隨著ADSL、Cable Modem 等寬帶接入技術(shù)的迅速發(fā)展，人們在家里可以享受到越來越多的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及以及各種信息家電（IA:Information Appliance）的產(chǎn)生都使得在家庭內(nèi)部對互聯(lián)網(wǎng)的訪問不再局限于以前的單個PC.因此，每個家庭都將面臨著如何在家庭內(nèi)部傳送互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)以及如何將各種信息家電連接起來的問題。由此，一種新的網(wǎng)絡(luò)和新的概念--家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

　　家庭網(wǎng)絡(luò)的英文全稱是H o m eNetworking,它是指包括可以擴展至整幢住宅、整個社區(qū)在內(nèi)的家庭范疇里的將個人電腦、家用電器、三表（水表、電表、煤氣表）、照明系統(tǒng)、安全報警系統(tǒng)與計算機廣域網(wǎng)相連接的一種新技術(shù)。

　　目前，真正的智能家庭生活至少需要三種網(wǎng)絡(luò)的支持：寬帶互聯(lián)網(wǎng)、家庭互聯(lián)網(wǎng)和家庭控制網(wǎng)絡(luò)。其中，寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入是家庭對外的橋梁；家庭互聯(lián)網(wǎng)建立在信息家電的基礎(chǔ)上，是一個較低速度的，與互聯(lián)網(wǎng)能很好連接的網(wǎng)絡(luò)；家庭控制網(wǎng)絡(luò)則是更低，只是簡單地把非智能的家電給控制起來。從某種意義上講，例如Home PNA,它只是信息家電普及前的一個過渡和補充。

　　寬帶互聯(lián)網(wǎng)方面的競爭比較激烈，各方的優(yōu)缺點很明顯。對于以太網(wǎng)，各方面技術(shù)指標(biāo)都不錯，也很適合未來的發(fā)展，但造價比較高，性投入比較大，適合于新小區(qū)的建設(shè)。Cable modem 的技術(shù)指標(biāo)也不錯，但穩(wěn)定性較差。由于只對有線電視網(wǎng)絡(luò)進行改造，費用較低廉，適合于舊小區(qū)改造。而衛(wèi)星通信技術(shù)雖說比較有特點，但目前看來費用太高，只能在一些特殊地區(qū)使用。xDSL 是目前較受歡迎的技術(shù)，由于采用現(xiàn)有的電話線，成本較低，而先進的編碼調(diào)制技術(shù)使得它具有較高的速率。

　　構(gòu)造家庭互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的眾多技術(shù)可大體分為兩類：有線與無線。家庭網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的原則是：使用方便、安裝簡單，不需要額外布線。因此，只有無線或利用電力線和電話線的技術(shù)才比較符合家庭的要求。但目前看來這些利用電力線的技術(shù)，如H o m ePlug 都存在著接入設(shè)備昂貴、技術(shù)成熟度不夠的難題。而利用電話線的技術(shù)，也面臨家庭的電話插頭少，接入產(chǎn)品不能芯片化，支持廠商少等問題，推廣起來還有一定難度。在無線方面， 目前主要有三種技術(shù)：IEEE802. 11 、HomeRF和藍牙（Bluetooth）技術(shù)。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)的不同就是設(shè)備的復(fù)雜性，各式各樣的電器設(shè)備其接口和控制遠(yuǎn)比其它數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的家庭網(wǎng)絡(luò)是件非常繁瑣和費力的工作。因此，家庭網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)將是多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的共存，據(jù)IN-stat 分析，未來家庭網(wǎng)絡(luò)中電話線網(wǎng)絡(luò)將占據(jù)50~70% 的市場；無線將占據(jù)3 0 % 左右；電源線則不到10%.

