技术领域
[0001] 本
发明属于光纤无线通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于光纤无线融合接入的家庭网关系统。
背景技术
[0002] 随着宽带接入技术与互联网的发展，
家庭网络中的综合业务也随之变得纷繁复杂。如高清
视频点播、高清
数字电视、视频会议、高
质量远程控制与管理等多种家庭网络业务的涌现，对接入网提出了更高的要求，这些要求不但体现在高吞吐量、严格的服务质量(QoS)和可靠的网络安全性，而且还体现在接入网的带宽、组网灵活性、网络管理成本等方面。光纤接入技术能解决带宽和
信号损耗等问题与无线接入技术能满足灵活组网以及用户对“可移动性”的要求，工业界和学术界的专家与学者大都认为光纤接入技术和无线接入技术必将在未来的宽带接入网中走向融合。
[0003] 基于光纤无线接入网的家庭网关是将家庭网络无缝地连接到宽带网络，是所有家庭内联设备同时享有高速连接的设备。家庭网关是一种智能的、标准化的、灵活的家庭网络
接口单元，可以从不同的外部网络接收通讯信号，通过家庭网络传递信号来控制和管理智能家庭网络设备。家庭网关根据家庭网络设备对带宽的要求、安全性要求和组网灵活性的要求，采用有线与无线和高速率与低速率灵活结合来实现家庭网络设备的管理控制和家庭网络环境监测。
[0004] 在家庭网关开发中，如2006年10月18日公开的，公开号为CN1848826，名称为“家庭网关设备”的中国发明
专利公开
说明书就公开了一种家庭网关设备，尽管在该发明中，采用集中式控制降低对家电智能化的要求和采用预设策略对上下行的以太网信息进行控制，但在家庭网关的高速宽带业务接入和智能控制上仍然存在不足，成本也较高。
[0005] 在参考文献[Shuang Wu，Gui-gen Zeng，“Design and Realization of Wireless Home Gateway Based on 3G and Zigbee”，2010 international conference on multimedia communications，Hong Kong，China，pp.157-160，Aug.7-8，2010]中，提出采用3G技术、Zigbee技术以嵌入式开发平台来开发无线智能家庭网关，灵活方便且无需布线实现对智能家庭网络的管理，但是其最大下行速率为7.2Mbps，最大上行速率为5.76Mbps，其传输速率远远不能满足家庭网络综合业务发展的要求。
[0006] 在参考文献[Arshad Chowdhury，Hung-Chang Chien，Yu-Ting Hsueh，andGee-Kung Chang，“Advanced System Technologies and Field Demonstration forIn-Building Optical-Wireless Network With Integrated Broadband Services”，Journalof lightwave technology，Vol.27，No.12，pp.1920-1927，Jun.2009]中采用ROF技术实现了60GHz、WIFI和WiMax无线技术，有效的提高了无线传输技术的带宽，解决了无线传输技术的带宽限制问题，但是该网关的信号控制、再生和路由都在中心站(CS)端，该技术方案中网关路由只解调出
射频信号并通过天线发射出去，并未对进入家庭网络的信号进行处理，所以家庭网关用户不能在家庭网络中方便的管理控制家庭网络设备和通过家庭网关查看家庭网络设备的运行状态，而且，该方案还只实现了下行信号的传输。显然这不能满足家庭网络中
人机交互式管理控制、用户方便智能的管理控制智能家庭网络和环境监测的发展等要求。其次，在光纤无线接入网中，由于基站端结构的简化和成本的降低，使光纤无线接入网的组网方式向微微蜂窝发展，所以WiMax无线技术并不适用于无线局域网的信息传输。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足，提供一种成本低、能进行上行下行
