數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展分析

1、數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的概念

　　數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是指通過家庭網(wǎng)關(guān)將公共網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用延伸到家庭，并以有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)連接各種信息終端（如家電、PC等），提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體、控制和管理等功能，達到信息在家庭內(nèi)部終端之間及其與外部公網(wǎng)的充分流通和共享。

    從用戶的角度來看，通過數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)可以享受以下服務(wù)：上網(wǎng)、IP電話、VOD點播、基于ASP的海量存儲和個性化的信息服務(wù)、互動的娛樂游戲、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的家庭控制和安全服務(wù)管理等。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)由以下兩大部分組成：一是家庭網(wǎng)關(guān)。這是整個家庭網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)生聯(lián)系的橋梁，也是數(shù)字家庭各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用的關(guān)鍵，它可以從不同的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號，通過家庭網(wǎng)絡(luò)傳遞信號給某個設(shè)備。二是各種信息終端設(shè)備和智能家電設(shè)備。在一個家庭網(wǎng)絡(luò)中，各類終端互聯(lián)并與家庭網(wǎng)關(guān)相連，通過家庭內(nèi)部的有線或無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)各信息終端設(shè)備和智能家電設(shè)備的自組織聯(lián)網(wǎng)并提供自動發(fā)現(xiàn)和配置功能。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)還包括Modem、PC、STB（機頂盒）、IAD（綜合接入設(shè)備）等，這些設(shè)備內(nèi)部互聯(lián)形成家庭網(wǎng)絡(luò)。來自xDSL線路的IPTV業(yè)務(wù)通過家庭網(wǎng)絡(luò)傳送到STB，由STB實現(xiàn)解碼的視頻信號可在電視機上顯示。STB可作為家庭網(wǎng)絡(luò)的延伸，提供數(shù)字娛樂、通信、智能家居、網(wǎng)絡(luò)共享等一體化解決方案，將寬帶網(wǎng)絡(luò)從用戶的書房搬進客廳。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)概念的提出涉及到了電信、家電、IT等行業(yè)，從提供業(yè)務(wù)/服務(wù)的角度來說，涉及到信息服務(wù)提供商、電信網(wǎng)絡(luò)運營商、小區(qū)物業(yè)等角色，從產(chǎn)品的角度來說，涉及到了通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備制造商，IT行業(yè)的芯片提供商、軟件提供商和終端設(shè)備制造商以及家用電器制造商，這些行業(yè)對家庭網(wǎng)絡(luò)的理解是不完全一樣的：

　　●IT/家電行業(yè)最早提出家庭網(wǎng)絡(luò)的概念，目的是打破各個家庭設(shè)備是“信息孤島”的事實，實現(xiàn)各種信息終端之間的資源共享和協(xié)同工作。它認(rèn)為數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)指的是家庭的信息設(shè)備、通信設(shè)備以及消費電子設(shè)備，包括電腦、數(shù)字電視機、高端手機等組成的一個家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可在這個寬帶網(wǎng)絡(luò)之上獲取各種以數(shù)字娛樂為主的應(yīng)用。提供的家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并不一定要與電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)連接。

　　●通信行業(yè)認(rèn)為家庭網(wǎng)絡(luò)用戶是從普通的電信業(yè)務(wù)用戶和企業(yè)用戶拓展延伸出來的一種用戶群。數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)一定與電信網(wǎng)絡(luò)進行連接，甚至可以看成是電信網(wǎng)絡(luò)端到端的一部分，家庭網(wǎng)絡(luò)可以通過家庭網(wǎng)關(guān)將公共網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用延伸到家庭。并不強調(diào)家庭內(nèi)部各終端設(shè)備的互聯(lián)，但能實現(xiàn)對外出口帶寬的共享。

　　●社區(qū)/居民小區(qū)物業(yè)認(rèn)為家庭網(wǎng)絡(luò)是智能化小區(qū)的概念延伸到家庭中，因此應(yīng)與小區(qū)自建的網(wǎng)絡(luò)相連，支持自來水、煤氣、電力、暖氣的遠(yuǎn)程集中抄表?？商峁┬^(qū)和家庭安防，直接將安防信息和警報發(fā)給所在小區(qū)警備室、街道派出所、公安分局等。接入小區(qū)服務(wù)、社區(qū)醫(yī)院等系統(tǒng)，只要用戶觸發(fā)按鍵，位置信息將自動發(fā)送到小區(qū)急救平臺或者相關(guān)社區(qū)醫(yī)院。

