CN110868350A

CN110868350A - 家庭智能安全网关

Info

Publication number: CN110868350A
Application number: CN201911268293.0A
Authority: CN
Inventors: 王宇
Original assignee: ZHUHAI BLUEMAX BROADBAND ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: ZHUHAI BLUEMAX BROADBAND ELECTRONIC Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-03-06

Abstract

本发明旨在提供一种传输速率快、融合了多种业务且结构简单的家庭智能安全网关。本发明包括电源接口、网络侧接口、家庭侧接口、硬件架构及软件架构，所述电源接口接入外围电源并为整个网关供电，所述网络侧接口和所述家庭侧接口均连接至所述硬件架构上，所述硬件架构包括微处理器（1）以及均与所述微处理器（1）连接的2.4G Wi‑Fi模组（2）、5G Wi‑Fi模组（3）、GPON模组（4）、EPON模组（5）、移动网络接入模组（6）、互联网接入模组（7）、广电网络接入模组（8）、数据存储单元（9）、蓝牙模组（10）、ZigBee模组（11）。本发明应用于网关技术领域。

Description

家庭智能安全网关

技术领域

本发明应用于通信技术领域，特别涉及到家庭智能安全网关。

背景技术

家庭网关是连接家庭网络和外部网络的智能化网关单元，可通过各种网络侧接口与接入节点/接入网相连，并通过用户侧接口或机顶盒等适配设备与用户终端设备相连，同时可通过安装APP插件等方式与上层平台交互提供增值功能。随着科学技术的发展，家庭网关的技术也越来越成熟并多样性。但目前市面上的家庭网关的结构还较为复杂，且不能满足越来越发达的融合业务发展的需求。为了满足当下基于三网融合业务和传输速率对电视、数据、物联网等业务运营的需求，需要设计一种全新的家庭网关，以满足现代网络的发展需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种传输速率快、融合了多种业务且结构简单的家庭智能安全网关。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括电源接口，它还包括网络侧接口、家庭侧接口、硬件架构及软件架构，所述电源接口接入外围电源并为整个网关供电，所述网络侧接口和所述家庭侧接口均连接至所述硬件架构上，所述硬件架构包括微处理器以及均与所述微处理器连接的2.4G Wi-Fi模组、5G Wi-Fi模组、GPON模组、EPON模组、移动网络接入模组、互联网接入模组、广电网络接入模组、数据存储单元、蓝牙模组、ZigBee模组，所述软件架构包括硬件抽象层、资源管理层、功能层和管理协议层，所述软件架构基于linux系统设置，

所述硬件抽象层用于封装硬件功能，并提供API供网关系统调用；

所述资源管理层由Linux OS提供，为所述功能层提供系统环境；

所述功能层用于实现网络的各个具体业务功能，并提供各种接口供所述管理协议层配置管理；

所述管理协议层用于与所述功能层进行通信，并提供动态链接库接口，实现对功能节点属性的增删查改。

由此可见，本发明中，通过在网关上设置2.4G和5GWi-Fi模组，进而实现高传输速率，尤其是5GWi-Fi模组的设置，为5G网络的应用提供保障；移动网络接入模组、互联网接入模组和广电网络接入模组的设置，则能够实现三网融合的业务需求，进而在家庭中实现对电视、数据和物联网等业务运营的需求，使家庭实现网络中心、娱乐媒介中心、智能中心和通信服务中心等，大大地增加了网关的融合业务，使得家庭生活更加便捷和智能；且采用网络侧接口和家庭侧接口的结构排布，使得整个网关的结构更加简洁，成本更低；通过硬件抽象层、资源管理层、功能层和管理协议层的软件架构设置，从而保证了网关以IP方式在家庭域支持广播电视业务的开展。网关实现家庭网络内部终端之间的互联以及和外部网络的通信，通过以太网、WiFi和USB等用户侧接口，与业务网关或电脑、手机、PAD、摄像头等用户终端设备进行通信，对家庭网络内部各种终端设备的数据进行转发、控制和管理，并接受EMS、业务开通/配置下发系统、ACS、智慧物联网平台通过网络侧接口的管理。

进一步地，所述家庭智能安全网关的网络侧接口利用一光线路终端通过城域网与外围的广电业务平台和管理平台连接。由此，通过光线路终端实现高速传输，为广电业务的开展提供保障。

再进一步地，所述数据存储单元包括DDR存储器和Flash存储器。DDR存储器和Flash存储器为固件和数据提供存储空间，并通过Memory总线与主芯片之间进行读写操作。