信号传输，对多个信道进行管理的基于光纤无线融合接入的家庭网关系统。
[0008] 为实现上述发明目的，本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统，包括中心站端和家庭网关端，其特征在于：
[0009] 1、中心站端包括下行光载波产生装置、下行数据调制装置、上行光载波产生装置、上行数据解调装置、均衡器、阵列
波导光栅以及掺铒光纤
放大器；
[0010] 下行光载波产生装置由一个连续
波长激光器、光
相位调制器、
频率为fs的余弦信号源、1:4的频率复用器、电放大器以及掺铒光纤放大器、
阵列波导光栅组成；连续波长激光器产生频率为f的连续光波输入光
相位调制器，余弦信号源输出频率为fs的余弦信号给1:4的频率复用器产生频率为4fs的余弦信号作为光相位调制器的驱动信号，光相位调制器产生频率为f-8fs、f-4fs、f、f+4fs、f+8fs的混合光载波信号；混合光载波信号经过掺铒光纤放大器放大后，在阵列波导光栅分离出频率为f-8fs、f-4fs、f、f+4fs、f+8fs的五路下行光载波信号；
[0011] 下行数据调制装置由一
耦合器和四个光强度调制器组成；频率为f-4fs、f+4fs的两路下行光载波信号在耦合器中耦合为一路混合载波信号输入到一个光强度调制器中，一路下行数据作为调制信号对该路混合载波信号进行调制；频率为f-8fs、f+8fs以及f的另外三路下行光载波信号分别输入到另外三个强度调制器中，下行的家庭网络管理
控制信号数据、光纤到桌面数据以及WIFI数据分别作为另外三个强度调制器的调制信号对f-8fs、f+8fs以及f的三路下行光载波信号进行调制；
[0012] 上行光载波产生装置由一个连续波长激光器、光相位调制器、频率为fs的余弦信号源、1:4的频率复用器、电放大器以及掺铒光纤放大器、阵列波导光栅组成；连续波长激光器产生频率为F的连续光波输入光相位调制器，余弦信号源输出频率为fs的余弦信号给1:4的频率复用器产生频率为4fs的余弦信号作为光相位调制器的驱动信号，光相位调制器产生频率为F-8fs、F-4fs、F、F+4fs、F+8fs的混合光载波信号；混合光载波信号经过掺铒光纤放大器放大后，在阵列波导光栅分离出频率为F-8fs、F-4fs、F、F+4fs、F+8fs的五路上行光载波信号；
[0013] 上行数据解调装置由一耦合器、四个回环器以及四路光解调器组成；频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号在耦合器中耦合为一路上行混合载波信号输入到一个回环器，然后从回环器输出到均衡器，频率为F-8fs、F+8fs以及F的另外三路光载波信号分别输入到另外三个回环器，然后从回环器输出到均衡器；来自均衡器的上行数据调制后的四路上行光载波分别送到四路光解调器中，解调出上行数据；
[0014] 调制后的频率为f-4fs、f+4fs的下行混合光载波信号、调制后的频率为f-8fs、f+8fs、f的下行光载波信号以及频率为F-4fs、F+4fs的上行混合光载波信号、频率为f-8fs、f+8fs、f的上行光载波信号在均衡器中进行功率均衡后，在阵列波导光栅进行信号复用，并在掺铒光纤放大器中进行功率放大后通过标准单模光纤传输到家庭网关端；来自家庭网关端的上行数据调制后的四路上行光载波在阵列波导光栅进行分离后，输送到均衡器中；
[0015] 2、家庭网关端包括阵列波导光栅、WIFI信号装置、光纤到桌面数据接口装置、毫米波收发装置以及家庭网络控制装置；
[0016] 阵列波导光栅将来自标准单模光纤的调制后的频率为f-4fs、f+4fs、f-8fs、f+8fs、f的下行光载波信号以及频率为F-4fs、F+4fs、F-8fs、F+8fs、F的上行光载波信号分离出来；
[0017] WIFI信号装置包括下行部分和上行部分；下行部分由光电探测器、两个电放大器、乘法器、2.4GHz
