家庭联网的前景和面临问题

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1、前景看好的家庭联网
　　家庭联网(Home Networking)能把一个住家变成智能家庭(Smart Home)，把许多具备高度通信能力的信息家电(IA)连接起来，集成在一起，不仅它们之间能够相互通信，而且与外界也能通信，如图1所示。智能家庭将给我们提供各种各样的方便应用。例如，从网上图书馆下载在各种设备(从MP3播放机到电视机和PC)上享用个人想要的内容；自动识别走向大门的来客，把门廊的灯打开；自动把家里的温度调到预定的度数；具有Java支持能力的空调设备在有问题时能自动向制造厂家发送电子邮件，还允许用户在远地通过手机向它发送指令，以调节温度或关闭空调设备(见图2)。在新加坡就有一个豪华住宅区，其中各家都装有宽带接入基础设施和家庭网。通过家庭网的监视功能，住户可以从家里的屏幕上看到等候在电梯间的来客，并让他进来或不让进。住户还可接入一个小区公共门户，进行网上购物、检查个人邮箱、发送电子邮件和预定住宅区公共设施。

图1　家庭联网示意图

图2　通过手机遥控信息家电

　　实际上，家庭联网的技术已经基本就绪，并不是很遥远的事情。现在不少设备供应商和服务提供商正在朝着这一方向前进。它们把家庭联网看作为延长宽带价值链必走的一步。美国和加拿大的一些运营商在一年多前就走出了这一步。亚洲国家现也开始启动了，如日本的节能与管家网(Echonet)组织、韩国的家庭网论坛与我国的智能组群与资源共享(IGRS)组织在2004年6月一致同意，三国共享家庭联网的技术成果，共同推进国际标准化工作。韩国KT公司正与三星公司在汉城联合试验一个家庭联网服务项目，试验包括了200个家庭，为它们提供交互式数字广播、家庭自动化、家庭保安、远程医疗、信息娱乐(如VOD)、互联网广播和网络游戏等服务。美国的Intel也在忙于同微软和Chunghwa电信公司一起合作开发“数字家庭”，于2004年底为宽带用户提出数字家庭方案。
　　有的国家的管制部门也在推进数字家庭。例如，韩国的信息通信部已经设定了一个目标；即到2007年要通过家庭网连接1000万个家庭。为了支持家庭联网技术的开发工作和标准化工作，韩国信息通信部还专门拨款7.7亿美元。
　　家庭联网正在成为下一个能赚钱的焦点。In-stat/MDR公司认为，宽带共享和娱乐网络的发展将把家庭联网设备市场从2004年的83亿美元推向2008年的171亿美元。虽然目前大部分市场在北美(占全球家庭联网设备销售的46%)，但到2008年亚洲将成为家庭联网的地区领导者，占全球市场的36%，北美将下降到34%。Gartner对家庭联网的市场预测更为乐观，到2010年全球市场可达1062亿美元。IDC预测，2008年全世界已安装的家庭网可望从2003年的3700万个增加到1.11亿个。
　　发展家庭联网现在面临两个主要问题。一个是缺乏完整统一的标准，在组建家庭网和跨接几个网络层时在集成和互操作方面都存在较大麻烦，从网络本身一直到器具设备、接口和内容都有问题，尤其在内容的数字版权管理(DRM)方面。虽然有些问题最近得到了解决，但仍有不少问题有待解决。另一个主要问题是如何使用户充分理解所有这些新应用给他们带来的好处，愿意为这些应用掏腰包。
2、目前存在的各种联网技术
　　对于家庭应用，连接各种信息家电的网络基础设施必须易于安置，安装和维护费用便宜以及性能良好。所以，如何把所有家用设备连接在一起是一个关键问题。目前已有多种联网技术可用于智能家庭。
　　以太网LAN就是其中之一，只要用户家里布有5类线，就能使用以太网LAN，但是家庭以太网LAN的成本偏高，组建比较麻烦，因为需要在所有的房间内布线。
　　用WiFi来取代电缆是一种最直接的解决方案，现在变得非常热门，但在家庭联网应用中也遇到过互操作问题。为了解决这些问题，WiFi联盟在2004年9月颁布了WMM(WiFi多媒体)最新标准，它使各种信息家电，如电视机、DVD、移动电话等能够联网工作。符合WMM标准的首批信息家电预期在2004年圣诞节面世。但是，WiFi并非对每个家庭都是最好的家庭联网方案。例如，在欧洲很多住家是用石头和混凝土建造的，不利于用WiFi建网。用其他无线技术作家庭联网也可以，如蓝牙和HomeRF等。但是，使用无线技术，信息家电本身也需要无线通信能力，安装不是很简单，基本上都需要花钱请外部人员来建网。
　　现在比较一致的看法是，如果不是非常必要，就不用无线，也不用新的布线，而是使用住家现有的布线，包括电话线、有线电视电缆和电力线。在这方面，目前已有几个工业标准可供选用。利用现有电话线作家庭联网的标准有家庭电话线联网联盟制定的HomePNA。其思路类似于DSL，用普通电话线来同时支持话音、宽带数据和家庭网业务，速率高达128Mbit/s。用户只要把信息家电插入电话线插口即可联网。存在的主要问题是住家内的电话线插口数量有限，一般都少于5个，多半只有2-3个。
　　利用电力线作家庭联网的标准有HomePlug联盟推出的HomePlug。它基于OFDM技术。由于在大多数家庭电源插口比电话线插口多，从这一点看，HomePlug比HomePNA有优势。但是它面临不少其他问题，例如，因不同地方的电力管制办法不同而造成的困难，用户对使用电源插口不放心而产生的抵触情绪以及干扰、噪声与信号衰减等问题。
　　在2004年初成立的同轴电缆多媒体联盟(MoCA)本质上是WiFi联盟的同轴电缆翻版，试图制定利用现有有线电视电缆作家庭联网的标准，验证设备互操作性，让电视机、数字机顶盒、DVR、DVD、数字VHS、CD/MP3与PC等设备能够进行无缝连接。
　　另外还有一种新的无线联网标准是ZigBee(IEEE 802.15.4)。它是一种低速率、低成本、低功耗无线系统，主要用于监视和控制，为家庭网增加传感功能，支持其他标准不适用的低速率应用。它不仅打开了大量的新应用之门，而且还能给许多现有的应用增加新的价值。由于通过ZigBee各种非常简单的器件能够实现联网，作为一个全球标准，为将来实现无所不在的网络创造了条件。
　　表1是若干家庭联网技术的简单比较。由于存在着各种联网技术，至今处于百花齐放的状态，缺乏统一的标准，不利于降低成本和规模发展。

