家庭联网的前景及其所面临的问题

　　一、前景看好的家庭联网

　　家庭联网(Home Networking)可将一个住家变成智能家庭(Smart Home)，把许多具备高通信能力的信息家电(IA)连接起来，集成在一起，不仅它们之间能够相互通信，而且与外界也能通信，见图1。智能家庭可向我们提供各种各样的方便应用。例如，从网上图书馆下载可在各种设备(从MP3播放机到电视机和PC)上享用个人想要的内容；自动识别走向大门的来客，把门廊的灯打开；自动把家里的温度调到预定的度数；具有Java支持能力的空调设备在有问题时能自动向制造厂家发送电子邮件，还允许用户在远地通过手机向它发送指令，以调节温度或关闭空调设备，见图2。在新加坡，有一个豪华住宅区，其中各家都装有宽带接入基础设施和家庭网。通过家庭网的监视功能，住户可以从家里的屏幕上看到等候在电梯里的来客，视情况让他进家或不让进家。住户还可接入一个小区公共门户，进行网上购物、检查个人邮箱、发送电子邮件和预订住宅区公共设施。　

　　　　　　　　　　　　　 图1：家庭联网示意图　

　　　　　　　　　　　 图2：通过手机遥控信息家电示意图

　　实际上，家庭联网技术已经基本就绪，并不是很遥远的事情。现在，不少设备供应商和服务提供商正在朝着这一方向前进。它们把家庭联网看作是延长宽带价值链必走的一步。美国和加拿大的一些运营商在一年多以前就走出了这一步。亚洲国家现也已开始启动，如日本的节能与管家网(Echonet)组织、韩国的家庭网论坛与我国的智能组群与资源共享(IGRS)组织在2004年6月一致同意，三国共享家庭联网的技术成果，共同推进国际标准化工作。韩国KT公司正与三星公司在汉城联合试验一个家庭联网服务项目，试验包括200个家庭，为它们提供交互式数字广播、家庭自动化、家庭保安、远程医疗、信息娱乐(如VoD)、互联网广播和网络游戏等服务。美国的Intel也在忙于同微软和Chunghwa电信公司合作，一起开发“数字家庭”，原拟于2004年底为宽带用户提出数字家庭方案。

　　有的国家的管制部门也在推进数字家庭。例如，韩国的信息通信部已经设定了一个目标，即到2007年要通过家庭网连接100O万个家庭。为了支持家庭联网技术的开发和标准化工作，韩国信息通信部还专门拨款7.7亿美元。

　　家庭联网正在成为下一个能赚钱的焦点。Instat/MDR公司认为，宽带共享和娱乐网络的发展将把家庭联网设备市场从2004年的83亿美元推向2008年的171亿美元。虽然目前大部分市场在北美(占全球家庭联网设备销售的46%)，但到2008年亚洲将成为家庭联网的地区领导者，占全球市场的36%，而北美将下降到34%。Gartner对家庭联网的市场预测更为乐观：到2010年全球市场可达到1062亿美元。IDC预测，2008年全世界已安装的家庭网可望从2003年的370O万个增加到1.11亿个。

　　发展家庭联网现在面临两个主要问题。一个是缺乏完整统一的标准，在组建家庭网和跨接几个网络层时，在集成和互操作方面都存在较大麻烦，从网络本身一直到器具设备、接口和内容都有问题，尤其在内容的数字版权管理(DRM)方面。虽然有些问题最近得到了解决，但仍有不少问题仍有待解决。另一个主要问题是，如何使用户充分理解所有这些新应用将给他们带来的好处，从而愿意为这些应用掏腰包。

　　二、目前的各种联网技术

　　对于家庭应用，连接各种信息家电的网络基础设施必须易于安置，安装和维护费用便宜，且性能良好。如何把所有家用设备连接在一起是一个关键问题，目前已有多种联网技术可用于智能家庭。

　　以太网LAN就是其中之一，只要用户家里布有5类线，就能使用以太网LAN。但是，家庭以太网LAN的成本偏高，组建比较麻烦，因为需要在所有的房间内布线。

　　用WiFi来取代电缆是一种最直接的解决方案，引起人们的广泛关注，但在家庭联网应用中也遇到过互操作问题。为了解决这些问题，WiFi联盟在2004年9月颁布了WMM(WiFi多媒体)最新标准，它使各种信息家电，如电视机，DVD和移动电话等能够联网工作。但是，WiFi并非对每个家庭都是最好的家庭联网方案。例如，在欧洲，很多住宅是用石头和混凝土建造的，不利于用WiFi建网。其它无线技术用于家庭联网也可以，如蓝牙和HomeRF等。但是，使用无线技术时，信息家电本身也需具有无线通信能力，安装不是很简单，基本上都需要花钱请外部人员来建网。

　　现在，比较一致的看法是，如果不是非常必要，就不用无线，也不用新的布线，而是使用住家现有的布线，包括电话线、有线电视电缆和电力线。在这方面，目前已有几个工业标准可供选用。利用现有电话线作家庭联网的标准有家庭电话线联网联盟制定的HomePNA。其思路类似于DSL，用普通电话线来同时支持话音、宽带数据和家庭网业务，速率高达128Mbit/s。用户只要把信息家电插入电话线插口即可联网。存在的主要问题是，住家内的电话线插口数量有限，一般都少于5个，多半只有2-3个。