本振源和抛物面发射天线组成，WIFI数据调制后的下行光载波信号在光电探测器中解调出WIFI数据信号来，然后通过一个电放大器进行功率放大，将放大后的WIFI数据信号输入乘法器中对2.4GHz本振源产生的2.4GHz本振信号进行调制，调制后的信号输入另一电放大器中进行功率放大，然后通过抛物面发射天线发射给终端设备；上行部分包括抛物面接收天线、中频调制器、掺铒光纤放大器以及回环器，抛物面天线接收到2.4GHz的终端设备发送来的WIFI数据信号，阵列波导光栅分离出来的一路上行光载波信号经过回环器输出到中频调制器，在中频调制器用接收到的WIFI数据对上行光载波信号进行调制，调制后的上行光载波信号通过掺铒光纤放大器进行放大，然后输入到回环器，回环器输出给准单模光纤以传输到中心站端；
[0018] 光纤到桌面数据接口装置由耦合器和光端口组成；光纤到桌面数据调制后的下行光载波信号在耦合器中与一路上行光载波信号耦合送入光端口，通过光端口将光纤到桌面数据以及上行光载波信号发送给终端设备；终端设备通过光端口、耦合器将上行数据调制后的上行光载波发送给准单模光纤传输到中心站端；
[0019] 毫米波收发装置包括下行部分和上行部分；下行部分包括耦合器、光电探测器、电放大器以及矩形喇叭天线，调制后的频率为f-4fs、f+4fs的下行光载波信号在耦合器中耦合后送入光电探测器实现
拍频，输出8fs的毫米波信号，通过电放大器进行功率放大后，通过矩形喇叭天线发射给终端设备；上行部分包括矩形喇叭天线，乘法器、耦合器、回环器、50:50耦合器、中频调制器、
光探测器以及掺铒光纤放大器，频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号在耦合器进行耦合，耦合后的光载波信号输入到回环器，然后再输出到50:50的耦合器，将光载波信号分解为两路，一路输入到中频调制器，另一路信号输入到光电探测器拍频得到8fs毫米波，并将该毫米波输入到乘法器，同时将由矩形喇叭天线接收到的频率为8fs+fi的毫米
波数据信号输入到乘法器进行混频，混频后输出频率为fi的上行数据信号并输入到中频调制器，将其调制到频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号上，中频调制器输出调制后的频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号通过掺铒光纤放大器进行功率放大，放大后的信号输入到回环器，从回环器发送给耦合器，通过耦合器发送给准单模光纤传输到中心站端；
[0020] 家庭网络控制装置包括光
调制解调器以及家庭网络控制接口；用家庭网络管理控制信号数据调制的下行光载波信号在光调制解调器中进行解调，解调出的家庭网络管理控制信号数据送入家庭网络控制接口，通过家庭网络控制接口发送给终端设备，终端设备发送的上行数据通过家庭网络控制接口发送给光调制解调器用一路上行光载波进行调制，调制后的上行光载波发送给准单模光纤传输到中心站端。
[0021] 本发明的发明目的是这样实现的：
[0022] 本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统融合了光载无线通信(ROF，Radio Over Fiber)技术、毫米波无线传输技术、嵌入式技术和光纤到桌面技术。其中ROF技术是光纤无线接入的主要技术，其组成包括中心站(CS，Center Station)、光纤链路、家庭网关端和终端设备四部分组成。在中心站和家庭网关端之间用标准单模光纤来传输上行下行光载波信号，在家庭网关端和终端设备之间采用光纤到桌面、有线、WIFI以及毫米波方式传输信号。采用ROF技术的最大优点是能大大提高无线传输技术的带宽，解决了现有家庭网络因综合业务发展而出现的带宽受限问题。在本发明中光载波信号的再生都集中在中心站端，家庭网关端仅实现光电转换，这样家庭网关端不仅减少了功耗和成本，同时利用光纤传输信号降低了信号的损耗和防止
电磁干扰等。由于家庭网关端的简化、成本低廉和易于安装等优点使接入网的组网更加灵活和安全性更好。另外，本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统将来自终端设备的上行数据对来自中心站端的上行载波进行调制，从而实现了上行下行信号的传输，家庭网关端和终端设备之间光纤到桌面、有线、WIFI以及毫米波方式的多个通道的管理。
