家庭网络

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什么是家庭网络

  将各种通信产品、计算机产品、消费电子类产品,按照家庭生活娱乐、数据传递、娱乐游戏、视频会议、社区服务、商务活动、视听享乐、智能家居等需求形成家庭网络。以有线电视为主渠道,以数字电视为中心,组成家庭信息、娱乐、控制服务和信息功能系统,通过对社会全方面信息的交互,使家居生活更加舒适、安全、智能化,开创一种全新的生活方式。

  家庭网络概念的提出涉及电信、通信网络、家电、小区物业和社区、IT等行业,应该说,这些行业对家庭网络的理解是不完全一样的。

家庭网络的内容

  1.IT/家电行业提出的家庭网络概念

  家庭网络的概念最早是由IT/家电行业提出的,当时概念里的数字家庭网络的目的是打破各种“信息孤岛”,实现各种信息终端之间的资源共享和协同。最初的发展思路是“信息设备家电化”,体现在PC技术与家电产品融合、PC技术与移动终端融合、数字电视与移动终端融合等方面,即“3C(家电通信PC)”的融合。

  对于IT和家电行业,目前的数字家庭网络通常有两种理解。第一种理解指的是低速的家庭电器设备控制系统,主要用于家用电器设备的控制、安防等。这一类家庭网络由于相对成本较高(相对于应用),主要应用于智能楼宇以及个别的高档小区。另一种理解指的是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台,是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安(监控)装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互连和管理以及数据和多媒体信息共享的系统。现在的应用主要包括PC与家庭存储设备、打印机等PC外设联网实现资源共享,影音娱乐等家庭设备共享协同服务(例如将电视机、音响设备、DVD、计算机等家用多媒体设备进行媒体传送和共享),家电网络控制(如灯光控制、空调控制)。

  2.通信业提出的家庭网络概念

  通信业提出的家庭网络概念具有以下含义。

  ①家庭网络不仅仅是一种网络技术,更重要的是一种业务/服务。

  ②数字家庭网络一定要与电信网络连接,甚至可以是电信网络端到端的一部分,家庭网络可以通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭。

  ③家庭网络能提供集成的话音、数据、多媒体、高质量音视频及其控制管理等业务。

  ④不强调家庭内部各终端设备的互连。

  从目前来看,电信运营商提及的家庭网络更侧重于“基于电信网络/因特网提供面向家庭的多种业务”的概念,而对于IT/家电行业提出的“家庭内部各种终端之间的资源共享和协同服务”的含义则在电信业对家庭网络的理解中不是太明显。

  3.小区物业、社区等其他行业提出的家庭网络概念

  目前,在国内外一些小区、社区流行着“智能化小区”和“智能家居”的概念,这些概念本质上也是以家庭网络为基础的,其推动因素一般分为两种情况:第一种情况是政府作为面向社区推进信息化的一种方式,涉及水电气、医疗、安防、物业等各行业;另一种情况是一些高端小区房地产开发商以“智能家居”概念作为吸引消费者卖点或小区物业以此提供多样化的服务来满足居民的各种生活需要。这种“智能小区”或“智能家居”提供的服务一般包含以下方面的一种或几种。

  ①通过各种技术组网,支持自来水、煤气、电力、暖气的集中抄表。

  ②小区和家庭安防直接将安防信息和警报发给其小区警备室、派出所、公安分局等。

  ③接入小区服务、社区医院等系统,只要用户触发按键,位置信息将自动发送到小区急救平台或者相关社区医院。

  这种“智能家居”的家庭网络的结构如图所示,系统的核心设备是家庭控制器,它可以处理各种传感器的信号,做出相应的处理,并具有联网能力。住户内安装的传感器有门磁感应开关、红外移动探测器、煤气泄漏探测器、烟感、温感及其他安全传感器。家庭控制器通过社区网络(一般是采用五类线铺设的小区局域网)连接到小区管理中心,实现小区管理中心对每一住户的安全监控。