又进一步地，所述功能层提供的各种接口包括但不限于OMCI接口、OAM接口、TR069接口、CLI接口、WEB口和/或U.LINK配置接口。其中，OMCI用于对接GPON OLT的管理协议，OAM用于对接EPON OLT的管理协议，TR069用于ACS平台对接，CLI用于调试控制接口，WEB用于用户的控制配置和维护人员的维护配置，U.LINK协议用于与云平台以及物联网设备的通信。

具体地，所述网络侧接口为光接口。

此外，所述家庭侧接口包括但不限于以太网接口、Wi-Fi接口和/或USB接口。进一步地，所述以太网接口为四个GE接口，所述Wi-Fi接口包括2.4G Wi-Fi接口和5G Wi-Fi接口，所述USB接口包括两个2.0USB接口。

具体地，所述功能层用于实现广电网络的各个具体业务功能。

另外，所述家庭智能安全网关的外壳上还设置有5DBi天线。由此可见，通过5DBi天线的设置能够实现Wi-Fi信号的有效传输。

附图说明

图1是本发明的硬件架构的简易示意图；

图2是本发明的软件架构的简易示意图；

图3是本发明的功能实现示意图；

图4是本发明网关在网络中设置位置的示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，在本实施例中，本发明包括电源接口、网络侧接口、家庭侧接口、硬件架构及软件架构，所述网络侧接口为光接口，所述家庭侧接口包括但不限于以太网接口、Wi-Fi接口和/或USB接口，所述家庭智能安全网关12的外壳上还设置有5DBi天线。具体地，所述以太网接口为四个GE接口，所述Wi-Fi接口包括2.4G Wi-Fi接口和5G Wi-Fi接口，所述USB接口包括两个2.0USB接口。所述电源接口接入外围电源并为整个网关供电。所述网络侧接口和所述家庭侧接口均连接至所述硬件架构上，所述硬件架构包括微处理器1以及均与所述微处理器1连接的2.4G Wi-Fi模组2、5G Wi-Fi模组3、GPON模组4、EPON模组5、移动网络接入模组6、互联网接入模组7、广电网络接入模组8、数据存储单元9、蓝牙模组10、ZigBee模组11。具体地，所述微处理器1选自SOC型芯片。所述数据存储单元9包括DDR存储器和Flash存储器。所述软件架构包括硬件抽象层、资源管理层、功能层和管理协议层，所述软件架构基于linux系统设置，所述硬件抽象层用于封装硬件功能，并提供API供网关系统调用。所述资源管理层由Linux OS提供，为所述功能层提供系统环境。所述功能层用于实现网络的各个具体业务功能，并提供各种接口供所述管理协议层配置管理。所述功能层提供的各种接口包括但不限于OMCI接口、OAM接口、TR069接口、CLI接口、WEB口和/或U.LINK配置接口。其中，OMCI用于对接GPON OLT的管理协议，OAM用于对接EPON OLT的管理协议，TR069用于ACS平台对接，CLI用于调试控制接口，WEB用于用户的控制配置和维护人员的维护配置，U.LINK协议用于与云平台以及物联网设备的通信。所述功能层用于实现广电网络的各个具体业务功能。所述管理协议层用于与所述功能层进行通信，并提供动态链接库接口，实现对功能节点属性的增删查改。

家庭智能安全网关的网络侧接口利用一光线路终端OLT通过城域网与外围的广电业务平台16和管理平台17连接。在本实施例中，广电业务平台16包括IP视频互动平台、IP视频直播平台、物联网平台、Bras+宽带等，其中，IP视频互动平台提供纯IP互动点播业务，IP视频直播平台提供纯IP直播频道业务，物联网平台通过插件管理智慧家庭物联设备，向网关和智慧家庭物联设备提供服务，Bras+宽带为BRAS 授权网关宽带访问，提供互联网访问业务。管理平台17包括EMS管理系统、业务开通/配置下发系统、ACS平台、OSGI管理平台、BOSS、OSS/CMMS综合调度系统等。EMS管理系统采用SNMP协议，管理OLT，实现基于OLT完成对OLT，OLT上连接网关的管理和监控等功能。业务开通/配置下发系统负责接收和处理BOSS的终端链路开通命令，计算业务VLAN，配置OLT上关于网关的相关配置，以便OLT通过OMCI完成对网关终端的链路配置。ACS平台基于tr069的业务自动配置下发系统平台，采用tr069 系列协议，管理网关，完成对网关宽带业务、互动电视业务和电话业务的配置和监控。OSGI管理平台为网关OSGI插件管理平台，通过插件管理智慧家庭物联设备。BOSS负责业务受理、终端资料入库销售、向业务平发起台授权。OSS/CMMS综合调度系统负责施工工单的流程管控。

