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标题: 国内外家庭网络技术标准化现状 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 09:21
标题: 国内外家庭网络技术标准化现状
1、引言
　　家庭网络(home network)也称数字家庭(digital home)，是指在家庭范围内(可扩展至邻居或小区)将个人计算机(PC)、家电、安全和照明系统等相互连接，组成一个家庭内部的网络，并与广域网相连接，在家庭内部以及家庭与公网之间提供多种服务的一种新的组网和应用技术。目前业界公认的家庭网络的功能主要有四个方面：家庭娱乐(包括网上视频点播、游戏、网上浏览和聊天等)、家庭学习、家庭办公和家庭(安全)监控。
　　家庭网络是由共享互联网接入服务发展而来，正在向家庭内部组网(家庭私网)的方向发展，其功能也正在向提供语音、数据和视讯等多媒体业务的方向发展，从而逐步实现信息、通信、娱乐、教育、办公等多方面的功能，达到信息在家庭内部终端及与外部公网之间的充分流通和共享。
　　从下一代网络(NGN)的角度来看，家庭网络位于接入网之后，是直接为最终(家庭)用户提供服务的网络，如图1所示。目前家庭网络的接入方式多种多样，包括以太网、光纤到家(FTTH)、有线电视电缆、电力线等；家庭内部组网的技术更是五花八门，多种有线和无线技术并存，但网络层协议已经统一为IP，为业务和应用的提供创造了统一的技术平台。

图1　家庭网络在NGN中的位置

　　目前多个国际和国内组织都开展了对家庭网络技术和标准的研究，这些组织的研究内容有一定重叠，但侧重点有所不同，下面将对主要组织及其研究重点进行介绍。
2、国内主要的相关标准化组织
　　2.1　闪联
　　2001年，信息产业部和原国家经贸委联合组织了“家庭信息化网络技术体系结构及产品开发平台”工作组(即所谓的“闪联”)，由多家成员单位共同开发家庭信息网络中的共性技术和产品互联规范。2003年7月，联想、TCL、康佳、海信、长城五家企业发起，7家单位共同参与成立了IGRS(信息设备资源共享协同服务)标准工作组(网址为http：//www.igrs.org.cn)。
　　闪联的目标是通过开发IGRS协议，在有限范围网络域(有线、无线)内，支持多种信息设备、家用电器、通信设备之间的设备自动发现、动态组网、资源共享和协同服务，提高现有设备间的互操作性和易用性，充分发挥不同设备的功能特点，为用户创造新的应用模式和丰富应用。
　　2004年3月，闪联向信息产业部正式提交标准文本《信息设备资源共享协同服务协议标准1.0版》。目前，该工作组在标准制定、应用开发平台、测试和认证工具、验证系统方面均已经开展了相关工作。多家闪联成员如联想、康佳、海信、长虹等分别发布了符合闪联规范的相关产品。
　　闪联目前得到了很多成员单位的支持，但主要是由消费电子类厂商组成，从属于原电子部的领导，关注的领域主要也是集中在家庭内部消费电子领域的互连互通，虽然有电信运营商和通信产品制造商参与，但目前看来这些参加单位都没有起到应有的作用。家庭网络是一类综合性业务，涉及到消费电子产品和通信设备，如果不综合考虑所有会在家庭中出现的设备，互连互通的工作可能会不完全。
　　2.2　e家佳
　　2004年7月，海尔集团、清华同方、中国网通、上海广电集团、春兰集团、长城集团、上海贝岭等七家公司成立了“家庭网络标准产业联盟”，即“e家佳(ITopHome)”。e家佳的目标是加强市场需求的调研、分析，搭建家庭网络系统技术平台，形成并完善相关技术标准；促进家庭网络系统的产业化，以标准化规范产业化，并以产业化推动标准化；加强对国际标准的研究，形成具有中国特色的知识产权运作机制，争取将中国的家庭网络标准纳入到国际相关标准体系中。
　　e家佳由于成立的时间比较短，目前内部组织关系还有些混乱，还没有公开的标准化方面工作的进展。e家佳的定位是家庭环境，这个范围比闪联的范围明显要大一些，但中国的家庭网络整体来说还是处于培育阶段，这个定位对以家电企业为主的e家佳来说，不是一个那么容易达到的目标。
3、国外主要相关标准化组织
　　3.1　ITU-T
　　ITU-T主要由第9研究组(SG9)负责开展家庭网络的研究工作，目前成立了一个以家庭网络和家庭业务为主题的工作组，2004年6月在日本东京举行了一次会议，对家庭网络的框架结构、业务、网络技术、设备发现、媒体、QoS和安全方面进行了讨论，为下一步的工作方向奠定了基础。
　　(1)　SG9
