信息和通信技術的飛速發展正在不斷改變人們的生活，信息化和數字化越來越成為社會各個領域的大勢所趨。數字家庭概念應運而生，電信、家電、IT等行業對數字家庭有著各自的解讀。對電信運營商來講，數字家庭是將公共網絡和信息服務以家庭網關為連接點延伸到家庭，并通過家庭網絡連接各種信息終端，為家庭提供集成的通信、娛樂、家電控制、安全防范、家居管理和信息服務等功能。數字家庭領域涉及的技術非常復雜，主要包括：聯網技術、家庭網關技術、設備自動發現技術、遠程管理技術。

　　聯網技術

　　家庭聯網技術解決家庭內部多種終端之間的物理互聯。由于家庭環境的多樣性和復雜性，聯網技術一直是數字家庭中非常活躍的技術領域，隨著以IPTV業務為代表的多媒體業務和應用在家庭的普及，對互聯技術在帶寬性能、QoS保證以及使用便捷上提出了更高的要求。目前在數字家庭組網中常見的互聯技術主要有以太網、HomePNA、MoCA、PLC、WiFi等。

　　以太網技術在目前的網絡世界里是一個非常普及的連接技術，可以提供從10M到100M甚至千兆的傳輸帶寬。以太網上基于802.1p的QoS機制相對比較簡單，通過家庭網關的配合可以滿足語音、視頻、數據多種信息流的QoS要求。以太網技術在目前的家庭設備互聯中是最簡單也是最普及的，但由于以太網對家庭布線有較高的要求，而且不具備移動性，所以在很多應用上受到相當的限制。

　　HomePNA是一種基于電話線傳輸的家庭互聯技術，通過在雙絞線上調制信號承載數據提供基于電話線的聯網技術，HomePNA3.0提供了對同軸電纜的支持，2005年被ITU標準化為G.9954。目前最新的標準HomePNA3.1理論最高速率達到320Mbps，支持同步、異步兩種MAC機制，使用同步MAC可以獲得更好的QoS保證。總得來說，HomePNA技術能最大可能重用家庭內部已有的布線系統來提供設備互聯，大大減少了布線改造。HomePNA技術被AT&T采納用于作為其家庭網絡解決方案的主要互聯機制。但作為一種有線技術，除了線纜的局限性外，還存在一些缺陷：傳輸延時大，在同軸線上與VDSL、數字電視的頻段存在沖突等。

　　MoCA是一種與HomePNA類似的技術，采用同軸電纜作為傳輸介質，能提供理論最大270Mbps的帶寬。MoCA最大的問題在于目前還沒有標準化，支持它的芯片廠家很少，從而也造成成本高、缺乏互通等問題。

　　相對以上三種有線技術，由家庭插座(HomePlug)聯盟組織主導的基于電力線的傳輸PLC技術是一種布線更加便捷的互聯技術。PLC采用類似以太網的傳輸機制，提供200Mbps的物理帶寬，并且專門考慮AV高帶寬、低時延的要求，目前影響PLC普及的主要因素有：電力線上的干擾問題、用戶間隔離以及成本。

　　HomePNA、MoCA、PLC三種有線技術在MAC/PHY層各不相同，為了統一家庭互聯技術，ITU-T Q4/15開始研究G.hn，宗旨是為家庭網絡制定單一、統一的互聯技術標準，這種技術保證家庭網絡所有的有線傳輸介質可以互通。G.hn技術規范基于有線介質的PHY技術、統一MAC技術。支持G.hn的芯片可以在不同的有線傳輸介質上傳輸信號，使采用同軸電纜、電話線或電力線傳輸的數據速率從50Mbps提高到超過700Mbps，將主要應用于家庭網絡高速數據、視頻等的傳輸。

　　相對于有線技術，WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞，尤其是基于OFMA和MIMO技術的802.11n的出現使之成為大眾所期望的終極互聯技術。(智能家居)經過多年的技術討論802.11n的draft4.0已經通過，正式標準預計會在2009年最終定稿，困擾11n的標準問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術能帶來高達600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力，使得無線承載多媒體應用，尤其是視頻媒體成為可能。當然作為一種無線技術，在家庭應用時受限于功率以及家庭建筑的影響，仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質量上無法達到有線傳輸的效果等問題。

　　從以上分析可以看出，目前并沒有一種聯網技術在家庭網絡環境中是完美無缺的，不同傳輸技術將在家庭網絡內互相協作，共同發展。未來的家庭中將采用兩種或多種傳輸技術的組合。隨著802.11n的普及，未來WLAN將成為視頻流傳輸的載體，盡管有線技術實施起來仍更可靠，但是在QoS和吞吐量方面逐漸得到改善的WLAN由于具有移動性將會使其占據優勢地位。而電力線上網在歐洲將獲得廣泛應用，歐洲的建筑結構可能意味著WLAN的應用并不太適合。MoCA和HomePNA技術在北美區域由于同軸線纜和電話線的大量普及仍將會有一定的市場。

