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    行業(yè)資訊

    智能家居網(wǎng)絡(luò)家庭技術(shù)發(fā)展趨勢

    來源:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間:2009/11/24
     

      信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展正在不斷改變?nèi)藗兊纳睿畔⒒蛿?shù)字化越來越成為社會各個領(lǐng)域的大勢所趨。數(shù)字家庭概念應(yīng)運而生,電信、家電、IT等行業(yè)對數(shù)字家庭有著各自的解讀。對電信運營商來講,數(shù)字家庭是將公共網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)以家庭網(wǎng)關(guān)為連接點延伸到家庭,并通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接各種信息終端,為家庭提供集成的通信、娛樂、家電控制、安全防范、家居管理和信息服務(wù)等功能。數(shù)字家庭領(lǐng)域涉及的技術(shù)非常復(fù)雜,主要包括:聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)、設(shè)備自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)、遠(yuǎn)程管理技術(shù)。

      聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

      家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決家庭內(nèi)部多種終端之間的物理互聯(lián)。由于家庭環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性,聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一直是數(shù)字家庭中非常活躍的技術(shù)領(lǐng)域,隨著以IPTV業(yè)務(wù)為代表的多媒體業(yè)務(wù)和應(yīng)用在家庭的普及,對互聯(lián)技術(shù)在帶寬性能、QoS保證以及使用便捷上提出了更高的要求。目前在數(shù)字家庭組網(wǎng)中常見的互聯(lián)技術(shù)主要有以太網(wǎng)、HomePNA、MoCA、PLC、WiFi等。

      以太網(wǎng)技術(shù)在目前的網(wǎng)絡(luò)世界里是一個非常普及的連接技術(shù),可以提供從10M到100M甚至千兆的傳輸帶寬。以太網(wǎng)上基于802.1p的QoS機(jī)制相對比較簡單,通過家庭網(wǎng)關(guān)的配合可以滿足語音、視頻、數(shù)據(jù)多種信息流的QoS要求。以太網(wǎng)技術(shù)在目前的家庭設(shè)備互聯(lián)中是最簡單也是最普及的,但由于以太網(wǎng)對家庭布線有較高的要求,而且不具備移動性,所以在很多應(yīng)用上受到相當(dāng)?shù)南拗啤?/P>

      HomePNA是一種基于電話線傳輸?shù)募彝セヂ?lián)技術(shù),通過在雙絞線上調(diào)制信號承載數(shù)據(jù)提供基于電話線的聯(lián)網(wǎng)技術(shù),HomePNA3.0提供了對同軸電纜的支持,2005年被ITU標(biāo)準(zhǔn)化為G.9954。目前最新的標(biāo)準(zhǔn)HomePNA3.1理論最高速率達(dá)到320Mbps,支持同步、異步兩種MAC機(jī)制,使用同步MAC可以獲得更好的QoS保證。總得來說,HomePNA技術(shù)能最大可能重用家庭內(nèi)部已有的布線系統(tǒng)來提供設(shè)備互聯(lián),大大減少了布線改造。HomePNA技術(shù)被AT&T采納用于作為其家庭網(wǎng)絡(luò)解決方案的主要互聯(lián)機(jī)制。但作為一種有線技術(shù),除了線纜的局限性外,還存在一些缺陷:傳輸延時大,在同軸線上與VDSL、數(shù)字電視的頻段存在沖突等。

      MoCA是一種與HomePNA類似的技術(shù),采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì),能提供理論最大270Mbps的帶寬。MoCA最大的問題在于目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)化,支持它的芯片廠家很少,從而也造成成本高、缺乏互通等問題。

      相對以上三種有線技術(shù),由家庭插座(HomePlug)聯(lián)盟組織主導(dǎo)的基于電力線的傳輸PLC技術(shù)是一種布線更加便捷的互聯(lián)技術(shù)。PLC采用類似以太網(wǎng)的傳輸機(jī)制,提供200Mbps的物理帶寬,并且專門考慮AV高帶寬、低時延的要求,目前影響PLC普及的主要因素有:電力線上的干擾問題、用戶間隔離以及成本。

