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1、 数字家庭网络 Digital Home NetWorks东华大学主要内容引言数字家庭网络定义数字家庭网络标准数字家庭体系结构数字家庭未来数字家庭设计举例通信网的分层结构骨干传送网接入网传送网应用层SN 1业务网1SN n业务网n业务网CPE/CPN支撑网引言数字家庭概念的出现数字家庭与3C融合l多业务的系统融合-IPTVl多功能的设备融合-智能手机数字家庭的机遇l日本-家电l美国-计算机软硬件、网络l中国-数字家庭、3C融合？家庭设备存在的问题不同的服 务需要不 同设备设备间不 能互联互 通 互操作没有集成 平台与技 术品牌引言家电设备网络化l Audio and Visual ( PVR,
2、 TV etc. )影音系统（如录像机，电 视机等）l Sensor and Monitoring Devices ( Networked Camera etc.)感应和监控设备(如网络摄像机)各种家庭网络化的标准出台l DLNA / IGRS / E家佳 / UOPF/ ECHONET / LONWORKS etc.数字生活网络联盟 泛在开放平台论坛家庭服务网络化l Legacy Telecom 通信 - AV home networking家居影音网络l Internet-access 互联网接口 - Home Automation家居自动化l VoIP, TV Phone 网络电话、电视
3、手机 - Home Security家居保安l Networked Sensors ( eg. Check gas meter )网络感应器（如检查煤气表）机遇据Ovum公司预测，全球数字化家庭的 数量到2008年将达到1.21亿；目前中国的电视机保有量超过了3亿台 ，高端电视机的保有量360万台；截至2005年6月，国内宽带用户5300万 ，上网用户总人数超过1亿；国内城镇居民1.2亿户。 FDDI/ATM802.11Ethernet距离传输容量个人家庭企业IrDA1394USBBTHomeRFHomePNAHomePLUGSource：全球产业研究中心发展顺序 竞争关系 全面竞争 部分竞争
4、 未来发展CPN技术竞争发展范围示意图端连技术骨干技术CPN拓朴分类以太 (Ethernet)电源线 (PowerLine)电话线 (PhoneLine)无线射频 (HomeRF、WLAN)USB1394紅外线无线射频 (Bluetooth ZigBee )端连技术: AV网络信息及消費電子产品为主Source：全球产业研究中心 骨干技术:信息网络产品为主家庭网络随科技不断进步,家庭网络正在高速 发展中，家电/IT行业与电信行业对 于家庭网络的理解和发展思路也不 一样，因此无论国际和国内都有很 多从事家庭网络标准化的组织，标 准不统一 家庭网络简介数据网络多媒体网络控制网络Internet/小
5、区网网络运营商服务提供商小区网管家庭网络示意图数字家庭网络分类1) 数据网络2) 多媒体网络3) 控制网络家庭网络之一:数据网络家庭网络从狭义上来说是指数据网络 。主要用于计算机及其相关外设如打印机、扫描仪等的互联。家庭网络之二:多媒体网络将PC作为家庭媒体服务器，通过媒体适配器和电视、音响系统的互联，能够方便地把PC上存储的视频、音频、图片等分发到电视和音响上播放和显示。家庭网络之三: 控制网络主要是指 : 家电控制（空调、灯等）、安全设备（门磁、窗磁、紧急按纽、 烟感、煤气感应器等、红外探测器）、 水表、气表、电表的抄送，可视对讲等 。家庭网络相关标准的组织(中国)中国正在制订家庭网络相关