Image:“智能家居”的家庭网络结构图.jpg

  4.数字家庭网络

  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,并以有线网络无线网络连接各种信息终端(如家电、PC等),提供语音、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。从用户的角度来看,通过数字家庭网络可以享受以下服务:上网、IP电话、VOD点播、海量存储和个性化的信息服务、互动的娱乐游戏、远程网络上的家庭控制和安全服务管理等。

  家庭网络由两大部分组成。一是家庭网关。这是整个家庭网络与外部网络发生联系的桥梁,它可从外部网络接收信号,通过家庭网络传递信号给某个设备。二是各种信息终端设备和智能家电设备。在一个家庭网络中,通过家庭内部的有线或无线网络,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功能。

  家庭网络还包括Modem、PC、机顶盒(STB,Set Top Box)、lAD等,这些设备内部互连形成家庭网络。来自xDSL线路的IPTV业务通过家庭网络传送到STB,由STB实现解码的视频信号可在电视机上显示。STB可作为家庭网络的延伸,提供数字娱乐、通信、智能家居、网络共享等一体化解决方案,将宽带网络从用户的书房搬进客厅。

  数字家庭网络最终的发展目标是:家庭网络不仅仅是一个为了完成家庭内部各种设备资源共享、协同工作的网络,还能通过与外部网络(电信网/因特网/社区网)的连接,实现家庭内部设备与外部网络信息交流的目的,通过丰富多彩的业务和应用使用户享受到舒适、便利、安全的新的生活体验,如图所示。[1]

Image:未来的家庭网络.jpg

构成家庭网络的要素[2]

  (1)在家庭内部有连接家庭设施的无线或灵活布线系统。通过内部的布线系统可将家庭内所有信息终端、受控设施等连接起来,形成家庭内部网络。

  (2)家庭网络与外部公用网有良好的连接。家庭网络通过其网关与外部公用网有良好的连接,成为其公用网功能和应用在家庭中的延伸。

  (3)实现多媒体信息在家庭中的广泛应用。服务于家庭的多媒体信息可包括语音、数据、视频及各种控制与管理信息等。

  (4)实现各种信息在家庭终端之间的共享。通过家庭网络可实现各种内部信息在家庭终端之间的共享,通过家庭网络也可以实现共享外部公用网上的信息。

  (5)设置有防火墙监测。用户的家庭网络将受到专业防火墙保护,当其被攻击时防火墙也会报警。

  (6)家长控制机构。可以对网络上所有计算机的互联网访问进行控制,对有害站点列表进行更新,让孩子不会受到伤害,让家长放心。

  通过家庭网关可实现包括通信、管理和监控等的家庭自动化,其提供的业务服务应包括宽带通信、监控管理和娱乐活动等。

家庭网络的主要特点[2]

  (1)速度。家庭成员可以同时使用多台计算机共享DSL高速连接。

  (2)共享。整个家庭可以共享互联网接入、文件和打印机。

  (3)防火墙监测。用户的家庭网络将受到专业防火墙保护。用户只需要在家庭网络的每台计算机上分别安装和升级防火墙软件就可以享受专业防火墙服务,而不需要额外购买。用户可以通过日志查看攻击情况,当家庭网络被攻击时防火墙也会报警。

  (4)家长控制。家长控制功能集成在设备之中并根据家庭网络接口进行了优化,可以对网络上所有计算机的互联网访问进行控制。BellSomh将不断对有害站点列表进行更新,让孩子不会受到伤害,让家长放心。所有的互联网访问都可以通过日期和时间进行限制,包括像Web浏览和即时消息在内的应用。用户可以对不同的计算机制定不同的互联网访问策略。另外,家长控制甚至可以控制非计算机设备,如游戏机等。

  (5)简单。使用无线解决方案,不需要在房间之间布线。

家庭网络的分类[3]

