物联网与数字家庭网络技术
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3.2 家庭网络组网技术的进展

家庭网络最终的发展目标:家庭网络不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(PSTN、CATV、Internet)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、安全的生活体验。所以,对于家庭网络来说,除了组网技术之外,组成家庭网络的另外一个重要部分就是家庭网关。

家庭网关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。它可以从不同的外部网络接收通信信号,通过家庭网络传递信号给某个设备,同时还管理家庭内部设备之间的通信和共享。家庭网关基本还是与运营商业务相关联。电信运营商的宽带接入设备还不具备家庭网关的功能。有线电视运营商在实现双向数字电视改造后,家庭用户通过机顶盒可以实现宽带上网,这类机顶盒设备可以看做是初级的家庭网关。

3.2.1 国内组网技术的进展

在中国,家庭网络处于起步阶段,但其发展速度非常快。结合城镇家庭收入和历年对通信产品的消费,2004年至2009年为家庭网络缓慢起步期,2010年到2020年为快速增长期。据我国《智能家庭论坛》的网上调查推测,家庭网络逐渐被大家所认可,家庭网络正在成为继宽带接入家庭之后通信市场中的一座待挖掘的金矿。海尔集团估计,我国家电产量为1亿台左右,若将其中10%发展为网络家电,则家庭网络的市场空间将达到200亿元以上。国内相关企业和部门加大力度从事家庭网络技术和标准的研究。2003年10月,联想、TCL、康佳、海信、长城等国内IT巨头成立了闪联联盟,以推动数字办公领域的标准化。目前,闪联芯片、模块的开发工作已全面启动,并取得初步成功。未来,有自主知识产权的芯片和核心模块将大大降低闪联产品的开发成本,进一步促进产业化进程。市面上已有遵循闪联标准的产品出现,其中联想全线产品开始支持闪联,包括闪联PC、闪联笔记本、闪联手机和投影仪等高端产品。2004年7月,海尔联合清华同方、长城、中国网通、春兰、上海贝岭、上广电等6家企业正式成立了e家佳联盟,决定推动家庭网络的产业化。近期,建设部携100多家包括家电、IT、通信、建筑、建材、安防、物流等众多行业的企业加入了e家佳联盟。在中国国际消费电子博览会上,海尔推出了其第三代网络家电——“海尔e家”。

在国内的家庭网络领域,海信集团、中安集团已经在家庭网络方面做了一些实验性工作,其联网技术主要采用的是PLC联网技术。广东国家数字家庭基地建议未来家庭网络的组网机制采用“有线PLC+无线WLAN+ZigBee”混合组成。国内也有企业推动基于同轴电缆的家庭网络联网方式。武汉牧马人公司在这个领域有成熟的产品,包括成熟的10M基带EoC系列网桥、满足NGB网络建设要求的10Mbps/100Mbps基带EoC网桥、基于同轴电缆的家庭网络平台系列产品等。

3.2.2 国际组网技术的进展

从全球的发展情况看,目前在各地方其实是以不同的业务重点来向用户推广家庭网络的。家庭网络联网技术也是各种技术规格并举的局面,而家庭网关与运营商业务则结合紧密。

在一些发达国家,家庭网络产品已在一般家庭中普及。据Yankee Group组织统计,2010年在美国有将近5000万的家庭希望家中设备联网,其中600万通过电话线、3500万使用无线网络技术、约600万家庭采用电力线将已有的布线系统互连。2009年年底有大约1500万家庭安装了家庭网关,越来越多的家庭也开始了结构化布线。Parks Associate组织统计了美国家庭结构化布线的情况。同时,家庭网络产品标准也在这些国家得到认可和使用。

美国的家庭网络完全是在运营商提供融合业务的大背景下推动的。如图3-10所示,根据Parks Associate组织的调查,目前美国的家庭网络中采用最多的是无线局域网技术(53%),其次是有线以太网络技术(28%),MoCA技术只占10%,剩余的市场占有率是电力线(8%)和HPNA(1%)。无线局域网和有线以太网络是目前美国家庭联网的主流方式。

图3-10 美国家庭目前的联网方式

美国运营商Verizon是同轴电缆网络领域的领导行业之一,该公司已经在其光纤到家(FTTH)服务中,售出大约300万个MoCA节点设备。为Verizon提供机顶盒的摩托罗拉公司呼吁推动更大频宽的网络技术,“MoCA可以为家庭提供一个吉比特级的网络信道”。MoCA的成员认为,美国的家庭里同轴电缆的普及率高达70%,整个基础设施十分完整,而且同轴电缆传输多媒体视频资料的技术已经相当成熟稳定,适合利用它来传输多媒体视频资料。

摩托罗拉公司也为另一家网络通信业者AT & T,提供采用家用电话线网络联盟(HPNA)技术的机顶盒,为用户提供IPTV业务服务。另外,摩托罗拉公司于2008年为欧洲与加拿大的网络业者提供了采用HomePlug AV电力线技术的机顶盒。IEEE 1901小组的电力线网络标准也是一种家庭网络选择。

在欧洲,和全球其他地区一样,WLAN是家庭中普及、成长最快的联网技术。无线家庭网络的缺点是其不稳定性,容易受到干扰与安全窃取。家庭网络的网关平台是以互动电视为核心的MHP(多媒体家庭平台)。MHP是指以电视为中心构筑数字网络,使用一台机顶盒实现对来自卫星、无线电和有线信号的交互式操作,并能完成电子商务、银行转账等服务。MHP采用了Java技术,通用性强,由于它提供了连接互联网的开放环境,因此可促进数字电视的普及。

欧洲数字电视的进展要好于美国和日本。

韩国的家庭网络纳入了国家的战略规划,同时也是宽带接入普及后的一个自然应用。韩国是宽带应用最普及的国家。随着韩国宽带应用的普及,以及数字化程度的提高,从2004年开始,韩国政府开始将家庭网络视为其技术增长战略的关键部分和主要的经济增长点。作为“IT839战略规划”的重点项目,韩国政府在家庭网络项目中投资18亿美元,信息通信部选定KI联盟和SKI联盟作为其数字家庭的示范业者,通过政、产、学、研的通力合作,于2007年在1000万韩国家庭中部署了先进的家庭网络系统(占家庭总数的60%),并制定了要在家庭网络技术领域占领全球11%市场份额的宏伟目标。目前,韩国电信运营商和设备制造商已经将重点放在家庭网络上,SK电讯、KT电信和电子信息研究院都在数字化家庭研究开发方面投入了巨资,开始了大规模的家庭网络试验。

小结

本章介绍了家庭网络可以用到的通信技术,以及技术的发展状况和国内外这些技术的实际应用情况,为人们选择合适的家庭网络技术提供参考。