附图说明
[0023] 图1是本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统中心站端一种具体实施方式原理
框图；
[0024] 图2是光载波
频谱图；其中(a)是下行光载波调制数据信号前的频谱图，(b)是下行光载波调制数据信号后的频谱图，(c)是上行光载波调制数据信号前的频谱图，(d)是光纤中传输的信号频谱图；
[0025] 图3是本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统家庭网关端一种具体实施方式原理框图；
[0026] 图4是图1所示光调制解调模
块的原理框图；
[0027] 图5是图3所示的家庭网络控制接口一种具体实施方式原理框图。
[0028] 图6是本发明家庭网关系统的一业务
流程图。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会
淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0031] 图1是本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统中心站端一种具体实施方式原理框图。
[0032] 如图1所示，在本实施例中，中心站端1包括下行光载波产生装置101、下行数据调制装置102、上行光载波产生装置103、上行数据解调装置104、均衡器105、阵列波导光栅AWG3以及掺铒光纤放大器EDFA3；
[0033] 下行光载波产生装置101由一个连续波长激光器CW1、光相位调制器PM1、频率为fs＝7.5GHz的余弦信号源S1、1:4的频率复用器FM1、电放大器EA1以及掺铒光纤放大器EDFA1、阵列波导光栅AWG1组成。连续波长激光器CW1产生频率为f＝193.1THz的连续光波输入光相位调制器PM1、，余弦信号源S1输出频率为fs＝7.5GHz的余弦信号给1:4的频率复用器FM1产生频率为4fs即30GHz的余弦信号作为光相位调制器的驱动信号，光相位调制器产生的频谱图如图2(a)所示，分别为f-8fs、f-4fs、f、f+4fs、f+8fs，即频率为f-4fs、f+4fs的一阶双边带光载波f11与f12、频率为f-8fs、f+8fs的二阶双边带光载波f21与f22和频率为f的光载波f0的混合光载波信号；混合光载波信号经过掺铒光纤放大器EDFA1放大后，在阵列波导光栅AWG1分离出频率为f-8fs、f-4fs、f、f+4fs、f+8fs的五路下行光载波信号，即f21、f11、f0、f12、f22。
[0034] 如图1所示，在本实施例中，下行数据调制装置102由一耦合器CP1和四个光强度调制器IM1～4组成；频率为f-4fs、f+4fs的两路下行光载波信号f11、f12在耦合器CP1中耦合为一路混合载波信号输入到光强度调制器IM3中，一路传输速度为3Gbps的下行数据D3作为调制信号对该路混合载波信号进行调制。频率为f-8fs、f+8fs以及f的另外三路下行光载波信号分别输入到另外三个强度调制器中，下行的家庭网络管理控制信号数据D4、光纤到桌面数据D2以及WIFI数据D1分别作为另外三个强度调制器的调制信号对f-8fs、f+8fs以及f的三路下行光载波信号f21、f22以及f0进行调制。调制后的信号频谱图如图2(b)所示。具体来讲，在本实施例中，传输速度为4Mbps的家庭网络管理控制信号数据D4对下行光载波信号f21进行调制，传输速度为10Gbps的光纤到桌面数据D2对下行光载波信号f0进行调制，传输速度为100Mbps的WIFI数据D1对下行光载波信号f22进行调制。在本实施例中，四路下行数据D1～4在对下行光载波进行调制前，分别用电放大器EA3～6进行放大，以达到调制需要的功率要求。