表1　若干家庭联网技术的比较

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技术	传输媒介	数据速率	QoS支持	成本
10Base-T	UTP-5	10Mbit/s	不支持	$10
100Base-T	UTP-5	100Mbit/s	不支持	$10
Bluetooth	无线	1Mbit/s	支持	每芯片$5
HomeRF 2.0	无线	10Mbit/s	支持	$70
IEEE 802.11b	无线	11Mbit/s	不支持	$80
HomePNA 2.0	电话线	10Mbit/s	不支持	$60
HomePlug	电力线	14Mbit/s	支持	$70

</DIV>3、内容共享和数字版权
　　在标准方面，除了网络和设备问题外，家庭联网的另一问题是内容配送和共享。内容配送和共享是家庭网的主要功能之一。目前许多供应商都推出了所谓的媒体网络产品。这些产品能把娱乐设备连接到网络上，让用户在家里共享音频和视频内容。微软正在推出的媒体中心延伸器技术将进一步助长这种趋势。人们享用的娱乐内容将越来越多地通过各种广播和IP信道被送到用户家里，然后再通过某种形式的网络在家里对内容作重新分配。媒体网络产品正在成为家庭联网市场中最热门的一部分。但是，要实现内容共享需要一个设备制造商和内容开发商一致认同的统一框架。2004年6月，数字生活网络联盟(DLNA)发布了第一个关于在家庭网上PC与家电设备共享内容的互操作导则版本。目前的DLNA框架包括以太网和WiFi的网络连接标准，用于网络堆栈的IP，用于媒体传送的HTTP以及用于设备发现、控制与媒体管理的通用即插即用(UpnP)。它还支持诸如JPEG、LPCM和MPEG-2等格式。该导则将来会增加一些附件，其第一个附件将定义任选的媒体格式，以扩大导则的范围。今后还会考虑智能遥控器和移动电话等移动设备。2004年末，DLNA的成员公司推出了基于首批导则的产品，但具有联盟正式证书和标志的产品要到2005年中期才会推向市场。
　　对内容提供商而言，版权保护是一个特别重要的问题。在所有的技术问题中，在不同设备之间提供数字版权管理(DRM)是最大的挑战。内容提供商(尤其是音乐公司和影片公司)虽然一直担心数字内容被下载，但是更担心的是内容共享。内容提供商一般愿意让用户作不能传送的下载，也就是说，用户只能在进行下载的设备上享用内容，这些设备可以是PC、机顶盒或移动电话。问题是这样做将使用户无法将其付钱下载的内容传送到另一设备去。比如说，如果用户能够从某网站下载MP3音乐文件，但不能把文件传送到他的便携式MP3播放机，用户就不满意了。解决这一矛盾的一种方法是“IP上的数字传输内容保护”(DTCP over IP)。这是由Intel、Toshiba、Hitachi、Sony和Panasonic制定的一个规范，关系到在基于IP的家庭网上传送有版权内容的拷贝保护。DTCP/IP基本上允许用户把家庭网中的某些设备指定为可信目的地，可以来回传送有版权内容，但不允许把它们传送到家庭网以外的网络上去。
4、结语
　　尽管迄今除了北美提供一些早期的家庭联网服务以外，大部分宽带服务提供商仍在观望，有关家庭联网的各种标准还在制定过程中，但多数宽带服务提供商已经把家庭联网看作一个大商机，因为它们可以把家庭联网作为一个集中管理的服务提供给用户，能给基本宽带连接服务增加可观的价值，提高用户的忠诚度和满意度。
　　随着家庭联网功能的不断完善，家庭网将成为家庭生活的中心。然而，家庭网并非千篇一律，把一个家庭连接成网有多种原因。对有些家庭，家庭联网只是为了简单地把两台和多台PC及其外围设备连接起来。对另一些家庭，还要加上VoIP，有的甚至还需要音频和视频流，需要连接的设备从PC一直到家庭娱乐系统。故每个家庭对家庭联网是各有所求的。但总地来看，作为住家，一般对以下4个关键平台感兴趣：增强的通信平台(VoIP、电话、视频、消息)、家庭监视平台(家庭自动化)、有价内容管理平台和个人内容管理平台。通过这4个平台获得灵活、方便和内容个性化的服务。
　　宽带服务提供商想获得成功，就必须能够提供各种家庭联网方案。最好从一开始就把住宅区设计成智能家庭，但这并不容易。首先需要解决IT产品与非IT产品之间的互操作问题；其次必须与建筑公司配合好，由两个不同行业一起来充分理解用户的需求，对住家而言更是需要从审美的角度来把许多不同的要求融会成一个用户友好的符合住户个人风格的方案。不管怎样，家庭联网的市场前景是看好的，人们喜欢改变自己的生活方式。