　　家庭網(wǎng)絡(luò)主要的功能就是實現(xiàn)家庭內(nèi)部和外部信息的交換，為實現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)的互連，需要一個特別的設(shè)備--家庭網(wǎng)關(guān)（Home Gateway）。家庭網(wǎng)關(guān)是家庭和互聯(lián)網(wǎng)的集中接入點。圖1 是一種典型的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　家庭網(wǎng)關(guān)

　　關(guān)于家庭網(wǎng)關(guān)的概念目前還沒有形成一個標(biāo)準(zhǔn)。不同的人或不同的廠商對家庭網(wǎng)關(guān)有著不同的定義。

　　Residential Gateway Group（RG）是在1995 年建立的工業(yè)論壇組織，它率先采用家庭網(wǎng)關(guān)來代表一個集中式智能接口，將外部的家庭接入網(wǎng)絡(luò)和家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。RG 的家庭網(wǎng)關(guān)定義為：簡單的、智能的、標(biāo)準(zhǔn)化的、靈活的整個家庭網(wǎng)絡(luò)接口單元，它可以從不同的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號，通過家庭網(wǎng)絡(luò)傳遞信息給特定消費者的設(shè)備。開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)組織（OSGi）當(dāng)前正在制定他們稱之為服務(wù)網(wǎng)關(guān)的規(guī)范，其技術(shù)的主要特點是：需要開放的和獨立的平臺；目標(biāo)是成為一個標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)有較高的獨立性和保密性；應(yīng)支持不同類型的家庭連網(wǎng)協(xié)議；應(yīng)具有較高的可靠性。

　　家庭網(wǎng)關(guān)本質(zhì)上是作為連接家庭內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的一種物理接口，提供了一種用戶可以獲得各種家庭服務(wù)的平臺。具體功能可以分為以下幾個方面：

　　* 為家庭網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備分配IP地址。每個家庭網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備都必須擁有一個的IP地址（僅限于家庭內(nèi)部使用）。用戶無需對設(shè)備進行手工配置而實現(xiàn)即插即用。對這種僅限于家庭內(nèi)部使用的IP,只能由家庭網(wǎng)關(guān)來配置。

　　* 路由功能。家庭網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性使得內(nèi)部可能存在多個具有不同物理層協(xié)議的子網(wǎng)，家庭網(wǎng)關(guān)必須具有路由功能，將來自互聯(lián)網(wǎng)的寬帶信息送到相應(yīng)的設(shè)備，同時也可實現(xiàn)設(shè)備間的通信及分工合作。家庭網(wǎng)關(guān)的路由功能比較簡單，Windows2000 所具有的路由功能就足夠了，當(dāng)然也可以安裝專用的路由器。

　　* 共享寬帶連接。使家庭內(nèi)部的多個PC 機及其它信息設(shè)備有效地共享寬帶接入。對大多數(shù)只有一個服務(wù)提供商的用戶來說，有兩種途徑可以實現(xiàn)：代理服務(wù)器是目前非常流行的一種方法，家庭內(nèi)部所有的PC 機和信息設(shè)備都共用一個IP接入。但這種方法是運行在協(xié)議棧的應(yīng)用層，因而對網(wǎng)關(guān)的配置相當(dāng)復(fù)雜，每個設(shè)備都要在網(wǎng)關(guān)指明它的應(yīng)用；另外，一種更簡單的方法是采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換N A T （ N e t w o r k A d d r e s sTranslation）機制。與代理服務(wù)器不同，NAT 運行在網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)關(guān)無需知道應(yīng)用層的內(nèi)容，只完成將內(nèi)部的IP地址轉(zhuǎn)換成外部IP.對于連接到多個ISP 的用戶來說，就需要為每個設(shè)備和相應(yīng)的ISP 之間建立連接，對不同設(shè)備的配置也會有所不同，比較適合于采用面向連接的端到端協(xié)議PPP.

　　家庭網(wǎng)關(guān)提供的統(tǒng)一平臺可以滿足大多數(shù)消費者的需求，為他們提供信息、娛樂和通信服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，網(wǎng)關(guān)自身的功能也在不斷變化。

　　在基本的形式中，將結(jié)合數(shù)字調(diào)制解調(diào)器、家庭網(wǎng)絡(luò)芯片組以及相應(yīng)的軟件。數(shù)字調(diào)制解調(diào)器芯片組提供到不同寬帶網(wǎng)絡(luò)的連接，家庭網(wǎng)絡(luò)芯片組則提供家電間的互連技術(shù)。此外，所有的網(wǎng)關(guān)都會有相應(yīng)的計算資源，以支持設(shè)備運營所需要的軟件。運行于家庭網(wǎng)關(guān)中的軟件使家庭內(nèi)的信息家電和服務(wù)可以實現(xiàn)平滑的互通，彌補和消除了系統(tǒng)不同單元間的復(fù)雜性以及傳輸技術(shù)上的不同。