　　利用电力线作家庭联网的标准有HomePlug联盟推出的HomePlug。它是基于0FDM技术的。大多数家庭的电源插口比电话线插口多，故HomePlug比HomePNA有优势。但是，它面临不少其它问题。例如，因不同地方的电力管制办法不同而造成的困难、用户对使用电源插口不放心而产生的抵触情绪以及干扰、噪声与信号衰减等问题。

　　2004年初成立的同轴电缆多媒体联盟(MoCA)实际上是WiFi联盟的同轴电缆的翻版，试图制定利用现有有线电视电缆作为家庭联网的标准，验证设备互操作性，让电视机、数字机顶盒，DVR，DVD，数字VHS，CD/MP3与PC等设备能够进行无缝连接。

　　另外，还有一种新的无线联网标准是ZigBee(IEEE 802.15.4)。它是一种低速率、低成本、低功耗无线系统，主要用于监视和控制，为家庭网增加传感功能，支持其它标准不适用的低速率应用。它不仅打开了大量新应用之门，而且还能给许多现有的应用增加新的价值。由于通过ZigBee各种非常简单的器件就能够实现联网，作为一个全球标准，为将来实现无所不在的网络创造了条件。

　　三、内容共享和数字版权

　　在标准方面，除了网络和设备问题外，家庭联网的另一问题是内容配送和共享。内容配送和共享是家庭网的主要功能之一。目前，许多供应商都推出了所谓的媒体网络产品。这些产品能把娱乐设备连接到网络上，让用户在家里共享音频和视频内容。微软正在推出的媒体中心延伸器技术将进一步助长这种趋势。人们享用的娱乐内容将越来越多地通过各种广播和IP信道被送到用户家里，然后再通过某种形式的网络在家里对内容作重新分配。媒体网络产品正在成为家庭联网市场中最热门的一部分。但是，要实现内容共享，需要设备制造商和内容开发商一致认同的统一框架。2004年6月，数字生活网络联盟(DLNA)发布了第一个关于PC与家电设备在家庭网上共享内容的互操作导则版本。目前的DLNA框架包括以太网和WiFi的网络连接标准、用于网络堆栈的IP，用于媒体传送的HTTP以及用于设备发现、控制与媒体管理的通用即插即用(UpnP)。它还支持诸如JPEG，LPCM和MPEG-2等格式。该导则将来会增加一些附件，第一个附件将定义任选的媒体格式，以扩大导则的范围。今后还会考虑智能遥控器和移动电话等移动设备。2004年末，DLNA的成员公司将推出基于首批导则的产品，但具有联盟正式证书和标志的产品要到2005年中期才会推向市场。

　　对内容提供商而言，版权保护是一个特别重要的问题。在所有的技术问题中，在不同设备之间提供数字版权管理(DRM)是最大的挑战。内容提供商(尤其是音乐公司和影片公司)虽然一直担心数字内容被下载，但是更令人担心的是内容共享。内容提供商一般愿意让用户进行不能传送的下载，也就是说，用户只能在进行下载的设备上享用内容，这些设备可以是PC，机顶盒或移动电话。问题是，这样做将使用户无法将其付钱下载的内容传送到另一设备上去。比如说，如果用户能够从某网站下载MP3音乐文件，但不能把文件传送到他的便携式MP3播放机，用户就不满意了。解决这一矛盾的方法是，提供“IP上的数字传输内容保护”(DTCP over IP，)。这是由Intel，Toshiba，Hitachi，Sony和Panasonic制定的一个规范，关系到在基于IP的家庭网上传送有版权内容的拷贝保护。DTCP/IP基本上允许用户把家庭网中的某些设备指定为可信目的地，可以来回传送有版权的内容，但不允许把它们传送到家庭网以外的网络上去。

　　四、结束语

　　尽管迄今除了北美提供一些早期的家庭联网服务以外，大部分宽带服务提供商仍在观望，有关家庭联网的各种标准还在制定过程中，但多数宽带服务提供商已经把家庭联网看作是一个大商机，因为它们可以把家庭联网作为一个集中管理的服务提供给用户，能给基本宽带连接服务增加可观的价值，提高用户的忠诚度和满意度。

　　随着家庭联网功能的不断完善，家庭网将成为家庭生活的中心。然而，家庭网并非千篇一律，把一个家庭连接成网有多种原因。对有些家庭，家庭联网只是为了简单地把两台和多台PC及其外围设备连接起来。对另一些家庭，还要加上VOIP，有的甚至还需要音频和视频流，需要连接的设备从PC一直到家庭娱乐系统。故每个家庭对家庭联网是各有所求的。但总的来看，作为住家，一般对以下4个关键平台感兴趣：增强的通信平台(VOIP，电话、视频、消息)、家庭监视平台(家庭自动化)、有价内容管理平台和个人内容管理平台。通过这4个平台获得灵活、方便和内容个性化的服务。

　　宽带服务提供商想获得成功，就必须能够提供各种家庭联网方案。最好从一开始就把住宅区设计成智能家庭。但这并非易事。首先需要解决IT产品与非IT产品之间的互操作问题；其次必须与建筑公司配合好，由两个不同行业一起来充分理