      HomePNA、MoCA、PLC三種有線技術(shù)在MAC/PHY層各不相同,為了統(tǒng)一家庭互聯(lián)技術(shù),ITU-TQ4/15開始研究G.hn,宗旨是為家庭網(wǎng)絡(luò)制定單一、統(tǒng)一的互聯(lián)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這種技術(shù)保證家庭網(wǎng)絡(luò)所有的有線傳輸介質(zhì)可以互通。G.hn技術(shù)規(guī)范基于有線介質(zhì)的PHY技術(shù)、統(tǒng)一MAC技術(shù)。支持G.hn的芯片可以在不同的有線傳輸介質(zhì)上傳輸信號,使采用同軸電纜、電話線或電力線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率從50Mbps提高到超過700Mbps,將主要應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)、視頻等的傳輸。

      相對于有線技術(shù),WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞,尤其是基于OFMA和MIMO技術(shù)的802.11n的出現(xiàn)使之成為大眾所期望的終極互聯(lián)技術(shù)。(智能家居)經(jīng)過多年的技術(shù)討論802.11n的draft4.0已經(jīng)通過,正式標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計會在2009年最終定稿,困擾11n的標(biāo)準(zhǔn)問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術(shù)能帶來高達(dá)600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力,使得無線承載多媒體應(yīng)用,尤其是視頻媒體成為可能。當(dāng)然作為一種無線技術(shù),在家庭應(yīng)用時受限于功率以及家庭建筑的影響,仍然不可避免地存在覆蓋

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    [!--empirenews.page--]問題以及在傳輸質(zhì)量上無法達(dá)到有線傳輸?shù)男Ч葐栴}。

      從以上分析可以看出,目前并沒有一種聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中是完美無缺的,不同傳輸技術(shù)將在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)互相協(xié)作,共同發(fā)展。未來的家庭中將采用兩種或多種傳輸技術(shù)的組合。隨著802.11n的普及,未來WLAN將成為視頻流傳輸?shù)妮d體,盡管有線技術(shù)實施起來仍更可靠,但是在QoS和吞吐量方面逐漸得到改善的WLAN由于具有移動性將會使其占據(jù)優(yōu)勢地位。而電力線上網(wǎng)在歐洲將獲得廣泛應(yīng)用,歐洲的建筑結(jié)構(gòu)可能意味著WLAN的應(yīng)用并不太適合。MoCA和HomePNA技術(shù)在北美區(qū)域由于同軸線纜和電話線的大量普及仍將會有一定的市場。

      家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)

      家庭網(wǎng)關(guān)作為家庭網(wǎng)絡(luò)與電信運營商網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系與互通的樞紐是電信網(wǎng)絡(luò)的一個末梢,在數(shù)字家庭中處于核心位置。一方面家庭網(wǎng)關(guān)利用多種聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為家庭內(nèi)部各終端提供互聯(lián)手段,提供業(yè)務(wù)承載、QoS保障、家庭安全與管理,同時也是家庭用戶從電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)獲得各種增值服務(wù)的通道和業(yè)務(wù)平臺。隨著網(wǎng)關(guān)承擔(dān)的作用越來越大,家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)也在逐步發(fā)展,總得來說網(wǎng)關(guān)技術(shù)的發(fā)展包括三個階段。

      橋接設(shè)備:常見的就是Modem設(shè)備,家庭網(wǎng)關(guān)的前身,它只是個簡單的橋接設(shè)備,功能單一,只是在二層上將家庭內(nèi)設(shè)備與接入網(wǎng)連接起來。

      家庭網(wǎng)關(guān):家庭網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備,家庭網(wǎng)絡(luò)的通信、管理、控制中心。具有豐富的家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)接口、完備的家庭網(wǎng)絡(luò)通信功能,負(fù)責(zé)整個家庭網(wǎng)絡(luò)的連接與管理,是運營商網(wǎng)絡(luò)的一部分。

      業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān):不單單是一個通信設(shè)備,更是一個業(yè)務(wù)的載體,運營商的各種新業(yè)務(wù)在網(wǎng)關(guān)上得以展現(xiàn),同時也承載家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各種業(yè)務(wù),它將是一個通用、開放的家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺,系統(tǒng)的開放性是比較重要的一個特征。