　　應(yīng)該說，IT行業(yè)、通信行業(yè)、家電行業(yè)都在談數(shù)字家庭，不同的行業(yè)都在期待數(shù)字家庭能夠幫助各自的產(chǎn)業(yè)朝著健康的方向發(fā)展。

　　目前，IPTV業(yè)務(wù)被認(rèn)為是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的一個主要應(yīng)用，數(shù)字電視機、IP機頂盒等終端產(chǎn)品成為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的一個主要消費市場。

　　數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)最終的發(fā)展目標(biāo)是：家庭網(wǎng)絡(luò)不僅僅是一個為了完成家庭內(nèi)部各種設(shè)備資源共享、協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò)，還能通過與外部網(wǎng)絡(luò)（電信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)/社區(qū)網(wǎng)）的連接，實現(xiàn)家庭內(nèi)部設(shè)備與外部網(wǎng)絡(luò)信息交流的目的，通過豐富多彩的業(yè)務(wù)和應(yīng)用使用戶享受到舒適、便利、安全的新的生活體驗，如圖1所示。



圖1　未來的家庭網(wǎng)絡(luò)

　　2、數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)類別以及需求

　　數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)提供和承載的業(yè)務(wù)和應(yīng)用很多，家庭網(wǎng)絡(luò)能提供集成的語音、數(shù)據(jù)、多媒體、高質(zhì)量音視頻以及控制和管理等業(yè)務(wù)和應(yīng)用，從而達到信息與媒體在家庭內(nèi)部終端之間充分共享及家庭終端與外部公網(wǎng)的信息流通的目的。

　　按照目前可預(yù)見的業(yè)務(wù)劃分，在家庭網(wǎng)絡(luò)上可以開展的業(yè)務(wù)可分為家庭娛樂、家庭通信、家庭控制3類。

　　雖然人為地將業(yè)務(wù)分成了很多類，但實質(zhì)上可以預(yù)見的是，各種業(yè)務(wù)不會是以單一方式通過家庭網(wǎng)關(guān)向家庭單一推送，也不會是以簡單捆綁的方式。家庭網(wǎng)絡(luò)雖然可能不會出現(xiàn)類似于以往的“殺手級”業(yè)務(wù)，但是其相對于以前業(yè)務(wù)的“殺手锏”則是：用戶將會更為便利而且隨心所欲地在家庭中生活。

    現(xiàn)在，無論是國內(nèi)的閃聯(lián)（IGRS），還是國際化的DLNA、UPnP，都已經(jīng)開始推出符合其標(biāo)準(zhǔn)的可以互聯(lián)、共享和統(tǒng)一控制的產(chǎn)品。通信廠商雖然開始了家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的實驗，但顯然目前只是以“家庭網(wǎng)關(guān)為界線，公共網(wǎng)絡(luò)如何向家庭延伸”為研究的重點，而對于這些業(yè)務(wù)進入家庭之后如何讓用戶更好地接受卻研究得較少。作者認(rèn)為家庭網(wǎng)絡(luò)的重點更多是在于在家庭中如何使用戶更方便、更自由地生活，所以在家庭中的終端，包括通信終端、PC機、各類電器以及娛樂設(shè)備的完全互聯(lián)和共享以及互控是家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，而業(yè)務(wù)在所有可用終端的共享是業(yè)務(wù)推進的重點。 