　　實現(xiàn)方案

　　目前，家庭網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)方案包括PC 機、寬帶調(diào)制解調(diào)器、機頂盒等類型。

　　* 基于PC 機的家庭網(wǎng)關(guān)（家庭服務(wù)器）基于PC 機的家庭網(wǎng)關(guān)是實現(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)容易的途徑。用一臺裝有Windows2000 的計算機作為服務(wù)器，通過設(shè)置其中的互聯(lián)網(wǎng)connectionsharing（包括NAT、DHCP、DNS），就可以完成家庭網(wǎng)關(guān)的功能。然而，PC 機也有一些不利因素，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，作為提供關(guān)鍵功能（如安全功能）的網(wǎng)關(guān)，PC 機經(jīng)常死機和需要重新啟動，這是不能接受的。

　　* 基于調(diào)制解調(diào)器的家庭網(wǎng)關(guān)采用電話線的模擬調(diào)制解調(diào)器不能提供超過56kb/s 以上的帶寬，但數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，如電纜、DSL 和衛(wèi)星，卻可以提供高速的互聯(lián)網(wǎng)接入。衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器可提供400kb/s到38Mb/s 的帶寬，DSL 調(diào)制解調(diào)器可提供1.5Mb/s 到52Mb/s 的帶寬，有線電視電纜調(diào)制解調(diào)器可提供達30Mb/s 的多媒體傳輸速度。網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)是在調(diào)制解調(diào)器的基礎(chǔ)上增加網(wǎng)關(guān)尋址、路由功能以及處理控制功能。這種類型的網(wǎng)關(guān)很容易安裝，服務(wù)供應(yīng)商也將初始投資降到。

　　* 基于機頂盒的家庭網(wǎng)關(guān)初的機頂盒是作為一種家電產(chǎn)品，用來完成視頻信號的解密功能的， 隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的數(shù)字機頂盒在增加了網(wǎng)絡(luò)通信單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元以及相應(yīng)的控制單元模塊之后，其功能也得到了很大的提升，可以實現(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)的功能。

　　基于機頂盒解決方案既有基于電話線的機頂盒，也有基于有線電視同軸電纜的機頂盒，還有一種全軟件的解決方案，它的是利用微并行處理器，其他功能全部用軟件實現(xiàn)。

　　* 其它可能的網(wǎng)關(guān)機頂盒、PC 機和基于調(diào)制解調(diào)器的網(wǎng)關(guān)是比較容易想到的技術(shù)，而游戲機、數(shù)字視頻錄像機（DVR 或數(shù)字VCR）以及電力計費設(shè)備也是一些可能進化成網(wǎng)關(guān)的潛在的平臺。高速度的游戲機具有足夠的處理能力，并具有作為未來數(shù)字化家庭網(wǎng)關(guān)的接口。目前，DVR 提供了寬帶數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接口，D V R 制造商還可以增加對幾種家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接的支持接口，當(dāng)然還有可能DVR 被集成到機頂盒中。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)的未來

　　家庭網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使得人們可以更容易享受到豐富的寬帶服務(wù)。代家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是對辦公室應(yīng)用的模仿，如外設(shè)共享、互聯(lián)網(wǎng)訪問等；而正在實現(xiàn)的應(yīng)用將集中于通信和娛樂方面，當(dāng)消費者開始使用數(shù)字技術(shù)，如用于視像傳播的MPEG-2、聲音傳播的MP3 及數(shù)碼相機時，家庭網(wǎng)絡(luò)市場將會發(fā)展。不過，家庭網(wǎng)絡(luò)還未完全成熟，由于家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性，其通信和控制接口沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

　　當(dāng)前，家庭網(wǎng)絡(luò)在中國尚未有較大的影響。一方面，家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身只有達到10Mb/s 這一門限后才能在圖像傳輸方面得到廣泛應(yīng)用；另一方面，家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)高速接入的發(fā)展而發(fā)展的，這方面中國發(fā)展還較慢；同時擁有2 臺以上P C機的中國家庭還較少。但從長遠(yuǎn)來看，中國家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展空間非常巨大。