP电话又名网络电话,即通过因特网来传送语音的一种新兴通信方式,是把语音经压缩后(如压缩为8kbps)形成IP包,然后通过因特网传送到特定的服务器上,再由服务器传送到对方进行解压,还原成声音,从而实现语音的传送。另外,它也具备提供增值业务的能力,可以实现单一的网络同时处理话音、图像和数据信息。
1995年11月,经过较长时间的研究,ITU –T(国际电信联盟)批准了一个被称为G..729的新的话音压缩标准G..729标准采用的算法,可以仅用8kbps的带宽传输话音,话音质量清晰,可以达到长话级话音效果。
当网络发生拥塞时,话音分组就会丢失,由于IP电话是实时通信,因此丢失的话音分组不能重传(重传造成的时延会使还原后的话音质量更差)。网络传输中,语音压缩编码技术使用的算法以帧为单位传送,也会造成数据包丢失,若丢包严重,合成语音质量明显下降,造成语音的断续或丢失,当丢包率控制在3%以下基本感觉不到语音质量的下降。为了彻底解决丢包的问题,保障通话质量不受网络拥挤状况的影响,需要专门为IP电话预留一定的带宽。
而现有的无线路由器大多不具备此功能,此外,为了保证数字电视的正常播出也应该预留一定的带宽。 数字电视的数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节。要求的带宽和实时性更高。因此,无线路由器应具备以下一些功能:1)智能的带宽分配。由于现在的家庭电脑、电视、电话并不是一台,因此合理分配带宽尤为重要;2)QoS功能。多台设备同时使用应该具有优先级的功能,使重要的对实时性要求高的数据优先通过;3)安全性要高,现有的无线路由器使用的无线传输完全标准WPA与WEP都有安全漏洞使用户附近的一些别有用心的人使用蹭网卡,蹭带宽、侵入用户的设备,造成损失;4)可靠性。现有的无线路由器在长时间使用的过程中会发生死机现象,是由于元器件质量不高造成;5)稳定性。无线路由器的软件由于生产过程中的问题,有一些BUG,应该能够在线升级,不需要用户繁琐而专业的操作就可以实现;6)易操作。三网合一后大多数的家庭都要使用无线路由器,因此应该考虑到使用的人群。在操作和使用上用该简单明了;7)兼容性强。由于要与不同厂家的设备配合因此兼容性要强,具备的协议要能够支持多种业务类型;8)接口丰富扩展性强。用户要求是多样化的因此要具备较强的扩展性;9)外形设计。由于家家户户都使用,摆在家中成为一个家电因此外形美观、散热性好、防灰、防静电设计也是非常重要。
由于三网合一的无线路由器带宽高,性能要求高,因此在硬件设计上应使用高速处理器或多处理器。ARM处理器是大多数无线路由器的首选。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。ARM微处理器目前包括下面几个系列, ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel 的Xscale以及Strongarm。它们共同构成了当今嵌入式领域的主流微处理器。在软件设计上可以采用Linux。传统的路由器都是使用专用的RTOS开发的,在开发TCP/IP、防火墙协议以及Web Sever 协议时都只能自己去实现,产品上市的周期非常长,对新协议、新接口的支持以及设备升级的周期也很长,因此专用的RTOS有关内容都要自己开发。而对于Linux来说,这些都可以直接从网上获得代码,针对应用系统的要求作必要的改动即可,对新协议、新接口的支持也是如此,无需从头开发。Linux操作系统作为一种多任务、稳定可靠、内核可裁减的系统,是开发嵌入式软硬件产品的优秀软件平台。嵌入式linux是一种开放源代码、软实时、多任务的嵌入式操作系统,通常它是在标准的Linux的基础上针对嵌入式操作系统进行裁减和优化后形成的。裁减和优化后的Linux体积更小,性能更加稳定,而且源代码本身是免费的,可减少开发成本。
由于现有的用户网络大多是ADSL,带宽为下行4Mbps,上行512kbps,这是不能够满足三网合一后的带宽需求。而光纤到户的成本以及必要性不大,现在的光纤到楼、百兆到桌面的宽带网是我们以后的推广方向。
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