[0035] 在本实施例中，上行光载波产生装置103的组成和工作原理与下行光载波产生装置101一样。由一个连续波长激光器CW2、光相位调制器PM2、频率为fs＝7.5GHz的余弦信号源S2、1:4的频率复用器FM2、电放大器EA2以及掺铒光纤放大器EDFA2、阵列波导光栅AWG2组成；连续波长激光器CW2产生频率为F＝193.115THz的连续光波输入光相位调制器PM2，余弦信号源S2输出频率为fs＝7.5GHz的余弦信号给1:4的频率复用器FM2产生频率为4fs即30GHz的余弦信号作为光相位调制器PM2的驱动信号，光相位调制器PM2产生的频频谱图如图2(c)所示，分别为F-8fs、F-4fs、F、F+4fs、F+8fs，即频率为F-4fs、F+4fs的一阶双边带光载波F11与F12、频率为f-8fs、f+8fs的二阶双边带光载波F21与F22和频率为F的光载波F0的混合光载波信号；混合光载波信号经过掺铒光纤放大器EDFA2放大后，在阵列波导光栅AWG2分离出频率为F-8fs、F-4fs、F、F+4fs、F+8fs的五路上行光载波信号，即F21、F11、F0、F12、F22。
[0036] 上行数据解调装置104由一耦合器CP2、四个回环器LB1～4以及四路光解调器组成；频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号F11与F12在耦合器中耦合为一路上行混合载波信号输入到回环器LB3的1端口，然后从回环器LB3的2端口输出的信号输入到均衡器EQ进行功率均衡，频率为F-8fs、F+8fs以及F的另外三路光载波信号F21、F22、F0分别输入到另外三个回环器LB4、LB1、LB2各自的1端口，然后从回环器LB4、LB1、LB2的2端口输出的信号输入到均衡器EQ进行功率均衡；来自均衡器EQ的上行数据F′22、F′0、F′11和F′12、F′21分别输入到回环器的LB1、LB2、LB3、LB4各自的2端口，再由3端口输出，然后分别对四路上行信号进行解调得到上行数据。在本实施例中，如图1所示，四路光解调器结构是相同，都是通过带通
滤波器BPF进行
带通滤波、光探测器检PD出中频上行数据，在
低通滤波器LPF中进行低通滤波，输出到中频接收机IFR，中频接收机IFR进行解调，最后输出上行数据。
[0037] 调制后的频率为f-4fs、f+4fs的下行混合光载波信号f11、f12、调制后的频率为f-8fs、f+8fs、f的下行光载波信号f21、f22、f0以及频率为F-4fs、F+4fs的上行混合光载波信号F11、F12、频率为f-8fs、f+8fs、f的上行光载波信号F21、F22、F0在均衡器EQ中进行功率均衡后，均衡后的信号输入到阵列波导光栅AWG3进行信号复用，复用后的信号频谱图如图2(d)所示。复用后的信号输入到掺铒光纤放大器EDFA3中进行功率放大后通过标准单模光纤L传输到家庭网关端2；来自家庭网关端2的上行数据调制后的四路上行光载波F′22、F′0、F′11和F′12、F′21在阵列波导光栅AWG3进行分离后，输送到均衡器EQ中。
[0038] 图3是本发明基于光纤无线融合接入的家庭网关系统家庭网关端一种具体实施方式原理框图。
[0039] 如图3所示，在本实施例中，家庭网关端2包括阵列波导光栅AWG4、WIFI信号装置201、光纤到桌面数据接口装置202、毫米波收发装置203以及家庭网络控制装置204。
[0040] 阵列波导光栅AWG4将来自标准单模光纤L的调制后的频率为f-4fs、f+4fs、f-8fs、f+8fs、f的下行光载波信号f11、f12、f21、f22、f0以及频率为F-4fs、F+4fs、F-8fs、F+8fs、F的上行光载波信号F11、F12、F21、F22、F0分离出来；