    總的來說，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)不是單純以“信息”為核心的，還包括因為形成家庭網(wǎng)絡(luò)而帶來的生活便利，即所謂的數(shù)字化家庭。信息通信技術(shù)的發(fā)展為家庭網(wǎng)絡(luò)化、信息化提供了強有力的技術(shù)保障，家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用條件開始具備。在家庭范圍內(nèi)，實現(xiàn)信息、通信、娛樂、家用電器、照明等設(shè)備的互聯(lián)和管理，提高學(xué)習(xí)、工作、娛樂的質(zhì)量，是用戶的美好愿望。從這個角度看，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)包括了將家庭內(nèi)的所有家用電器與電信網(wǎng)絡(luò)/X聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)信息設(shè)備、通信設(shè)備、娛樂設(shè)備、家用電器、自動化設(shè)備、照明設(shè)備、保安監(jiān)控裝置及水電氣表設(shè)備、家庭求助報警設(shè)備等的互聯(lián)和管理以及數(shù)據(jù)和多媒體信息共享等?？梢韵胂螅彝コ蓡T可以在遠(yuǎn)方用計算機或電話通過互聯(lián)網(wǎng)/電信網(wǎng)絡(luò)對家庭電設(shè)施進行監(jiān)控；家用電器制造商可以通過網(wǎng)絡(luò)對其生產(chǎn)的設(shè)備進行售后跟蹤服務(wù)：家用電器發(fā)生故障時能自動按預(yù)設(shè)的郵件地址發(fā)送電子郵件進行報警……這就是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可實現(xiàn)家庭內(nèi)部信息與家庭外部信息的交換，通過網(wǎng)絡(luò)為人們提供各種豐富、多樣化、個性化、方便、舒適、安全和高效的服務(wù)。這些不是單純的家庭信息服務(wù)，但是從數(shù)字化家庭的需求可以看到，其中很多環(huán)節(jié)產(chǎn)生了信息服務(wù)的需求：操作家用設(shè)備，需要得到在線的操作指南；設(shè)備商售后服務(wù)可以在線指導(dǎo)用戶進行家電故障的排除等。

　　3、數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

　　數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)涉及的技術(shù)體系非常復(fù)雜，涉及的主要技術(shù)問題包括：聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、編址技術(shù)、自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)、遠(yuǎn)程維護管理技術(shù)及媒體技術(shù)等。下面主要介紹這5類技術(shù)體系的發(fā)展現(xiàn)狀。

　　首先是聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，家庭網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)可以充分利用家庭內(nèi)部的有線和無線物理媒介，包括以太網(wǎng)、HomePNA、有線電視電纜（cable）、電力線（PLC）、IEEE 1394和藍牙等。

　　不同的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在使用的媒質(zhì)、提供的速率、可達的距離和設(shè)備成本等各個方面都不同。各種技術(shù)的特征比較見表1。

　　表1　各類聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較
技術(shù)  方便性  速率  距離
以太網(wǎng)  低  高  長
IEEE 1394  中  高  短
HomePNA  中  低  中
PLC  中  中  中
WLAN  高  中  短
UWB  中  高  很短
cable 技術(shù)  低  高  長

　　從目前以PC共享上網(wǎng)為主要應(yīng)用模式的家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來說，WLAN（無線局域網(wǎng)）是一種比較有優(yōu)勢的技術(shù)，市場數(shù)據(jù)也顯示W(wǎng)LAN目前在家庭中的占有率也在迅速增加。隨著家庭業(yè)務(wù)模式的不斷發(fā)展和完善，對帶寬和QoS等提出更高的要求時，家庭聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)選擇還需要繼續(xù)研究。

　　其次看編址技術(shù)，在未來家庭網(wǎng)絡(luò)中，IP地址不僅會分配給傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備、通信設(shè)備，還會分配給各種家電設(shè)備，因此對于IPv4和IPv6的選擇是編址技術(shù)的研究重點。IPv6從技術(shù)上來說，具有幾乎無限的地址空間、很好的QoS機制，天然地內(nèi)嵌了安全機制和對移動IP的支持，是理想的家庭設(shè)備地址方案。除了IP域的編址問題，非IP域的編址也是家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中必須面對的問題?，F(xiàn)實中不可能各種聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備都具備TCP/IP協(xié)議棧，可以無縫地聯(lián)入IP網(wǎng)絡(luò)，對于沒有IP地址的設(shè)備，比如各種簡單電氣設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備等如何尋址也是尚未解決的問題。雖然目前各種低速總線技術(shù)一般會規(guī)定自己的地址編碼空間，但如何在這些技術(shù)中選擇，是否需要統(tǒng)一這個編址空間或如何定義這些地址到代理設(shè)備中的IP地址的映射，都是沒有解決的問題。

