家庭网络及其实现方案

　　随着ADSL、Cable Modem 等宽带接入技术的迅速发展，人们在家里可以享受到越来越多的互联网服务。网络应用的普及以及各种信息家电的产生都使得在家庭内部对互联网的访问不再局限于以前的单个PC.因此，每个家庭都将面临着如何在家庭内部传送互联网宽带业务以及如何将各种信息家电连接起来的问题。由此，一种新的网络和新的概念--家庭网络应运而生。

　　家庭网络技术

　　家庭网络的英文全称是H o m eNetworking,它是指包括可以扩展至整幢住宅、整个社区在内的家庭范畴里的将个人电脑、家用电器、三表（水表、电表、煤气表）、照明系统、安全报警系统与计算机广域网相连接的一种新技术。

　　目前，真正的智能家庭生活至少需要三种网络的支持：宽带互联网、家庭互联网和家庭控制网络。其中，宽带互联网接入是家庭对外的桥梁；家庭互联网建立在信息家电的基础上，是一个较低速度的，与互联网能很好连接的网络；家庭控制网络则是更低一级，只是简单地把非智能的家电给控制起来。从某种意义上讲，例如Home PNA,它只是信息家电普及前的一个过渡和补充。

　　宽带互联网方面的竞争比较激烈，各方的优缺点很明显。对于以太网，各方面技术指标都不错，也很适合未来的发展，但造价比较高，一次性投入比较大，适合于新小区的建设。Cable modem 的技术指标也不错，但稳定性较差。由于只对有线电视网络进行改造，费用较低廉，适合于旧小区改造。而卫星通信技术虽说比较有特点，但目前看来费用太高，只能在一些特殊地区使用。xDSL 是目前较受欢迎的技术，由于采用现有的电话线，成本较低，而先进的编码调制技术使得它具有较高的速率。

　　构造家庭互联网络的众多技术可大体分为两类：有线与无线。家庭网络构建的原则是：使用方便、安装简单，不需要额外布线。因此，只有无线或利用电力线和电话线的技术才比较符合家庭的要求。但目前看来这些利用电力线的技术，如H o m ePlug 都存在着接入设备昂贵、技术成熟度不够的难题。而利用电话线的技术，也面临家庭的电话插头少，接入产品不能芯片化，支持厂商少等问题，推广起来还有一定难度。在无线方面， 目前主要有三种技术：IEEE802. 11 、HomeRF和蓝牙（Bluetooth）技术。

　　家庭网络与其它网络的最大不同就是设备的复杂性，各式各样的电器设备其接口和控制远比其它数据网络复杂，统一标准的家庭网络是件非常繁琐和费力的工作。因此，家庭网络的实现将是多种网络技术的共存，据IN-STat 分析，未来家庭网络中电话线网络将占据50~70% 的市场；无线将占据3 0 % 左右；电源线则不到10%.

　　家庭网络最主要的功能就是实现家庭内部和外部信息的交换，为实现家庭内部网络和外部网络的互连，需要一个特别的设备--家庭网关（Home Gateway）。家庭网关是家庭和互联网的集中接入点。图1 是一种典型的家庭网络结构。

图1 家庭网络结构

　　家庭网关

　　关于家庭网关的概念目前还没有形成一个标准。不同的人或不同的厂商对家庭网关有着不同的定义。

　　ResidenTIal Gateway Group（RG）是在1995 年建立的工业论坛组织，它率先采用家庭网关来代表一个集中式智能接口，将外部的家庭接入网络和家庭内网络联系起来。RG 的家庭网关定义为：简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元，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息给特定消费者的设备。开放服务网关组织（OSGi）当前正在制定他们称之为服务网关的规范，其技术的主要特点是：需要开放的和独立的平台；目标是成为一个标准；应有较高的独立性和保密性；应支持不同类型的家庭连网协议；应具有较高的可靠性。

　　家庭网关本质上是作为连接家庭内部和外部网络的一种物理接口，提供了一种用户可以获得各种家庭服务的平台。具体功能可以分为以下几个方面：

　　为家庭网络中的设备分配IP地址。每个家庭网络中的设备都必须拥有一个唯一的IP地址（仅限于家庭内部使用）。用户无需对设备进行手工配置而实现即插即用。对这种仅限于家庭内部使用的IP,只能由家庭网关来配置。

　　路由功能。家庭网络的复杂性使得内部可能存在多个具有不同物理层协议的子网，家庭网关必须具有路由功能，将来自互联网的宽带信息送到相应的设备，同时也可实现设备间的通信及分工合作。家庭网关的路由功能比较简单，Windows2000 所具有的路由功能就足够了，当然也可以安装专用的路由器。

共享宽带连接。使家庭内部的多个PC 机及其它信息设备有效地共享宽带接入。对大多数只有一个服务提供