家庭網路

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什麼是家庭網路

  將各種通信產品、電腦產品、消費電子類產品,按照家庭生活娛樂、數據傳遞、娛樂游戲、視頻會議、社區服務、商務活動、視聽享樂、智能家居等需求形成家庭網路。以有線電視為主渠道,以數字電視為中心,組成家庭信息、娛樂、控制服務和信息功能系統,通過對社會全方面信息的交互,使家居生活更加舒適、安全、智能化,開創一種全新的生活方式。

  家庭網路概念的提出涉及電信、通信網路、家電、小區物業和社區、IT等行業,應該說,這些行業對家庭網路的理解是不完全一樣的。

家庭網路的內容

  1.IT/家電行業提出的家庭網路概念

  家庭網路的概念最早是由IT/家電行業提出的,當時概念里的數字家庭網路的目的是打破各種“信息孤島”,實現各種信息終端之間的資源共用和協同。最初的發展思路是“信息設備家電化”,體現在PC技術與家電產品融合、PC技術與移動終端融合、數字電視與移動終端融合等方面,即“3C(家電通信PC)”的融合。

  對於IT和家電行業,目前的數字家庭網路通常有兩種理解。第一種理解指的是低速的家庭電器設備控制系統,主要用於家用電器設備的控制、安防等。這一類家庭網路由於相對成本較高(相對於應用),主要應用於智能樓宇以及個別的高檔小區。另一種理解指的是融合家庭控制網路和多媒體信息網路於一體的家庭信息化平臺,是在家庭範圍內實現信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保全(監控)裝置及水電氣熱表設備、家庭求助報警等設備互連和管理以及數據和多媒體信息共用的系統。現在的應用主要包括PC與家庭存儲設備、印表機等PC外設聯網實現資源共用,影音娛樂等家庭設備共用協同服務(例如將電視機、音響設備、DVD、電腦等家用多媒體設備進行媒體傳送和共用),家電網路控制(如燈光控制、空調控制)。

  2.通信業提出的家庭網路概念

  通信業提出的家庭網路概念具有以下含義。

  ①家庭網路不僅僅是一種網路技術,更重要的是一種業務/服務。

  ②數字家庭網路一定要與電信網路連接,甚至可以是電信網路端到端的一部分,家庭網路可以通過家庭網關將公共網路功能和應用延伸到家庭。

  ③家庭網路能提供集成的話音、數據、多媒體、高質量音視頻及其控制管理等業務。

  ④不強調家庭內部各終端設備的互連。

  從目前來看,電信運營商提及的家庭網路更側重於“基於電信網路/網際網路提供面向家庭的多種業務”的概念,而對於IT/家電行業提出的“家庭內部各種終端之間的資源共用和協同服務”的含義則在電信業對家庭網路的理解中不是太明顯。

  3.小區物業、社區等其他行業提出的家庭網路概念

  目前,在國內外一些小區、社區流行著“智能化小區”和“智能家居”的概念,這些概念本質上也是以家庭網路為基礎的,其推動因素一般分為兩種情況:第一種情況是政府作為面向社區推進信息化的一種方式,涉及水電氣、醫療、安防、物業等各行業;另一種情況是一些高端小區房地產開發商以“智能家居”概念作為吸引消費者賣點或小區物業以此提供多樣化的服務來滿足居民的各種生活需要。這種“智能小區”或“智能家居”提供的服務一般包含以下方面的一種或幾種。

  ①通過各種技術組網,支持自來水、煤氣、電力、暖氣的集中抄表。

  ②小區和家庭安防直接將安防信息和警報發給其小區警備室、派出所、公安分局等。

  ③接入小區服務、社區醫院等系統,只要用戶觸發按鍵,位置信息將自動發送到小區急救平臺或者相關社區醫院。

  這種“智能家居”的家庭網路的結構如圖所示,系統的核心設備是家庭控制器,它可以處理各種感測器的信號,做出相應的處理,並具有聯網能力。住戶內安裝的感測器有門磁感應開關、紅外移動探測器、煤氣泄漏探測器、煙感、溫感及其他安全感測器。家庭控制器通過社區網路(一般是採用五類線鋪設的小區區域網)連接到小區管理中心,實現小區管理中心對每一住戶的安全監控。