　　自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)也稱即插即用（Plug&Play）技術(shù)，是家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)。正是由于該技術(shù)的逐漸成熟，帶動了目前家庭網(wǎng)絡(luò)的整體發(fā)展。而根據(jù)其服務(wù)對象和實現(xiàn)手段的不同，可以分為兩類：一是在PC及其外設(shè)領(lǐng)域廣泛得到應(yīng)用的UPnP技術(shù)，這是最早成熟和目前被廣泛接受的技術(shù)。國內(nèi)的閃聯(lián)也在這個領(lǐng)域做了很多工作。UPnP和IGRS等技術(shù)要求設(shè)備必須具備IP的協(xié)議棧。二是在家用電器和家庭控制領(lǐng)域中的即插即用技術(shù)，包括 HomePNP、LonWorks等。CEBus協(xié)議是建立在HomePNP基礎(chǔ)上的，它允許各種電器設(shè)備通過電源線接口互相通信，省去了需要單獨控制線路的麻煩。LonWorks提供了一個對等的通信控制方案，與Jini等技術(shù)結(jié)合，可以廣泛用于從家庭到樓宇到小區(qū)等各種場合。由于產(chǎn)品大多基于公司自定義的某種標(biāo)準(zhǔn)，未經(jīng)長時間的應(yīng)用驗證和業(yè)界的普遍認(rèn)同，因此不同公司的產(chǎn)品無法互聯(lián)、互操作。另外，即插即用功能的易用性也并不是那么理想，還需要完善。 

    遠(yuǎn)程維護管理技術(shù)是實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的一個重要技術(shù)手段，目前只有DSL論壇和CCSA在ADSL Modem的自動配置和遠(yuǎn)程管理方面做了一些有益的工作，但遠(yuǎn)沒有達到一個通用的業(yè)務(wù)配置功能平臺的要求，因此對自動配置和遠(yuǎn)程管理維護技術(shù)仍需進行大量的研究。未來需要解決的家庭網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程維護管理包括兩個方面：一方面是對家庭網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程維護管理，另一方面是通過家庭網(wǎng)關(guān)對家庭內(nèi)部的終端進行管理。

　　媒體技術(shù)是實現(xiàn)不同媒體設(shè)備/格式之間互通的基礎(chǔ)。目前，音頻和視頻編碼技術(shù)很多，但是出于性能、成本和代表不同利益集團等各種因素的考慮，家庭網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備往往會選用不同的編碼方式，這給設(shè)備之間的互通帶來了很大的困難。因此，標(biāo)準(zhǔn)組織開始著手進行格式互通的規(guī)則制定工作。以DLNA的工作為例，它規(guī)定了設(shè)備對媒體的支持能力。DLNA規(guī)定了幾種必選格式，也定義了可選格式和相互之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，如表2所示。

　　表2　DLNA定義的媒體格式
媒體類型  必選格式集
（必須全部實現(xiàn)）  可選格式集
（可以實現(xiàn)一個或多個）
圖像 JPEG  PNG、GIF、TIFF
音頻  LPCM  AAC、AC-3、ATRA3+、MP3、WMA9
音視頻  MPEG-2  MPEG-1、MPEG-4、WMV-9

　　 4、部分國家和地區(qū)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況

　　從全球的發(fā)展情況看，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)目前在各地方其實是以不同的業(yè)務(wù)重點來向用戶推廣的。

    在歐洲，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的核心是MHP（多媒體家庭平臺），MHP是指以電視為中心構(gòu)筑數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，使用一臺機頂盒實現(xiàn)對來自衛(wèi)星、無線電和有線信號的交互式操作，完成電子商務(wù)、銀行轉(zhuǎn)賬等服務(wù)。MHP采用了Java技術(shù)，通用性強，由于它提供了連接互聯(lián)網(wǎng)的開放環(huán)境，可促進數(shù)字播放的普及。數(shù)字播放形式的MHP在歐洲已進入實用化。歐洲數(shù)字播放的進展要好于美國和日本，如英國BskyB推廣之后，兩年內(nèi)就獲得300萬家庭用戶，法國TPS也發(fā)展了100萬家庭用戶。這些數(shù)字播放利用雙向功能為用戶提供電子商務(wù)等各種服務(wù)。

