1、 数字家庭网络 的概念
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，并以有线网络或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、基于ASP的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。
家庭网络由以下两大部分组成：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，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。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，各类终端互联并与家庭网关相连，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、STB（机顶盒）、IAD（综合接入设备）等，这些设备内部互联形成家庭网络。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。
家庭网络概念的提出涉及到了电信、家电、IT等行业，从提供业务/服务的角度来说，涉及到信息服务提供商、电信网络运营商、小区物业等角色，从产品的角度来说，涉及到了通信网络设备和终端设备制造商，IT行业的芯片提供商、软件提供商和终端设备制造商以及家用电器制造商，这些行业对家庭网络的理解是不完全一样的：
●IT/家电行业最早提出家庭网络的概念，目的是打破各个家庭设备是“信息孤岛”的事实，实现各种信息终端之间的资源共享和协同工作。它认为数字家庭网络指的是家庭的信息设备、通信设备以及消费电子设备，包括电脑、数字电视机、高端手机等组成的一个家庭内部网络，可在这个宽带网络之上获取各种以数字娱乐为主的应用。提供的家庭网络服务并不一定要与电信网、互联网连接。
●通信行业认为家庭网络用户是从普通的电信业务用户和企业用户拓展延伸出来的一种用户群。数字家庭网络一定与电信网络进行连接，甚至可以看成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。并不强调家庭内部各终端设备的互联，但能实现对外出口带宽的共享。
●社区/居民小区物业认为家庭网络是智能化小区的概念延伸到家庭中，因此应与小区自建的网络相连，支持自来水、煤气、电力、暖气的远程集中抄表。可提供小区和家庭安防，直接将安防信息和警报发给所在小区警备室、街道派出所、公安分局等。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。
应该说，IT行业、通信行业、家电行业都在谈数字家庭，不同的行业都在期待数字家庭能够帮助各自的产业朝着健康的方向发展。
目前，IPTV业务被认为是数字家庭网络中的一个主要应用，数字电视机、IP机顶盒等终端产品成为家庭网络设备中的一个主要消费市场。
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/互联网/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1所示。
图1 未来的家庭网络
2、数字家庭网络提供的业务类别以及需求
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，从而达到信息与媒体在家庭内部终端之间充分共享及家庭终端与外部公网的信息流通的目的。
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。
虽然人为地将业务分成了很多类，但实质上可以预见的是，各种业务不会是以单一方式通过家庭网关向家庭单一推送，也不会是以简单捆绑的方式。家庭网络虽然可能不会出现类似于以往的“杀手级”业务，但是其相对于以前业务的“杀手锏”则是：用户将会更为便利而且随心所欲地在家庭中生活。
现在，无论是国内的闪联（IGRS），还是国际化的DLNA、UPNP，都已经开始推出符合其标准的可以互联、共享和统一控制的产品。通信厂商虽然开始了家庭网络业务的实验，但显然目前只是以“ 家庭网关 为界线，公共网络如何向家庭延伸”为研究的重点，而对于这些业务进入家庭之后如何让用户更好地接受却研究得较少。作者认为家庭网络的重点更多是在于在家庭中如何使用户更方便、更自由地生活，所以在家庭中的终端，包括通信终端、PC机、各类电器以及娱乐设备的完全互联和共享以及互控是家庭网络结构的目标，而业务在所有可用终端的共享是业务推进的重点。
总的来说， 数字家庭网络 的业务不是单纯以“信息”为核心的，还包括因为形成家庭网络而带来的生活便利，即所谓的数字化家庭。信息通信技术的发展为家庭网络化、信息化提供了强有力的技术保障，家庭网络应用条件开始具备。在家庭范围内，实现信息、通信、娱乐、家用电器、照明等设备的互联和管理，提高学习、工作、娱乐的质量，是用户的美好愿望。从这个角度看，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/X联网连接起来，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联和管理以及数据和多媒体信息共享等。可以想象，家庭成员可以在远方用计算机或电话通过互联网/电信网络对家庭电设施进行监控；家用电器制造商可以通过网络对其生产的设备进行售后跟踪服务：家用电器发生故障时能自动按预设的邮件地址发送电子邮件进行报警……这就是数字家庭网络系统，可实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换，通过网络为人们提供各种 丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。这些不是单纯的家庭信息服务，但是从数字化家庭的需求可以看到，其中很多环节产生了信息服务的需求：操作家用设备，需要得到在线的操作指南；设备商售后服务可以在线指导用户进行家电故障的排除等。
3、数字家庭网络的关键技术
数字家庭网络涉及的技术体系非常复杂，涉及的主要技术问题包括：联网技术、编址技术、自动发现技术、远程维护管理技术及媒体技术等。下面主要介绍这5类技术体系的发展现状。
首先是联网技术，家庭网络的联网可以充分利用家庭内部的有线和无线物理媒介，包括以太网、HomePNA、有线电视电缆（cable）、电力线（PLC）、IEEE 1394和蓝牙等。
不同的联网技术在使用的媒质、提供的速率、可达的距离和设备成本等各个方面都不同。各种技术的特征比较见表1。
表1 各类联网技术比较
技术 方便性 速率 距离
以太网 低 高 长
IEEE 1394 中 高 短
HomePNA 中 低 中
PLC 中 中 中
WLAN 高 中 短
UWB 中 高 很短
cable 技术 低 高 长
从目前以PC共享上网为主要应用模式的家庭网络服务来说，WLAN（无线局域网）是一种比较有优势的技术，市场数据也显示WLAN目前在家庭中的占有率也在迅速增加。随着家庭业务模式的不断发展和完善，对带宽和QoS等提出更高的要求时，家庭联网的技术选择还需要继续研究。
其次看编址技术，在未来家庭网络中，IP地址不仅会分配给传统的互联网接入设备、通信设备，还会分配给各种家电设备，因此对于IPv4和IPv6的选择是编址技术的研究重点。IPv6从技术上来说，具有几乎无限的地址空间、很好的QoS机制，天然地内嵌了安全机制和对移动IP的支持，是理想的家庭设备地址方案。除了IP域的编址问题，非IP域的编址也是家庭网络领域中必须面对的问题。现实中不可能各种联网的设备都具备TCP/IP协议栈，可以无缝地联入IP网络，对于没有IP地址的设备，比如各种简单电气设备和监控设备等如何寻址也是尚未解决的问题。虽然目前各种低速总线技术一般会规定自己的地址编码空间，但如何在这些技术中选择，是否需要统一这个编址空间或如何定义这些地址到代理设备中的IP地址的映射，都是没有解决的问题。
自动发现技术也称即插即用（Plug&Play）技术，是家庭网络发展的基础。正是由于该技术的逐渐成熟，带动了目前家庭网络的整体发展。而根据其服务对象和实现手段的不同，可以分为两类：一是在PC及其外设领域广泛得到应用的UPnP技术，这是最早成熟和目前被广泛接受的技术。国内的闪联也在这个领域做了很多工作。UPnP和IGRS等技术要求设备必须具备IP的协议栈。二是在家用电器和家庭控制领域中的即插即用技术，包括 HomePNP、LonWorks等。CEBus协议是建立在HomePNP基础上的，它允许各种电器设备通过电源线接口互相通信，省去了需要单独控制线路的麻烦。LonWorks提供了一个对等的通信控制方案，与Jini等技术结合，可以广泛用于从家庭到楼宇到小区等各种场合。由于产品大多基于公司自定义的某种标准，未经长时间的应用验证和业界的普遍认同，因此不同公司的产品无法互联、互操作。另外，即插即用功能的易用性也并不是那么理想，还需要完善。
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