如图3所示，本发明所述网关能够实现如下功能：

（1）接入功能：主要实现与广电接入网的连接。

（2）传送功能：主要实现家庭网络内部设备与IP网络之间IP包等的传送。为标准协议功能，参考IEEE802.3、ITU984.X、ITU988和TCP/IP协议等相关标准文档。

（3）联网功能：主要实现网关与家庭网络内部的用户终端设备之间的连接。

（4）基础功能包括：

①地址功能，主要实现网关自身IP地址获得以及家庭网络内部终端获得IP地址；

②QoS功能，主要实现多业务流的分级处理及转发。

（5）安全功能：主要防止外部网络对家庭网络的非法访问以及内部网络的非法接入。

（6）服务插件功能：主要实现基于插件实现的各类增值业务，网关通过运行在JVM环境中的OSGi框架为插件提供API接口，并实现插件的动态加载，典型的插件包括运维插件、提速插件、存储插件以及智能家居插件等。

（7）管理功能包括：

①本地管理功能，主要实现网关的本地WEB登录管理与控制；

②远程管理功能，主要实现远程管理平台（包括EMS、业务开通/配置下发系统、ACS平台、智慧物联网平台对网关PON层功能、网关功能、API权限的管理。网关的业务功能主要实现网关内置的传统业务，如维护，诊断业务等)。

（8）特色功能：主要适配广电网络业务，包括UPnP，DLNADMS、USB转网口功能。

（9）其他业务功能包括：

①家庭存储；

②USB共享打印；

③虚拟化。

本发明中，通过在网关上设置2.4G和5GWi-Fi模组，进而实现高传输速率，尤其是5GWi-Fi模组的设置，为5G网络的应用提供保障；移动网络接入模组、互联网接入模组和广电网络接入模组的设置，则能够实现三网融合的业务需求，进而在家庭中实现对电视、数据和物联网等业务运营的需求，使家庭实现网络中心、娱乐媒介中心、智能中心和通信服务中心等，大大地增加了网关的融合业务，使得家庭生活更加便捷和智能；且采用网络侧接口和家庭侧接口的结构排布，使得整个网关的结构更加简洁，成本更低；通过硬件抽象层、资源管理层、功能层和管理协议层的软件架构设置，从而保证了网关以IP方式在家庭域支持广播电视业务的开展。网关实现家庭网络内部终端之间的互联以及和外部网络的通信，通过以太网、WiFi和USB等用户侧接口，与业务网关或电脑、手机、PAD、摄像头等用户终端设备进行通信，对家庭网络内部各种终端设备的数据进行转发、控制和管理，并接受EMS、业务开通/配置下发系统、ACS、智慧物联网平台通过网络侧接口的管理。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims

1. 家庭智能安全网关，包括电源接口，其特征在于：它还包括网络侧接口、家庭侧接口、硬件架构及软件架构，所述电源接口接入外围电源并为整个网关供电，所述网络侧接口和所述家庭侧接口均连接至所述硬件架构上，所述硬件架构包括微处理器（1）以及均与所述微处理器（1）连接的2.4G Wi-Fi模组（2）、5G Wi-Fi模组（3）、GPON模组（4）、EPON模组（5）、移动网络接入模组（6）、互联网接入模组（7）、广电网络接入模组（8）、数据存储单元（9）、蓝牙模组（10）、ZigBee模组（11），所述软件架构包括硬件抽象层、资源管理层、功能层和管理协议层，所述软件架构基于linux系统设置，

2.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：家庭智能安全网关的网络侧接口利用一光线路终端（OLT）通过城域网与外围的广电业务平台（16）和管理平台（17）连接。

3.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述数据存储单元（9）包括DDR存储器和Flash存储器。

4.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述功能层提供的各种接口包括但不限于OMCI接口、OAM接口、TR069接口、CLI接口、WEB口和/或U.LINK配置接口。

5.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述网络侧接口为光接口。

6.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述家庭侧接口包括但不限于以太网接口、Wi-Fi接口和/或USB接口。

7. 根据权利要求6所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述以太网接口为四个GE接口，所述Wi-Fi接口包括2.4G Wi-Fi接口和5G Wi-Fi接口，所述USB接口包括两个2.0USB接口。

8.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述功能层用于实现广电网络的各个具体业务功能。

9.根据权利要求1所述的家庭智能安全网关，其特征在于：所述家庭智能安全网关的外壳上还设置有5DBi天线。