　　家庭網關技術

　　家庭網關作為家庭網絡與電信運營商網絡聯系與互通的樞紐是電信網絡的一個末梢，在數字家庭中處于核心位置。一方面家庭網關利用多種聯網技術為家庭內部各終端提供互聯手段，提供業務承載、QoS保障、家庭安全與管理，同時也是家庭用戶從電信網絡與互聯網絡獲得各種增值服務的通道和業務平臺。隨著網關承擔的作用越來越大，家庭網關技術也在逐步發展，總得來說網關技術的發展包括三個階段。

　　橋接設備：常見的就是Modem設備，家庭網關的前身，它只是個簡單的橋接設備，功能單一，只是在二層上將家庭內設備與接入網連接起來。

　　家庭網關：家庭網絡中心設備，家庭網絡的通信、管理、控制中心。具有豐富的家庭網絡聯網接口、完備的家庭網絡通信功能，負責整個家庭網絡的連接與管理，是運營商網絡的一部分。

　　業務網關：不單單是一個通信設備，更是一個業務的載體，運營商的各種新業務在網關上得以展現，同時也承載家庭網絡內部的各種業務，它將是一個通用、開放的家庭網絡業務平臺，系統的開放性是比較重要的一個特征。

　　目前HGI、寬帶論壇以及ITU-T都在制定關于家庭網關的技術標準，其中運營商主導HGI組織的進展最為快速。HGI從2004年成立起，就研究家庭網絡業務場景及其應用模式，然后制定家庭網關設備的技術規范，2006年、2007年都發布了家庭網關設備的技術規范。在家庭網關的基礎上，運營商越來越關注家庭網絡的各種業務的開展。如何為用戶提供更多的新業務，并且更容易地部署這些業務成為運營商關注的重點。所以，家庭網關作為一個承載業務的平臺，其平臺性和開放性至關重要。在這方面很多運營商已經開始進行一些探索，如中國電信E8產品中定義的中間件模型、法電LiveBox產品中定義的HNSA架構以及目前德國電信在研究的OSGI模型。總得來說運營商希望家庭網關不僅僅能提供本身應具備的功能，同時需要提供一個開放的軟件環境用于后續業務的擴展，但具體如何實現，仍然有待進一步研究。

　　遠程管理技術

　　隨著電信業務逐步向家庭內部延伸以及家庭網絡設備的功能日益復雜，業務的開通部署、家庭網絡設備的運營維護成為一個非常重要的工作。由于設備數目巨大，且部署在家庭內部，運營商對于遠程管理的要求也日漸迫切。

　　在網關的遠程管理技術上以寬帶論壇主導的TR069系列網管規范相對比較成熟和全面，它支持對ADSL、VDSL、以太、PON、POTS等多種上行方式的網關進行管理，對網關的主要功能均抽象了管理參數，并支持動態配置、(智能家居)版本升級、日志查看、遠程復位等多種管理操作，同時在網管系統與營業系統、運維系統之間的北向接口均做了定義。目前基于TR069的網管系統已經在中國電信、法國電信等眾多運營商網絡中部署，主要用于實現設備或業務的“零配置”開通，以及設備的日常診斷、維護。

　　在對網關進行全面管理的基礎上，運營商已經開始考慮如何對家庭內部設備進行管理。主要有兩種思路：基于網關代理方式和網關協助直接管理方式。寬帶論壇采用網關協助管理方式定義了一套完整的內聯設備管理機制——TR111，但由于目前大量部署到家庭的機頂盒設備很多采用橋接方式，內聯管理機制應用較少。

　　設備自動發現技術

　　在家庭網絡中部署的信息終端越來越多，在解決他們之間的物理互聯問題之后，家庭用戶還需要對各個設備進行一些復雜配置才能使用，這對于普通家庭用戶來說是難以接受的。加入到家庭網絡的設備如何能自動地相互發現并協同配合工作一直是數字家庭領域熱烈討論的問題。在這個領域中相關的標準組織很多，國內的閃聯、e家佳，國際的UPnP、DLNA以及微軟提出的Rally等，從技術上來看這些標準基本都在UPnP規范基礎上擴展而成。(智能家居)從目前的發展趨勢來看，以媒體應用為側重的DLNA標準相對成熟，尤其是在目前多媒體應用日益普及的情況下DLNA受到越來越多設備廠家的重視和支持。目前不少消費電子、網絡設備廠商都已經推出基于DLNA標準的網絡設備和娛樂設備，這為家庭內部設備互聯標準的后續統一打下一定基礎。

　　總結

　　縱觀數字家庭領域這些年的發展，盡管受到業界的廣泛關注，這一概念也越來越普及，但數字家庭技術的發展仍然充滿不確定性。其中基于家庭網絡如何提供更多豐富多彩的業務以及降低設備的使用復雜性、提高運維管理能力是需要持續重點關注的。

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