      目前HGI、寬帶論壇以及ITU-T都在制定關(guān)于家庭網(wǎng)關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其中運營商主導(dǎo)HGI組織的進(jìn)展最為快速。HGI從2004年成立起,就研究家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)場景及其應(yīng)用模式,然后制定家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的技術(shù)規(guī)范,2006年、2007年都發(fā)布了家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的技術(shù)規(guī)范。在家庭網(wǎng)關(guān)的基礎(chǔ)上,運營商越來越關(guān)注家庭網(wǎng)絡(luò)的各種業(yè)務(wù)的開展。如何為用戶提供更多的新業(yè)務(wù),并且更容易地部署這些業(yè)務(wù)成為運營商關(guān)注的重點。所以,家庭網(wǎng)關(guān)作為一個承載業(yè)務(wù)的平臺,其平臺性和開放性至關(guān)重要。在這方面很多運營商已經(jīng)開始進(jìn)行一些探索,如中國電信E8產(chǎn)品中定義的中間件模型、法電LiveBox產(chǎn)品中定義的HNSA架構(gòu)以及目前德國電信在研究的OSGI模型。總得來說運營商希望家庭網(wǎng)關(guān)不僅僅能提供本身應(yīng)具備的功能,同時需要提供一個開放的軟件環(huán)境用于后續(xù)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展,但具體如何實現(xiàn),仍然有待進(jìn)一步研究。

      遠(yuǎn)程管理技術(shù)

      隨著電信業(yè)務(wù)逐步向家庭內(nèi)部延伸以及家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能日益復(fù)雜,業(yè)務(wù)的開通部署、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運營維護(hù)成為一個非常重要的工作。由于設(shè)備數(shù)目巨大,且部署在家庭內(nèi)部,運營商對于遠(yuǎn)程管理的要求也日漸迫切。

      在網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程管理技術(shù)上以寬帶論壇主導(dǎo)的TR069系列網(wǎng)管規(guī)范相對比較成熟和全面,它支持對ADSL、VDSL、以太、PON、POTS等多種上行方式的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理,對網(wǎng)關(guān)的主要功能均抽象了管理參數(shù),并支持動態(tài)配置、(智能家居)版本升級、日志查看、遠(yuǎn)程復(fù)位等多種管理操作,同時在網(wǎng)管系統(tǒng)與營業(yè)系統(tǒng)、運維系統(tǒng)之間的北向接口均做了定義。目前基于TR069的網(wǎng)管系統(tǒng)已經(jīng)在中國電信、法國電信等眾多運營商網(wǎng)絡(luò)中部署,主要用于實現(xiàn)設(shè)備或業(yè)務(wù)的“零配置”開通,以及設(shè)備的日常診斷、維護(hù)。

      在對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行全面管理的基礎(chǔ)上,運營商已經(jīng)開始考慮如何對家庭內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行管理。主要有兩種思路:基于網(wǎng)關(guān)代理方式和網(wǎng)關(guān)協(xié)助直接管理方式。寬帶論壇采用網(wǎng)關(guān)協(xié)助管理方式定義了一套完整的內(nèi)聯(lián)設(shè)備管理機(jī)制——

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    [!--empirenews.page--]TR111,但由于目前大量部署到家庭的機(jī)頂盒設(shè)備很多采用橋接方式,內(nèi)聯(lián)管理機(jī)制應(yīng)用較少。

      設(shè)備自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)

      在家庭網(wǎng)絡(luò)中部署的信息終端越來越多,在解決他們之間的物理互聯(lián)問題之后,家庭用戶還需要對各個設(shè)備進(jìn)行一些復(fù)雜配置才能使用,這對于普通家庭用戶來說是難以接受的。加入到家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備如何能自動地相互發(fā)現(xiàn)并協(xié)同配合工作一直是數(shù)字家庭領(lǐng)域熱烈討論的問題。在這個領(lǐng)域中相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織很多,國內(nèi)的閃聯(lián)、e家佳,國際的UPnP、DLNA以及微軟提出的Rally等,從技術(shù)上來看這些標(biāo)準(zhǔn)基本都在UPnP規(guī)范基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成。(智能家居)從目前的發(fā)展趨勢來看,以媒體應(yīng)用為側(cè)重的DLNA標(biāo)準(zhǔn)相對成熟,尤其是在目前多媒體應(yīng)用日益普及的情況下DLNA受到越來越多設(shè)備廠家的重視和支持。目前不少消費電子、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都已經(jīng)推出基于DLNA標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和娛樂設(shè)備,這為家庭內(nèi)部設(shè)備互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)統(tǒng)一打下一定基礎(chǔ)。

      總結(jié)

      縱觀數(shù)字家庭領(lǐng)域這些年的發(fā)展,盡管受到業(yè)界的廣泛關(guān)注,這一概念也越來越普及,但數(shù)字家庭技術(shù)的發(fā)展仍然充滿不確定性。其中基于家庭網(wǎng)絡(luò)如何提供更多豐富多彩的業(yè)務(wù)以及降低設(shè)備的使用復(fù)雜性、提高運維管理能力是需要持續(xù)重點關(guān)注的。

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