Image:“智能家居”的家庭网络结构图.jpg

  4.數字家庭網路

  數字家庭網路是指通過家庭網關將公共網路功能和應用延伸到家庭,並以有線網路無線網路連接各種信息終端(如家電、PC等),提供語音、數據、多媒體、控制和管理等功能,達到信息在家庭內部終端之間及其與外部公網的充分流通和共用。從用戶的角度來看,通過數字家庭網路可以享受以下服務:上網、IP電話、VOD點播、海量存儲和個性化的信息服務、互動的娛樂游戲、遠程網路上的家庭控制和安全服務管理等。

  家庭網路由兩大部分組成。一是家庭網關。這是整個家庭網路與外部網路發生聯繫的橋梁,它可從外部網路接收信號,通過家庭網路傳遞信號給某個設備。二是各種信息終端設備和智能家電設備。在一個家庭網路中,通過家庭內部的有線或無線網路,實現家庭網路各信息終端設備和智能家電設備的自組織聯網並提供自動發現和配置功能。

  家庭網路還包括Modem、PC、機頂盒(STB,Set Top Box)、lAD等,這些設備內部互連形成家庭網路。來自xDSL線路的IPTV業務通過家庭網路傳送到STB,由STB實現解碼的視頻信號可在電視機上顯示。STB可作為家庭網路的延伸,提供數字娛樂、通信、智能家居、網路共用等一體化解決方案,將寬頻網路從用戶的書房搬進客廳。

  數字家庭網路最終的發展目標是:家庭網路不僅僅是一個為了完成家庭內部各種設備資源共用、協同工作的網路,還能通過與外部網路(電信網/網際網路/社區網)的連接,實現家庭內部設備與外部網路信息交流的目的,通過豐富多彩的業務和應用使用戶享受到舒適、便利、安全的新的生活體驗,如圖所示。[1]

Image:未来的家庭网络.jpg

構成家庭網路的要素[2]

  (1)在家庭內部有連接家庭設施的無線或靈活佈線系統。通過內部的佈線系統可將家庭內所有信息終端、受控設施等連接起來,形成家庭內部網路。

  (2)家庭網路與外部公用網有良好的連接。家庭網路通過其網關與外部公用網有良好的連接,成為其公用網功能和應用在家庭中的延伸。

  (3)實現多媒體信息在家庭中的廣泛應用。服務於家庭的多媒體信息可包括語音、數據、視頻及各種控制與管理信息等。

  (4)實現各種信息在家庭終端之間的共用。通過家庭網路可實現各種內部信息在家庭終端之間的共用,通過家庭網路也可以實現共用外部公用網上的信息。

  (5)設置有防火牆監測。用戶的家庭網路將受到專業防火牆保護,當其被攻擊時防火牆也會報警。

  (6)家長控制機構。可以對網路上所有電腦的互聯網訪問進行控制,對有害站點列表進行更新,讓孩子不會受到傷害,讓家長放心。

  通過家庭網關可實現包括通信、管理和監控等的家庭自動化,其提供的業務服務應包括寬頻通信、監控管理和娛樂活動等。

家庭網路的主要特點[2]

  (1)速度。家庭成員可以同時使用多台電腦共用DSL高速連接。

  (2)共用。整個家庭可以共用互聯網接入、文件和印表機。

  (3)防火牆監測。用戶的家庭網路將受到專業防火牆保護。用戶只需要在家庭網路的每台電腦上分別安裝和升級防火牆軟體就可以享受專業防火牆服務,而不需要額外購買。用戶可以通過日誌查看攻擊情況,當家庭網路被攻擊時防火牆也會報警。

  (4)家長控制。家長控制功能集成在設備之中並根據家庭網路介面進行了優化,可以對網路上所有電腦的互聯網訪問進行控制。BellSomh將不斷對有害站點列表進行更新,讓孩子不會受到傷害,讓家長放心。所有的互聯網訪問都可以通過日期和時間進行限制,包括像Web瀏覽和即時消息在內的應用。用戶可以對不同的電腦制定不同的互聯網訪問策略。另外,家長控制甚至可以控制非電腦設備,如游戲機等。

