数字家庭网络技术应用新进展

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随着信息化的普及，家庭中的电脑、家电越来越多，而人们居住环境的改善，使各种电脑、家电之间的通信、合理的布线等需求也越来越强烈，有线和无线的方式都将应用到家庭中。从产业发展的潮流看，通信、信息、娱乐等技术迅速成熟，3C融合的趋势也已经显现，信息资源在个人终端上得以整合，个人用户可以直接面对一个虚拟的信息平台进行操作，设备和信息之间实现无缝的连接，所有这些使得“数字家庭网络”这个话题也越来越热。
数字家庭网络的业务分析
　　数字家庭网络是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭，并以有线网络或无线网络，连接各种信息终端（如家电、PC等），提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能，达到信息在家庭内部终端之间及其与外部公网的充分流通和共享。通过数字家庭网络可以实现以下的业务和应用：通过与Internet互联，以及机顶盒和电视机或电脑实现VOD点播，并提供基于ASP的海量存储和个性化的信息服务及互动的Internet娱乐游戏等服务。
　　实现家庭内部各种信息终端的高速信息共享。比如PDA、PC之间的数据共享。通过家庭网关实现远程对各种家用电器设备的控制、调节和监测，比如对微波炉、洗衣机、空调、灯光、电动窗帘、温度和湿度控制器、风量调节器等的控制。
　　实现防盗报警器、自动烟雾探测器、有害气体检测装置自动报警并通过网络发送到用户的手机、电子信箱或者小区的管理中心。
　　通过在家中安装摄像头，利用家庭网关作为视频服务器，用户在远端通过Internet可以实时监控家庭安全。
　　总而言之，数字家庭网络的业务定位于三大方面：家庭影音娱乐、电信及广播业务、控制和监视功能。
　　数字家庭从组成上又可以分为以下部分：家庭网关；各种信息终端设备和智能家电设备；家庭智能联网环境的构筑，即将数字家庭内各类终端互联并与家庭网关相连，通过家庭内部有线或无线方式的互联技术，实现家庭网络各信息终端设备和智能家电设备的自组织联网并提供自动发现和配置。
数字家庭的标准化
　　目前从事数字家庭标准化的组织非常多，国外有DLNA、ITU-T、UPnP、UOPF、ECHoNET等，每个标准化组织所涉及的情况不尽相同，而数字家庭涉及的各种业务和技术也非常烦杂，因此笔者从业务和网络分层的角度，将各标准化组织涉及的领域进行了归纳总结。
　　DLNA（Digital Living Network Alliance）主要涉及到家庭影音娱乐等业务应用方面；ITU-T作为电信领域的全球标准化组织，其在家庭方面涉及的业务和应用主要是基于电信网（含Internet）的业务和应用；而ECHoNET（Energy Conservation and Homecare Network）则是在家庭监控应用方面具有代表性的标准化组织。
　　当然，无论是DLNA、ITU-T还是ECHONET，涉及的各种家庭网络业务和应用，其基础是首先实现各种信息终端在物理层和网络层的互联，目前实现家庭网络联网的技术有很多种，对联网技术进行标准化的组织也有很多，比如IEEE（802.11WLAN、802.15.3 UWB、1394）、HomePlug（Power Line Communica-tion，PLC）、HomePNA（Phoneline Networking Alliance）等。
　　另外，在国内也成立了与UPnP论坛进行类似工作的标准化组织———闪联，闪联全称是“信息设备资源共享协同服务”（Intelligent Grouping and Resource Sharing，IGRS）标准工作组，于2003年7月由联想、TCL、康佳、海信、长城5家企业发起、7家单位共同参与正式成立，其目标是在“多种信息设备、家用电器、通讯设备之间的设备自动发现、动态组网、资源共享和协同服务”方面进行标准化工作。
　　从总体上看，最初DLNA（UPnP）的范围仅限于在家庭内部，现在也延伸到更广泛的环境，其目的是实现家电、计算机、通信设备的智能连接。闪联（IGRS）与DLNA（UPnP）的主要区别在于：闪联不仅实现设备间的智能互联，更重要的是实现设备的资源共享和协同服务，更加注重应用；IGRS为各种特定应用制定的相应框架，为最终应用程序开发提供了更进一步支持。
　　而从工作范围上来讲，闪联标准的范围不仅限于家庭，而且包括企业中的应用以及社会上相关资源的协同应用。从目前双方达成的共识来看，两个标准存在着很强的互补性，其工作组也正在就下一步的合作进行相互探讨。
　　ECHoNET是在家庭监控应用方面具有代表性的标准化组织，该组织的目标是为家电、传感器和控制器提供通信接口和协议，达到减少CO2排放，减少医疗费用，建立安全无障社区的目的，其研究内容包括用于ECHoNET的通信中间件、通信接口、通信协议等。该组织目前发布的标准包括———ECHoNET Specification Ver2.11.家庭网关应用及业务
　　家庭网关设备（Residential Gate-way，RG）是整个家庭网络与外部网络发生联系的桥梁，也是数字家庭各种业务和应用的关键。家庭网关是一种简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元，它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给某个设备。
　　ITU-T已经将家庭网络纳入到了NGN网络的一部分，而RG将在这其中扮演重要角色。
　　家庭网关应具备以下能力：
　　同时连接多个或不同种类的接入技术，同样家庭网络可以使用多种技术来构建；能够同时处理多种类型的接入网技术和多种类型的网络技术。
　　家庭网关必须能桥接接入网QoS和家庭网络的QoS；保障访问的内容不依赖于用以传送内容的硬件和传输机制；灵活的支持最新技术，建立在灵活的平台上，能够很容易升级。
　　按照业务和应用不同，家庭网关可以分为控制网关、应用网关和数据网关三种类型。
　　音频和视频流是应用网关中的重要特性，因为它们使用户可以预订基于Web的服务，比如：点播和VoIP通话特性。
　　通过家庭应用网关可以完成以下业务。家庭上网业务：IPTV业务，包括家庭网关支持视频点播、直播业务及远程教育；网上游戏业务：包括网关设备支持网络游戏终端开展游戏业务；IP电话、可视电话、家庭视频监控业务，控制网关可以实现远程网络上的家庭控制和安全服务管理。例如：拥有家庭控制网关的用户可以在工作或外出期间，访问自动化照明、供热和安全系统。
　　家庭控制网关还允许网络服务供应商提供全新的服务程序包，并创造新的收入来源。例如：通过与本地公共事业单位的联合，服务供应商可以安全地向消费者提交能源消耗的形式，并提供日使用定价等多样的通知方式。
联网技术及应用
　　家庭网络首先要解决的问题就是通过有线或无线方式的互联技术，实现家庭网络各信息终端设备和智能家电设备的物理联网。目前家庭网络中的互联技术五花八门，其技术特性及经济性也不尽相同，因此，具体技术的选择将取决于家庭网络支持的业务和应用对带宽、QoS及安全等方面的需求。