  家庭网络可以划分为有线家庭网络和无线家庭网络两类。有线家庭网络经历了同轴电缆传输系统(以太网)、双绞铜线系统(电话线)、双向同轴电缆传输系统(宽带)、交流电线传输系统等发展阶段。随着无线网络协议的不断成熟,未来无线家庭网络必将成为发展趋势。

家庭网络的相关产品[1]

  家庭网络设备主要有以下几个方面。

  ①家庭计算机接口类设备。包括家用计算机、打印机、扫描仪和数码设备等,家庭计算机网络允许多台计算机和其他的设备通过共同的网络协议进行互连。

  ②电话设备。包括有线电话、手机和对讲机等。若利用家庭网络,这些设备就能共享家庭接入介质,如同轴电缆或双绞线等,而且允许提供数据和语音的传输服务。

  ③多媒体设备。包括电视机、音响、DVD、摄像机等。实现电视机与数码相机、摄像机和DVD等设备之间的视频、音频信号传输。对外实现可视电话、视频会议和视频点播等视频、音频信息交流,这体现了家用电器数字化和智能化的方向。

  ④安全系统。包括运动检测仪、门禁设备和报警设备等。目前这些设备形成自己独立的网络,系统多是通过电话线路连接到报警中心的。

  ⑤抄表系统。水、电、气等公用事业公司推广的远程抄表,通过安装在用户家中的计费仪表来进行账目结算和其他的一些应用。

  家庭网络涉及的产品很多,而且由于通信行业和IT/家电行业对家庭网络的理解不完全一样,因此其产品的形态也不一样。

  随着因特网日趋步入千家万户,家用电器也开始革新并被赋予信息功能,人们称之为新世纪的家用网络电器。

  ①网络信息冰箱。它是日本推出的新型冰箱。它以游戏机上网为先导,冷冻室内是15英寸液晶显示屏,可接收有线电视网络服务的信息,并可通过主页传递家庭电子邮件或本地区各类信息。

  ②网络全球收音机。它是英国一家电信公司开发的新型电器,机内有一个微型计算机,通过通信卫星接收全球一千多家广播电台的信号,调频清晰,音质尤佳,并可进入因特网收听各种综合服务的数据信息。

  ③网络冲浪电视机。它是美国无线电公司开发的新型电视机。它能使用户边看电视节目,边在因特网上巡游,并可以把与电视节目有关的网址下载下来,还可以通过E—mail传送视频、音频及静态图像,也可连接打印机打印出来。

  ④网络可视电话机。它是新型电话机与家用电脑的网络连接,装有因特网软件声卡、送话器扬声器和视像屏幕,不仅可以在网上面对面聊天,还能通过因特网拨号到美国、日本、法国、加拿大等世界各地直接拨打长途电话,而且收费便宜。

  ⑤网络视像摄像机。它是美国一家公司新推出的视像摄像机,可使计算机用户通过调制解调器上网进行双向联系,传送声音影像。用户通过荧屏和送话器可上网和远方的亲朋好友见面,并可让摄像机的视像放大、距离拉近,让远方的画面达到最理想的效果。

  ⑥网络家用监视器。为了让上班或外出的人们及时监控家中的情况,利用计算机网络浏览器软件和一台便携式摄像机,对家中的厅堂或门销进行各种安全功能的监控。用户还可以监控家中的恒温设备、安全设备及娱乐设备等。

  ⑦网络购物微波炉。新型微波炉门上设有触摸式显示屏和语言识别软件。因此,主人把食物放入微波炉后,就可以用语言上网核查银行账户余额、支付账单、查询菜谱或上网购物。使用者也可以上万维网冲浪,烹饪时给朋友发电子函件或欣赏电视节目。

家庭网络的业务[1]

  数字家庭网络提供和承载的业务和应用很多,家庭网络能提供集成的语音、数据、多媒体、高质量音视频以及控制和管理等业务和应用。按照目前可预见的业务划分,在家庭网络上可以开展的业务可分为家庭娱乐、家庭通信、家庭控制3类。