[0041] WIFI信号装置包括201下行部分和上行部分；下行部分由光电探测器PD1、两个电放大器EA7、EA8、乘法器M1、2.4GHz本振源S3和抛物面天线TA1组成。WIFI数据D1调制后的下行光载波信号f22在光电探测器PD1中解调出WIFI数据D1信号来，然后通过电放大器EA7进行功率放大，将放大后的WIFI数据D1信号输入乘法器M1中对2.4GHz本振源S3产生的2.4GHz本振信号进行调制，调制后的信号输入另一电放大器EA8中进行功率放大，然后通过抛物面发射天线TA1发射给终端设备。上行部分包括抛物面接收天线RA1、中频调制器IFM1、掺铒光纤放大器EDFA9以及回环器LB5，抛物面接收天线RA1接收到2.4GHz的终端设备发送来的WIFI数据信号，阵列波导光栅分离出来的一路上行光载波信号，即F22从回环器LB5的端口1输入，从端口2输出到中频调制器IFM1，在中频调制器用接收到的WIFI数据对上行光载波信号F22进行调制，调制后的上行光载波信号F′22通过掺铒光纤放大器EDFA9进行放大，然后输入到回环器LB5端口3，回环器端口1输出给准单模光纤L以传输到中心站端1。
[0042] 光纤到桌面数据接口装置202由耦合器CP3和光端口组成；光纤到桌面数据调制后的下行光载波信号f0在耦合器中CP3与上行光载波信号F0耦合送入光端口，通过光端口将光纤到桌面数据以及上行光载波信号F0发送给终端设备；终端设备通过光端口、耦合器CP3将上行数据调制后的上行光载波F′0发送给准单模光纤L传输到中心站端1。
[0043] 毫米波收发装置203包括下行部分和上行部分；下行部分包括耦合器CP4、光电探测器PD2、电放大器EA9以及矩形喇叭发射天线TA2，调制后的频率为f-4fs、f+4fs的下行光载波信号f11、f12在耦合器CP4中耦合后送入光电探测器PD2实现拍频，输出8fs，即60GHz毫米波信号，通过电放大器EA9进行功率放大后，通过矩形喇叭发射天线TA2发射给终端设备。上行部分包括矩形喇叭接收天线RA2，乘法器M2、耦合器CP5、回环器LB6、50:50耦合器CP6、中频调制器IFM2、光探测器PD3以及掺铒光纤放大器EDFA11，频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号F11、F12在进耦合器CP5行耦合，耦合后的光载波信号输入到回环器LB6的端口1，然后通过端口2再输出到50:50的耦合器CP6，将光载波信号F11、F12分解为两路，一路输入到中频调制器IFM2，另一路信号输入到光电探测器PD3拍频得到8fs，即60GHz毫米波，并将该60GHz毫米波输入到乘法器M2，同时将由矩形喇叭接收天线RA2接收到的频率为8fs+fi，即60GHz+2GHz的毫米波数据信号输入到乘法器M2进行混频，混频后输出频率为fi即2GHz的上行数据信号并输入到中频调制器IFM2，将其调制到频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号号F′11、F′12上，中频调制器IFM2输出调制后的频率为F-4fs、F+4fs的两路上行光载波信号F′11、F′12通过掺铒光纤放大器器EDFA11进行功率放大，放大后的信号输入到回环器LB6的端口3，从回环器LB6的端口1发送给耦合器CP5，通过耦合器CP5发送给准单模光纤L传输到中心站端1。
[0044] 家庭网络控制装置204包括光调制解调模块2041以及家庭网络控制接口2042；其中2041具体实现如图4所示。上行光载波F21输入到回环器LB8的1端口，然后再由回环器LB8的2端口输出到中频调制器IFM3中。用家庭网络管理控制信号数据调制的下行光载波信号f21输入到光调制解调模块2041中的光探测器PD7进行解调，解调出的家庭网络管理控制信号数据通过电放大器EA10进行功率放大，放大后的信号输入到回环器LB7的
1端口，且回环器LB7的2端口输出的数据信号输入家庭网络控制接口2042，通过家庭网络控制接口2042发送给终端设备，终端设备发送的上行数据通过家庭网络控制接口2042发送给光调制解调器2041中回环器LB7的2端口，然后再由回环器LB7的3端口输出，输出的信号输入到中频调制器IFM3将中频信号调制到光载波F21上，调制后的信号通过掺铒光纤放大器EDFA12进行功率放大，放大后的信号输入到回环器LB8的3端口，且通过1端口输出调制后的信号，然后将调制后的上行光载波F′21发送给准单模光纤L传输到中心站端1。