6、标准的组织主要:1)信息设备资源共享协同服务标准工作组(IGRS) 2) e家佳3)中国通信标准化协会(CCSA)目前都已有了一些研究成果。为了提高中国在家庭网络 领域自主创新的能力，进一步加快中国家庭网络的标 准化进程，3个标准化组织应该打破行业壁垒，加强合 作，实现优势互补，以合作共赢的态度研究中国自主 的家庭网络标准。 家庭网络相关标准的组织(国际)主要分为电信行业组织和家电/IT行 业组织两类。两类组织的典型代表 分别是ITU-T和DLNA/通用即插即用 (UPnP)论坛 ITU-TITU-T是专注于电信领域的标准化组织，因此所研究的 家庭网络主要是涉及到与公网联接的内容。ITU-T对
7、家 庭网络的关注度越来越高，2005年7月ITU-T进行了内 部研讨，对家庭网络的标准化活动进行了初步规划， 同时建立了家庭网络联合协调行动组(JCA-HN)这一组 织机构以开展对家庭网络标准化研究。在ITU看来，家 庭网络作为端到端电信网络的最后一段，如何规划、 定义和规范这一段网络来最终提供多样的电信业务， 是ITU在家庭网络方面工作的主要目的。因此，ITU在 家庭网络方面的主要研究领域集中在以家庭网关为核 心的网络架构、家庭网络的服务质量(QoS)、家庭网络 的安全机制以及家庭网络相关的电信业务的研究上。 家庭娱乐所涉及的有关内部互联和内容共享方面不是 ITU-T所关心的领域，相对独立的
8、家庭内部自动化和控 制方面也不在ITU-T的视线之中。 DLNA/UPnP 数字生活网络联盟(DLNA)原名数字家 庭工作组(DHWG)，成立于2003年6月 。它是一个主要由消费电子、计算机工 业和移动设备公司组成的跨行业的组织 。DLNA的很多活动与另一标准化组织 UPnP在技术标准上有很大关联，两者 关系非常密切。DLNA/UPnP DLNA/UPnP的远景: 在家中构建一个由个人电脑(PC)、 家用电器(CE)和移动设备组成的有线与 无线互操作网络，为共享和创建全新数 字媒体与内容服务提供一个无缝的环境 。DLNA/UPnP DLNA的标准化内容:主要包括在家庭内部的设备互联， 以实现
9、内容共享、影音娱乐。DLNA/UPnP与ITU-T的目标和研究 领域是不完全一样的，两者是一种互补 关系。 中国相关标准化组织 CCSA家庭网络工作组集中于在公共电信网 提供的面向家庭的通信信息类业务上，面向 通信类设备与国际上的ITU-T对口.IGRS和e家佳的研究领域主要集中在家庭内 部信息共享业务及较低带宽需求的控制类业 务上，面向家庭中的家电、计算设备与国际上的DLNA/UPnP对口.这3个组织目前的标准化工作具有良性的互 补关系，各有各的优势 家庭网络的概念之一(电信业)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。 家庭网络一定要与电信网络进行连接 ，甚至可以是电信网络
10、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。 家庭网络的概念之一(电信业)家庭网络能够提供和承载多种业务，如集成的话音、 数据、多媒体、高质量音视频以及控制和管理等业务 。 从目前阶段来看，电信运营商提及的家庭网络更侧 重于是“基于电信网络/Internet，面向家庭的多种业务” ，并强调“家庭网关”的概念，对于家电/IT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 在电信业对家庭网络的理解中不太明显。因此，就目 前的情况来看，电信业对“家庭网络”的理解和家电/IT 行业对“家庭网络”的理解是不一样的。家庭网络的概念之二 (家电/IT行业) 最
11、早是由家电/IT行业提出的，家电和IT 行业的“家庭网络”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 等设备互联和管理，以及数据和多媒体 信息共享的系统。其目标是打破各种“信 息孤岛”，实现信息设备、通信设备以及 消费电子设备之间在家庭内部或办公室 内的资源共享和协同工作。家庭网络的概念之二 (家电/IT行业)目前其应用主要包括以下几个方面： PC机与家庭存储设备、打印机等外设 联网实现资源共享；影音娱乐等家庭设 备共享协同服务，如实
