家庭网络及其实现方案

商的用户来说，有两种途径可以实现：代理服务器是目前非常流行的一种方法，家庭内部所有的PC 机和信息设备都共用一个IP接入。但这种方法是运行在协议栈的应用层，因而对网关的配置相当复杂，每个设备都要在网关指明它的应用；另外，一种更简单的方法是采用网络地址转换NAT （Network Address TraNSlaTIon）机制。与代理服务器不同，NAT 运行在网络层，网关无需知道应用层的内容，只完成将内部的IP地址转换成外部IP.对于连接到多个ISP 的用户来说，就需要为每个设备和相应的ISP 之间建立连接，对不同设备的配置也会有所不同，比较适合于采用面向连接的端到端协议PPP.

　　家庭网关提供的统一平台可以满足大多数消费者的需求，为他们提供信息、娱乐和通信服务。在此基础上，网关自身的功能也在不断变化。

　　在最基本的形式中，将结合数字调制解调器、家庭网络芯片组以及相应的软件。数字调制解调器芯片组提供到不同宽带网络的连接，家庭网络芯片组则提供家电间的互连技术。此外，所有的网关都会有相应的计算资源，以支持设备运营所需要的软件。运行于家庭网关中的软件使家庭内的信息家电和服务可以实现平滑的互通，弥补和消除了系统不同单元间的复杂性以及传输技术上的不同。

图2 目前的家庭网络系统

　　实现方案

　　目前，家庭网关的实现方案包括PC 机、宽带调制解调器、机顶盒等类型。

　　基于PC 机的家庭网关（家庭服务器）基于PC 机的家庭网关是实现家庭网关最容易的途径。用一台装有Windows2000 的计算机作为服务器，通过设置其中的互联网connecTIonsharing（包括NAT、DHCP、DNS），就可以完成家庭网关的功能。然而，PC 机也有一些不利因素，传统操作系统不够稳定，作为提供关键功能（如安全功能）的网关，PC 机经常死机和需要重新启动，这是不能接受的。

　　基于调制解调器的家庭网关采用电话线的模拟调制解调器不能提供超过56kb/s 以上的带宽，但数字调制解调器，如电缆、DSL 和卫星，却可以提供高速的互联网接入。卫星调制解调器可提供400kb/s到38Mb/s 的带宽，DSL 调制解调器可提供1.5Mb/s 到52Mb/s 的带宽，有线电视电缆调制解调器可提供达30Mb/s 的多媒体传输速度。网关的实现是在调制解调器的基础上增加网关寻址、路由功能以及处理控制功能。这种类型的网关很容易安装，服务供应商也将初始投资降到最低。

　　基于机顶盒的家庭网关最初的机顶盒是作为一种家电产品，用来完成视频信号的解密功能的， 随着软硬件技术的发展，现在的数字机顶盒在增加了网络通信单元、数据采集和处理单元以及相应的控制单元模块之后，其功能也得到了很大的提升，可以实现家庭网关的功能。

　　基于机顶盒解决方案既有基于电话线的机顶盒，也有基于有线电视同轴电缆的机顶盒，还有一种全软件的解决方案，它的核心是利用微并行处理器，其他功能全部用软件实现。

　　其它可能的网关机顶盒、PC 机和基于调制解调器的网关是比较容易想到的技术，而游戏机、数字视频录像机（DVR 或数字VCR）以及电力计费设备也是一些可能进化成网关的潜在的平台。高速度的游戏机具有足够的处理能力，并具有作为未来数字化家庭网关的接口。目前，DVR 提供了宽带数字网络接口，D V R 制造商还可以增加对几种家庭网络技术连接的支持接口，当然还有可能DVR 被集成到机顶盒中。

　　家庭网络的未来

　　家庭网络的出现，使得人们可以更容易享受到丰富的宽带服务。第一代家庭网络产品是对办公室应用的模仿，如外设共享、互联网访问等；而正在实现的应用将集中于通信和娱乐方面，当消费者开始使用数字技术，如用于视像传播的MPEG-2、声音传播的MP3 及数码相机时，家庭网络市场将会发展。不过，家庭网络还未完全成熟，由于家庭网络设备的复杂性，其通信和控制接口没有统一的标准。

　　当前，家庭网络在中国尚未有较大的影响。一方面，家庭网络技术本身只有达到10Mb/s 这一门限后才能在图像传输方面得到广泛应用；另一方面，家庭网络技术是随着互联网高速接入的发展而发展的，这方面中国发展还较慢；同时拥有2 台以上P C机的中国家庭还较少。但从长远来看，中国家庭网络的发展空间非常巨大。