  (5)簡單。使用無線解決方案,不需要在房間之間佈線。

家庭網路的分類[3]

  家庭網路可以劃分為有線家庭網路和無線家庭網路兩類。有線家庭網路經歷了同軸電纜傳輸系統(乙太網)、雙絞銅線系統(電話線)、雙向同軸電纜傳輸系統(寬頻)、交流電線傳輸系統等發展階段。隨著無線網路協議的不斷成熟,未來無線家庭網路必將成為發展趨勢。

家庭網路的相關產品[1]

  家庭網路設備主要有以下幾個方面。

  ①家庭電腦介面類設備。包括家用電腦、印表機、掃描儀和數位設備等,家庭電腦網路允許多台電腦和其他的設備通過共同的網路協議進行互連。

  ②電話設備。包括有線電話、手機和對講機等。若利用家庭網路,這些設備就能共用家庭接入介質,如同軸電纜或雙絞線等,而且允許提供數據和語音的傳輸服務。

  ③多媒體設備。包括電視機、音響、DVD、攝像機等。實現電視機與數位相機、攝像機和DVD等設備之間的視頻、音頻信號傳輸。對外實現可視電話、視頻會議和視頻點播等視頻、音頻信息交流,這體現了家用電器數字化和智能化的方向。

  ④安全系統。包括運動檢測儀、門禁設備和報警設備等。目前這些設備形成自己獨立的網路,系統多是通過電話線路連接到報警中心的。

  ⑤抄表系統。水、電、氣等公用事業公司推廣的遠程抄表,通過安裝在用戶家中的計費儀錶來進行賬目結算和其他的一些應用。

  家庭網路涉及的產品很多,而且由於通信行業和IT/家電行業對家庭網路的理解不完全一樣,因此其產品的形態也不一樣。

  隨著網際網路日趨步入千家萬戶,家用電器也開始革新並被賦予信息功能,人們稱之為新世紀的家用網路電器。

  ①網路信息冰箱。它是日本推出的新型冰箱。它以游戲機上網為先導,冷凍室內是15英寸液晶顯示屏,可接收有線電視網路服務的信息,並可通過主頁傳遞家庭電子郵件或本地區各類信息。

  ②網路全球收音機。它是英國一家電信公司開發的新型電器,機內有一個微型電腦,通過通信衛星接收全球一千多家廣播電臺的信號,調頻清晰,音質尤佳,並可進入網際網路收聽各種綜合服務的數據信息。

  ③網路衝浪電視機。它是美國無線電公司開發的新型電視機。它能使用戶邊看電視節目,邊在網際網路上巡游,並可以把與電視節目有關的網址下載下來,還可以通過E—mail傳送視頻、音頻及靜態圖像,也可連接印表機列印出來。

  ④網路可視電話機。它是新型電話機與家用電腦的網路連接,裝有網際網路軟體音效卡、送話器揚聲器和視像屏幕,不僅可以在網上面對面聊天,還能通過網際網路撥號到美國、日本、法國、加拿大等世界各地直接撥打長途電話,而且收費便宜。

  ⑤網路視像攝像機。它是美國一家公司新推出的視像攝像機,可使電腦用戶通過數據機上網進行雙向聯繫,傳送聲音影像。用戶通過熒屏和送話器可上網和遠方的親朋好友見面,並可讓攝像機的視像放大、距離拉近,讓遠方的畫面達到最理想的效果。

  ⑥網路家用監視器。為了讓上班或外出的人們及時監控家中的情況,利用電腦網路瀏覽器軟體和一臺攜帶型攝像機,對家中的廳堂或門銷進行各種安全功能的監控。用戶還可以監控家中的恆溫設備、安全設備及娛樂設備等。

  ⑦網路購物微波爐。新型微波爐門上設有觸摸式顯示屏和語言識別軟體。因此,主人把食物放入微波爐後,就可以用語言上網核查銀行賬戶餘額、支付賬單、查詢菜譜或上網購物。使用者也可以上萬維網衝浪,烹飪時給朋友發電子函件或欣賞電視節目。

家庭網路的業務[1]