12、现电视机、音响 设备、DVD、计算机等家用多媒体设备 的媒体传送和共享；家电网络控制，如 灯光控制、空调控制。 基于电信网的家庭网络参考 模型FPE 功能处理实体 EUTE用户终端功能实体NAEHCEEUTE基于电信网的家庭网络参考 模型家庭网络内部的逻辑功能实体有4个 :1) 网络接入功能实体(NAE)，负责终结接入技术。 2) 家庭网络核心功能实体(HCE)，负责完成家庭网 络的 核心功能，包括家庭内部设备的联网、远程管 理、QoS、安全等。 3) 功能处理实体(FPE)，完成IP/非IP的转换，以及 信令和媒体格式的转换。 4) 用户终端功能实体(EUTE)，由用户直接使用，提 供用户界
13、面(UI)。家庭网络的物理设备1) 接入网络终端设备 2) 家庭网关 3) 适配设备 4) 用户终端设备。基于电信网络的家庭网络应 支持各种电信业务(1)与电信网络的连接能力家庭网络可以采用各种接入方式与电信 网络连接。(2)家庭内部设备之间的联网能力家庭内部设备之间的联网技术应适应业 务的发展，具有一定的可扩展性。家庭内部 设备之间的联网技术的选择要考虑业务对带 宽、QoS以及传输距离的需求。无线联网技 术还需要注意空中接口的安全性。基于电信网络的家庭网络应支持 各种电信业务 (3)设备管理能力家庭网络设备的管理包括本地管理和远程管理 。家庭网络设备应具有本地管理界面以支持本 地登录以及管理
14、与控制，该管理界面应仅限于 本地使用，不能从家庭外部访问该界面。家庭 网络相关设备(例如家庭网关、机顶盒等)应支持 运营商对其的远程管理，管理方式可以是运营 商对设备的直接管理或通过家庭网关代理进行 管理。家庭网络设备支持远程管理应具有安全 机制以避免非法的远程管理。远程管理的协议 可以是TR069或简单网络管理协议(SNMP)。基于电信网络的家庭网络应支持 各种电信业务 (4)QoS能力家庭网络中使用的QoS保证技术应可以 对家庭网络中的业务和应用划分不同的优先 级，应能根据业务需求提供满足业务网络要 求的端到端传输能力，业务和应用的带宽和 优先级可以根据用户或管理系统的要求进行 调整；应能
15、够与电信网络中使用的QoS保证 技术互联，协调工作；应能兼容不同的家庭 接入技术和家庭内部联网技术；应具有QoS 监测和统计能力。基于电信网络的家庭网络应 支持各种电信业务 (5)安全能力家庭网络应能保证家庭网络中的设备安 全、信息传送安全。(6)设备自动发现能力家庭网络内部的设备之间应当遵从SJ/T 11310信息设备资源共享协同服务第1部 分：基础协议或UPnP UDA 1.0 UPnPTM设备架构的规定，完成设备之间 的自动发现和自动配置。基于电信网络的家庭网络应 支持各种电信业务(7)业务处理能力家庭网络不仅仅是业务的承载网络，同时 还要具有业务处理能力。例如IP语音(VoIP)的 业
16、务处理能力，IPTV的业务处理能力等。(8)业务提供能力家庭网络应提供远程用户的外部访问，并 提供如视频监控、信息家电远程控制、家庭网 站等业务能力。基于电信网络的家庭网络应 支持各种电信业务(9)设备供电能力如果家庭网络支持特殊业务需要不中断 供电，家庭网络相关设备应具有后备电源， 或具有远程供电功能以满足特殊业务的需求 。(10)可扩展能力家庭网络上将不断地引入新业务，因此 家庭网络必须具有可扩展能力以支持新的业 务。家庭网关的定义家庭网关是家庭网络与电信网络之间的网 关设备，家庭网络内的其他设备通过它可 以与电信网络进行信息交互，也可以进行 设备之间的信息交互。家庭网关实现中的逻辑功能实体组合可以 是HCE或HCE+FPE或NAE+HC