　　ITU-T第9研究组(SG9)对家庭网络和家庭业务进行了大量的研究，其研究范围包括家庭网络的组织结构，家庭网络中的传输技术，内容的发现、传送和保护，家庭网络的安全性，家庭网络的服务质量，家庭网络的业务等。目前该研究组已发布了J.190、J.191、J.192三个与家庭网络相关的建议。J.190于2002年7月通过，名称为：支持基于电缆的业务的媒体家庭网络结构，是建议J.191和J.192的基础。J.191和J.192是2003年上半年先后通过的，J.191的名称为：增强Cable Modem的IP特性包，J.192的名称为：支持Cable业务转发的家庭网关。由于SG9的研究主要是关于有线电视的，所以这三个标准都是针对以Cable Modem方式为基础的家庭网络。
　　虽然SG9的工作主要是以有线电视电缆为基础，但是在网络层仍然是采用IP协议的，所以这三个建议对于电信领域也有一定的参考意义。
　　(2)　SG5
　　ITU-T SG5在下一研究期的工作计划中，专门建立了课题P/5：家庭用网络。其主要的研究任务是各种家用电器(诸如TV、VCR、DVD、电冰箱等)、布线系统(如配电线和电话线)、无线局域网(LAN)系统、xDSL系统、有线局域网等紧挨着使用所产生的电磁环境的特性；用于家庭环境的电信设备的电磁兼容性(EMC)要求；家庭环境中电磁问题的减轻方法等。
　　下一研究周期的主要任务是起草关于“家庭网络系统的EMC、耐受性和安全性要求”的系列新建议。
　　3.2　ETSI
　　ETSI(欧洲通信标准化组织)成立于1988年，其所属的AT(接入与终端)技术委员会成立了一个新的工作组——NGN@Home，研究重点为家庭环境的下一代网，保证从接入网络到家庭域网络(HAN)的业务和应用的传送，进行业务需求定义、业务分类、家庭网络融合等。主要的工作领域包括：家庭网关，家庭域网络技术，应用与业务，对模拟和ISDN遗留终端的支持等。由于成立的时间比较短，该工作组并没有提出新的内容。
　　3.3　DHWG/DLNA
　　DHWG(digital home working group)于2003年6月24日在美国旧金山成立，最初由17家消费电子、计算机和移动领域的主流公司组成。DHWG作为一个非盈利性组织旨在实现网络中的消费电子、移动设备和PC之间的数字内容的共享，例如数码音乐、数码照片和视频等。后来，为更好地体现该组织的作用及其数字化生存的理念，DHWG改名为DLNA(数字生活网络联盟)。DLNA是以下理念的发展，即电脑、家电和移动设备应能够通过有线或无线网络无缝协作，以在家庭环境中共享数字媒体内容。DLNA也试图将这一理念延伸到家庭之外，包括在旅途、办公室或家庭之外的任何其它地方共享内容。
　　DLNA旨在使用已成熟的技术标准，如IP、UPnP、Wi-Fi等，并与其他工业标准化组织联络，制定媒体格式、传输和协议互操作性的指南和规范，建立一个基于开放的工业标准的互操作性平台，供企业用来开发数字家庭有关的产品。
　　2004年6月，家庭网络设备互操作指导1.0版已经推出，基于DLNA指导的初步产品也将面世。
　　3.4　UPnP
　　UPnP(universal plug and play，通用即插即用)是一种能够自动发现、配置和控制设备，建立在IP网络基础上的网络协议(基于HTTP)。UPnP是由微软、Intel等公司发起组织的，旨在实现计算设备间的相互发现和控制的、一个免费的国际标准。UPnP论坛是UPnP的制定者，是一个非盈利性的国际标准联盟，会员无需交纳会员费且可以免费使用UPnP技术，目前有600多家厂商加入了UPnP论坛。
　　UPnP的主要设计目标集中在如何实现对计算设备的简单控制上。UPnP从设备的寻址、查找、控制、事件、表现五个方面定义了设备互操作机制，针对IP网络中的设备自动寻址问题采用了AutoIP(自动IP地址分配)机制，针对设备间的相互发现问题采用了SSDP(简单服务发现协议)。现在已经有很多系统采用了UPnP协议，其中微软的操作系统目前已经支持UPnP的功能。
　　3.5　OSGI
　　OSGI(open service gateway initiative)成立于1999年，是一个非盈利的国际组织，旨在建立一个开放的服务规范，为通过网络向设备提供服务建立开放的标准，是开放业务网关的发起者。