  1.家庭娱乐

  娱乐的内容是家庭网络的重点,也是各厂商主要关注的内容,其包括家庭内部资源共享、因特网访问、网络电视(IPTVInternet Protocol Television)、视频播放、绿色上网、即时通信以及其他目前仍不可知的应用。其中视频播放类业务包括以下几个方面。

  ①视频点播。指用户通过互动方式选择VOD节目并进行播放及相应的控制操作。

  ②电视直播。指用户根据频道直接选择并收看电视节目,系统侧向选择该广播频道的全部用户同时推送相同的音视频流,播放既定的内容。

  ③时移电视。它是指电视直播在时间上的回溯,用户可通过交互操作,对已播放过的直播节目重新回放观看。

  ④个人录像。指用户可以将电视直播的内容存储录制,并对已录制的节目进行回放观看,包括网络个人录像和客户端个人录像两种方式。

  另外,绿色上网是一项电信增值业务,它主要面向有孩子的家庭用户,提供有害网站过滤、垃圾邮件过滤、上网时间段以及上网时长控制的服务。该业务可过滤掉各种毒害青少年身心健康的不良网络信息,灵活地控制青少年的上网时间,防止青少年长期沉迷于网络,让青少年在一片安全、纯净的绿色网络天空下健康成长。

  2.家庭通信

  家庭通信是家庭内最基本的业务,包括各类电话,如PSTNIP电话、WLAN电话、移动电话、无线市话等语音电话,可视电话、视讯会议等可视方式的通信。这些终端以有线或无线的方式,通过家庭网关组成家庭网络并配合业务平台实现家庭通信的功能。

  3.家庭控制

  家庭控制是包括安防、监控、家电控制等内容在内,可以为用户提供更为便利服务的一种家庭网络功能。目前在家庭网络中搭建的终端有视频监控终端、三表抄送、家电控制应用。

  实际上家庭网络业务非常丰富,下面是一些家庭中可以开展的业务:

  ①家庭工作(家庭式办公室,虚拟专网);

  ②通信服务(电话、传真、会议电视、交谈电子邮件、社团);

  ③内容传递(网络浏览、电视、音乐、电影、软件下载);

  ④电子商务(购物、银行);

  ⑤家用电器控制(空调、热水器);

  ⑥娱乐(电视、录像机、音视频、游戏);

  ⑦教育(远程教学);

  ⑧医疗(传呼医生、照顾老人和残疾人);

  ⑨安全(监视器、传感器、门禁、告警);

  ⑩电子测量(水、电、气);

  ⑪远程控制(通过家庭外的移动终端控制);

  ⑫远程监视(在外面应答家庭访问者)。

  数字家庭网络的服务包括了将家庭内的所有家用电器与电信网络、因特网连接起来,实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安监控装置及水电气表设备、家庭求助报警设备等的互连和管理以及数据和多媒体信息共享等。

  家庭网络相关业务/服务的发展将分为以下3个阶段。

  ①起步期:通信类(主要包括上网、VoIP等)为主。

  ②成长期:通信类+娱乐类(主要包括VOD、IPTV、网络游戏、家庭影音娱乐等)+远程医疗及教育等。

  ③成熟期:通信类+娱乐类+控制类(主要包括安全防护、电器控制等)。

  起步阶段用户需求不旺盛、产品标准不够成熟、产品多样化;成长阶段产品标准相对成熟、需求旺盛、主要业务应用逐步增大;成熟阶段用户需求增长稳定、业务种类增多。

参考文献

  1. 1.0 1.1 1.2 敖志刚.现代网络新技术概论.人民邮电出版社,2009.09
  2. 2.0 2.1 王廷尧.无线光接入技术进展和应用.科学出版社,2009.04
  3. 尤克,黄静华,任力颖.现代通信技术与交换网.高等教育出版社,2005年12月第1版
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