  數字家庭網路提供和承載的業務和應用很多,家庭網路能提供集成的語音、數據、多媒體、高質量音視頻以及控制和管理等業務和應用。按照目前可預見的業務劃分,在家庭網路上可以開展的業務可分為家庭娛樂、家庭通信、家庭控制3類。

  1.家庭娛樂

  娛樂的內容是家庭網路的重點,也是各廠商主要關註的內容,其包括家庭內部資源共用、網際網路訪問、網路電視(IPTVInternet Protocol Television)、視頻播放、綠色上網、即時通信以及其他目前仍不可知的應用。其中視頻播放類業務包括以下幾個方面。

  ①視頻點播。指用戶通過互動方式選擇VOD節目併進行播放及相應的控制操作。

  ②電視直播。指用戶根據頻道直接選擇並收看電視節目,系統側向選擇該廣播頻道的全部用戶同時推送相同的音視頻流,播放既定的內容。

  ③時移電視。它是指電視直播在時間上的回溯,用戶可通過交互操作,對已播放過的直播節目重新回放觀看。

  ④個人錄像。指用戶可以將電視直播的內容存儲錄製,並對已錄製的節目進行回放觀看,包括網路個人錄像和客戶端個人錄像兩種方式。

  另外,綠色上網是一項電信增值業務,它主要面向有孩子的家庭用戶,提供有害網站過濾、垃圾郵件過濾、上網時間段以及上網時長控制的服務。該業務可過濾掉各種毒害青少年身心健康的不良網路信息,靈活地控制青少年的上網時間,防止青少年長期沉迷於網路,讓青少年在一片安全、純凈的綠色網路天空下健康成長。

  2.家庭通信

  家庭通信是家庭內最基本的業務,包括各類電話,如PSTNIP電話、WLAN電話、行動電話、無線市話等語音電話,可視電話、視訊會議等可視方式的通信。這些終端以有線或無線的方式,通過家庭網關組成家庭網路並配合業務平臺實現家庭通信的功能。

  3.家庭控制

  家庭控制是包括安防、監控、家電控制等內容在內,可以為用戶提供更為便利服務的一種家庭網路功能。目前在家庭網路中搭建的終端有視頻監控終端、三表抄送、家電控制應用。

  實際上家庭網路業務非常豐富,下麵是一些家庭中可以開展的業務:

  ①家庭工作(家庭式辦公室,虛擬專網);

  ②通信服務(電話、傳真、會議電視、交談電子郵件、社團);

  ③內容傳遞(網路瀏覽、電視、音樂、電影、軟體下載);

  ④電子商務(購物、銀行);

  ⑤家用電器控制(空調、熱水器);

  ⑥娛樂(電視、錄像機、音視頻、游戲);

  ⑦教育(遠程教學);

  ⑧醫療(傳呼醫生、照顧老人和殘疾人);

  ⑨安全(監視器、感測器、門禁、告警);

  ⑩電子測量(水、電、氣);

  ⑪遠程式控制制(通過家庭外的移動終端控制);

  ⑫遠程監視(在外面應答家庭訪問者)。

  數字家庭網路的服務包括了將家庭內的所有家用電器與電信網路、網際網路連接起來,實現信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保全監控裝置及水電氣表設備、家庭求助報警設備等的互連和管理以及數據和多媒體信息共用等。

  家庭網路相關業務/服務的發展將分為以下3個階段。

  ①起步期:通信類(主要包括上網、VoIP等)為主。

  ②成長期:通信類+娛樂類(主要包括VOD、IPTV、網路游戲、家庭影音娛樂等)+遠程醫療及教育等。

  ③成熟期:通信類+娛樂類+控制類(主要包括安全防護、電器控制等)。

  起步階段用戶需求不旺盛、產品標準不夠成熟、產品多樣化;成長階段產品標準相對成熟、需求旺盛、主要業務應用逐步增大;成熟階段用戶需求增長穩定、業務種類增多。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 1.2 敖志剛.現代網路新技術概論.人民郵電出版社,2009.09
  2. 2.0 2.1 王廷堯.無線光接入技術進展和應用.科學出版社,2009.04
  3. 尤克,黃靜華,任力穎.現代通信技術與交換網.高等教育出版社,2005年12月第1版
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