　　韓國的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)納入了國家的戰(zhàn)略規(guī)劃，同時也是寬帶接入普及后的一個自然應(yīng)用。韓國是寬帶應(yīng)用最普及的國家。隨著韓國寬帶應(yīng)用的普及以及數(shù)字化程度的提高，從2004年開始，韓國政府開始將家庭網(wǎng)絡(luò)視為其技術(shù)增長戰(zhàn)略的關(guān)鍵部分和主要的經(jīng)濟增長點。作為“IT839戰(zhàn)略規(guī)劃”的重點項目，韓國政府準(zhǔn)備為家庭網(wǎng)絡(luò)項目投資18億美元，信息通信部選定KI聯(lián)盟和SKI聯(lián)盟作為其數(shù)碼家庭的示范業(yè)者，計劃通過產(chǎn)、官、學(xué)、研的通力合作，到2007年在 1 000萬韓國家庭部署先進的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（占家庭總數(shù)的60%），并制定了要在家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域占領(lǐng)全球11%市場份額的宏偉目標(biāo)。韓國信息通信部在 2004年12月舉辦了“IT839的3大基礎(chǔ)建設(shè)與家庭網(wǎng)絡(luò)的整合研討會”，決定從2006年開始對各自獨立推動的BcN、IPv6、RFID/USN等3大基礎(chǔ)建設(shè)與家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進行整合管理，實施互動營運示范計劃。目前，韓國電信運營商和設(shè)備制造商已經(jīng)將重點放在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)上，SK電訊、KT電信和電子信息研究院都在“數(shù)字化家庭”研究開發(fā)方面投入了巨資，開始了大規(guī)模的家庭網(wǎng)絡(luò)試驗。

　　美國的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是在運營商提供融合業(yè)務(wù)的大背景下推動的。2003年6月，美國電信運營商Verizon公布將在2004年推出名為VerizonOne的終端設(shè)備。該終端是無繩電話和蜂窩電話的雜交產(chǎn)品，在家使用時是無繩電話，走固網(wǎng)線路，在外使用時則成為普通移動電話。2004年初，Verizon推出更加面向未來的多業(yè)務(wù)融合業(yè)務(wù)計劃。該業(yè)務(wù)計劃的名稱為Iobi，與之相關(guān)的終端產(chǎn)品仍命名為VerizonOne。Iobi將固定、移動、數(shù)據(jù)或IP業(yè)務(wù)應(yīng)用進行智能整合，使用戶持有的各種通信終端（如手機、PDA、固定電話、電腦等）實現(xiàn)個性化的無縫應(yīng)用融合，形成個人通信設(shè)備網(wǎng)，即個人所持有的各種通信設(shè)備可以通過Iobi實現(xiàn)應(yīng)用業(yè)務(wù)的互通和共享。Iobi服務(wù)使用戶可以利用電腦、VerizonOne終端或移動終端進入Iobi服務(wù)配置網(wǎng)頁，根據(jù)自身的需要配置并管理多終端業(yè)務(wù)（如個人電話、語音信箱、工作日程、通信錄、電子郵件等）。

　　總的來說，不同國家和地區(qū)推動數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的動力以及主體有一定的差異，因此在業(yè)務(wù)的推廣模式、重點業(yè)務(wù)等方面有比較明顯的差異。歐洲以數(shù)字廣播業(yè)務(wù)為龍頭，以機頂盒為家庭網(wǎng)絡(luò)的核心產(chǎn)品；美國則是電信運營商出于電信市場競爭的壓力以及未來持續(xù)發(fā)展的需要來發(fā)展家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，希望借助家庭網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)延伸和拓展到家庭內(nèi)部；韓國的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展其實最值得中國借鑒，國家通過制定統(tǒng)一的發(fā)展戰(zhàn)略，拉動整個產(chǎn)業(yè)鏈各方介入到家庭網(wǎng)絡(luò)的推廣、普及以及應(yīng)用中，業(yè)務(wù)上以家庭娛樂服務(wù)為主。
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