　　OSGI提出了一系列的规范，涉及构建开放的可交付网络服务的各个方面，包括以下子规范：Framework规范，Framework是0SGI业务平台规范的核心组成部分，提供了一个通用的、安全可管理的Java Framework；Package Admin Service规范，用于管理不同的Bundle之间的引用关系，当Bundle更新或者反安装时判断是否有其他的服务正在使用当前的Bundle；Start Level规范，定义了启动和停止一个OSGi Service Platform时，不同的Bundle的启动或者停止的先后顺序；Permission Admin Service规范，确定Bundle是否可执行另外的Bundle的代码；URL Handlers Service规范，说明怎样注册URL Schema，如何将java.io.InputStream对象转换为特定的Java对象；Log Service规范等。
4、其他相关组织
　　以下是一些在家庭网络研究方面影响比较小的标准化组织，它们或者是范围较窄，如UOPF；或者是某一个组织的一个课题，如EURESCOM；或者早已存在，但并非专门面向家庭网络，如ECHONET、SALUTATION。但这些标准化组织都从不同侧面或多或少地推进了家庭网络研究工作的进展，所以在此做简单介绍。
　　4.1　UOPF
　　UOPF(ubiquitous open platform forum)成立于2004年3月，其14个成员全部为日本家电企业和ISP。UOPF的目标如下：使基于宽带的信息家电用户友好、简单和安全；推动ISP和ASP提供多样易用的应用和内容。
　　4.2　ECHONET
　　ECHONET(energy conservation and homecare network，能源节约与家庭医疗组织)主要是由日本厂商组成，该组织的宗旨是通过开发ECHONET系统达到节约家庭能源和照料家庭的目的。通过ECHONET系统，每个节能的家庭可以间接地减少C0 2 的排放，减缓温室效应，并且通过对家庭设施的控制改善家庭的居住条件从而达到减少医疗费用，增加社会效益的目的。
　　ECHONET认为目前家庭网络无法广泛推广的一个原因是在家庭中重新布线的成本太高，因此该组织开发的标准体系对于设备的物理互连没有特殊规定，希望可以应用于已存在的家庭布线系统中，并可以广泛地适用于各种设备。
　　ECHONET有严格的组织结构，包括指导委员会、技术委员会和推进委员会，目前已经发布了ECHONET规范2.11版。
　　4.3　SALUTATION
　　SALUTATION是一个非盈利组织，旨在制定实现计算机与外设间更智能的互操作的规范。该组织并非针对家庭网络，但它的工作是家庭设备的互连互通基础。SALUTATION框架结构不依赖于操作系统、通信协议或者硬件平台，能够为不同的无线手持设备和办公室自动化设备之间提供信息交换。
　　联盟的首要成员是IBM，此外还包括Canon、Consumer Electronics Assoc、Continental Automated Buildings Assoc、Fuji Xerox、Infrared Data Assoc、Konica、Kyocera Mita、Matsushita、Murata、National Institute of Standards & Technology、Oki Data、Ricoh等公司。
　　4.4　EURESCOM
　　EURESCOM(欧洲电信开发与政策研究学会)是欧洲各大电信公司协作研究组织，由欧洲的主要电信运营商组成，目前推出了一个关于家庭业务开发的项目——OSIAN(operators strategy，business model and demonstration for using innovative home services to increase the ARPU in the fixed network)。
　　该项目的主要研究内容包括：家庭网络基础结构，如无线设备、媒体适配器和网关等；用户需求；电信市场形势；如何向家庭提供业务；根据市场状态为运营商提供相应的策略。
5、结束语
　　家庭网络的技术标准是家电、计算机、通信和多媒体等多个工业领域交叉的产物，而不同领域的专家和组织往往对家庭网络有不同的理解。因此，不同背景的标准化组织对其有不同的考虑，如家电厂家希望家庭网络以电视和有线电缆为核心，计算机厂家则希望以计算机为核心，通信厂家则希望以家庭网关(宽带接入)为核心。
　　从目前的状况看，对家庭网络的研究还处于早期的探索阶段，标准化工作更是呈现出百花齐放、百家争鸣的局面。虽然已经出现了一些有关家庭网络的应用研究、开发和演示，但仍然有一些关键问题有待解决，如家庭环境的组网与公众网络组网的差异(包括自动配置和管理、无线组网的邻居干扰与信息泄漏、有线网络的布线等)，家庭网络环境下业务与应用的创新等。因此，虽然家庭网络具有非常广阔的发展空间，但仍然需要业界的不断努力才可能实现。

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