[0045] 图5是图3所示的家庭网络控制接口一种具体实施方式原理框图。
[0046] 在本实施例中，如图5所示，光调制解调器2041通过RJ45接口与基于ARM920T
内核的嵌入式开发平台S3C2440，即家庭网络控制接口2042连接。
[0047] 终端设备包括数字
温度传感器(TS-18B20)，COMS摄像头(OV9650)，3.5寸真彩可触摸TFT
液晶显示屏，以太网卡DM9000A。此外家庭网络控制接口2042还包括红外接收器、蓝牙模块、USB接口、AC97音频接口和RS485接口，以便与其他设备进行通信。64M SDRAM，256M NAND Flash和4M NOR Flash。
软件平台包括采用源码开放的Linux
操作系统，以文件系统的方式管理控制智能家庭网络设备和监测家庭网络环境。SQLite轻型
数据库用来存储家庭网络设备的配置参数和运行状态。Boa作为Web
服务器，提供网上服务。结合软
硬件平台实现以下功能：通过运行相应的脚本文件来不停的读取数字温度传感器的值来
自动调节空调设备和消防设备，从而实现室内温度自动调节和自动启动消防装置；COMS摄像头(OV9650)用来实现家庭网络环境的监测。使用Telnet远程登录软件实现远程登录家庭网关并从而实现对家庭网络设备的控制管理和家庭网络环境的监测。用户可通过S3C2440提供的可触摸TFT液晶显示屏用来控制和管理家庭网络设备和监测家庭网络环境。
[0048] 图6是本发明家庭网关系统的一业务流程图。
[0049] 本发明采用WIFI无线技术满足现有的视频、数据和语音业务，实现普通电脑无线上网；为实现高速率大容量无线通信，在本实施例中，采用60GHz无线技术实现高清无压缩视频业务和大容量业务，从而实现高质量，低延时的
视频信号和数据信号的传输；为实现对家庭网络设备的管理控制和环境的监测，我们单独采用一路光载波传输数据。该路信号通过基于FL S3C2440的嵌入式开发平台，并以Linux操作系统，并通过结合Telnet远程登录软件实现远程登录业务。该嵌入式平台提供RJ45接口用于实现上网业务，AC97接口用于实现语音业务，RS485串口和红外线收发器用于家庭网络设备管理控制的数据业务、USB2.0接口、温度传感器和CMOS摄像头用于实现家庭网络的安防业务和环境监测，LCD接口提供视频业务和图形
用户界面；光纤到桌面技术是为了实现了更高速率要求的视频、语音和数据业务的传输，同时又减少了电磁
辐射对人体的伤害，该路信号直接通过光纤连接到设备终端。实现大容量、低损耗和高安全性的信息传输。
[0050] 本发明的有益效果：
[0051] 1、实现了基于光纤无线融合接入网的智能家庭网关，为未来智能家庭网关的开发和研究做了铺垫。
[0052] 2、本发明采用ROF技术在网关系统中同时实现了WIFI、光纤到桌面技术和60GHz无线技术，该
硬件实现结构简单、功耗低且成本低廉。最主要的优势是大大提高了无线传输技术的带宽，通过采用60GHz无线技术实现了Gbps以上的数据传输，解决了家庭网络中因综合业务发展而产生的带宽限制问题。
[0053] 3、用户可使用电脑、手机或其它上网设备，实现远程登录控制管理智能家庭网络设备和监测家庭网络环境。
[0054] 4、通过实时采集温度传感器的值，实现自动控制家庭网络的中的空调设备、安防设备和消防装置并报警。提供了更加安全的安防系统。本发明还提供高清摄像头OV9650，实现实时监控家庭网络环境。
[0055] 5、通过结合光纤到桌面技术实现了环保、安全和高带宽的智能家庭网络。
[0056] 6、本发明采用有线和无线相结合，高低带宽信道灵活结合，因此本发明不仅适用于智能家庭网络，还适用于办公室和生产车间等需智能管理控制和监测的环境。
[0057] 尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于
本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的
权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
