家庭網(wǎng)絡(luò )---各種技術(shù)概覽

電話(huà)運營(yíng)商、有線(xiàn)運營(yíng)商及其他供應商正在推出各種新型寬帶服務(wù)，其中大多數都包括比過(guò)去要求帶寬更高的數據、視頻和語(yǔ)音服務(wù)。過(guò)去幾年來(lái)，接入網(wǎng)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，人們現在不再討論如何提供最后一英里無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)，而是怎么將內容傳輸到適當的房間。目前，可利用現有電話(huà)線(xiàn)、電源線(xiàn)、同軸電纜、結構化布線(xiàn)系統及無(wú)線(xiàn)技術(shù)的不同組合而形成的各種家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)提供各式各樣的新型服務(wù)。家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的多樣性提高了供應商的成本，也導致消費者有些摸不著(zhù)頭腦。因此，服務(wù)供應商似乎開(kāi)始向融合型網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展，支持家庭中已有的所有類(lèi)型線(xiàn)纜連接技術(shù)和無(wú)線(xiàn)技術(shù)。支持現有和新型家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的理想平臺就是具備強大網(wǎng)絡(luò )功能的小區網(wǎng)關(guān) (RG)。

各種家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

最后一英里接入技術(shù)的發(fā)展提高了數據傳輸速度與穩健性，使運營(yíng)商能提供諸如三重業(yè)務(wù)整合服務(wù)等帶寬要求較高的服務(wù)。舉例來(lái)說(shuō)，Verizon 提供的光纖到家 (FTTH) 服務(wù)實(shí)現了極高的寬帶接入。ATT 則以 VDSL2 結合光線(xiàn)到路邊技術(shù) (FTTC) 為家庭用戶(hù)提供了高數據速率服務(wù)，這也是一種可靠的接入方法。

服務(wù)供應商還將家庭網(wǎng)絡(luò )視為服務(wù)的有機組成部分，因為用戶(hù)希望在整個(gè)家庭中傳輸 IPTV 及其他媒體內容。目前我們使用多種類(lèi)型的家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。

無(wú)線(xiàn)連接是最常用的家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。目前，該技術(shù)主要用于數據分布。無(wú)線(xiàn)技術(shù)具有移動(dòng)性的優(yōu)勢，這是其得以推廣的最主要原因。不過(guò)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)還難以可靠地傳輸視頻內容。由于無(wú)線(xiàn)連接距離較長(cháng)，而且混凝土墻壁會(huì )阻擋 RF 信號，所以在很多住宅中的角落處可能無(wú)法獲得 HDTV 所需的數據速率。此外，802.11 MAC 不能滿(mǎn)足家庭中視頻傳輸嚴格的抖動(dòng)與延遲要求。盡管 802.11n 解決了部分問(wèn)題，但仍難以完全解決所有問(wèn)題。因此，我們需要配合采用有線(xiàn)連接技術(shù)來(lái)協(xié)助 WiFi 技術(shù)實(shí)現在整個(gè)家庭內傳輸視頻內容。

同軸電纜多媒體聯(lián)盟 (MoCA) 標準采用大多數家庭中已經(jīng)安裝的同軸電纜來(lái)實(shí)現家中的視頻信號傳輸。假設信號從接入點(diǎn)設備進(jìn)行傳輸，而同軸電纜的插損很小，且幾乎不受串音干擾，因此同軸電纜是較好的介質(zhì)。但是，由于接口間的抖動(dòng)會(huì )造成極高的損耗，因此同軸電纜不適用于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。此外，同軸電纜并不像電話(huà)線(xiàn)或電源線(xiàn)那樣普及，因此僅采用同軸電纜的家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對大多數家庭來(lái)說(shuō)仍是非常局限的。

家庭電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟 (HPNA) 是另一種家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，該技術(shù)最初開(kāi)發(fā)應用于電話(huà)線(xiàn)上。ITU-T 為該技術(shù)提出了 G.9954 規范建議，該技術(shù)最新的 HPNA 3.1 版也可用于同軸電纜。HPNA 的主要優(yōu)勢在于，家中的電話(huà)接口比同軸電纜接口要多。不過(guò)，在連接和橋接抽頭狀況較差的情況下，有時(shí)會(huì )造成性能下降。電話(huà)線(xiàn)的插損要大于同軸電纜，盡管電話(huà)線(xiàn)是卷曲的，也會(huì )受到高頻串音的很大影響。此外，電話(huà)線(xiàn)也會(huì )受其他電器的尖銳突入噪聲的影響。

電源線(xiàn)是有線(xiàn)連接的另一種重要介質(zhì)。盡管這種電線(xiàn)還沒(méi)有廣為接受的標準，但一些專(zhuān)利技術(shù)已經(jīng)上市了。HomePlug 是一個(gè)較強大的業(yè)界聯(lián)盟，已經(jīng)推出了幾款標準。最新標準 HomePlugAV針對家庭視頻流應用的需要，據說(shuō)能支持同軸電纜。此外，OPERA 和 CEPCA 也推出了自己的專(zhuān)利標準，并向市場(chǎng)推出自己的產(chǎn)品。

輸電線(xiàn)連接的主要優(yōu)勢在于，大多數家庭都有很多電源線(xiàn)接口，這為家中視頻、語(yǔ)音和數據服務(wù)的傳輸提供了很大的靈活性。不幸的是，電源線(xiàn)不是卷曲的，很容易受到串音干擾。家庭輸電線(xiàn)的拓撲很復雜，容易造成信號損失。此外，不同的電器也會(huì )造成大量噪聲。

家庭網(wǎng)絡(luò )的典型應用

各種有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)千差萬(wàn)別，實(shí)在讓人摸不著(zhù)頭腦。諸多不同的規范不僅難以實(shí)現互操作性，而且有時(shí)還會(huì )彼此造成干擾。要是用戶(hù)使用某種家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)時(shí)遇到了困難，就會(huì )對提供有關(guān)設備或技術(shù)的服務(wù)供應商產(chǎn)生不滿(mǎn)。市場(chǎng)中各種不同技術(shù)標準林立，這也加大了成本，使設備供應商難以實(shí)現規模經(jīng)濟效益，同時(shí)也使服務(wù)供應商面臨更大的風(fēng)險，他們所選擇的技術(shù)有可能難以為足夠多的用戶(hù)所接受，從而迫使其不得不再進(jìn)行大量投資對現有設備進(jìn)行更新?lián)Q代。

推動(dòng)建立通用的有線(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò )標準

鑒于上述原因，服務(wù)供應商積極致力于建立新式有線(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò )標準，實(shí)現家中各種有線(xiàn)連接介質(zhì)的高性能。為什么要開(kāi)發(fā)新式標準而不是改進(jìn)現有標準呢？一個(gè)主要原因就在于，我們需要一款充分利用家中現有有線(xiàn)連接介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，不管是同軸電纜、電話(huà)線(xiàn)、電源線(xiàn)還是結構化布線(xiàn)都能支持。統一的標準能解決互操作性問(wèn)題，并能最佳利用現有的線(xiàn)路。

國際電信聯(lián)盟 (ITU-T) 開(kāi)始制定這種最新標準，目前聯(lián)盟下屬的一個(gè)委員會(huì )（第 15 研究組，第1工作組，第 4 審文處Study Group 15, Working Party 1, Question 4）正準備提出統一的有線(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò )標準建議，即 G.hn。該委員會(huì )過(guò)去曾提出 DSL 和 HPNA 標準建議。G.hn 標準基于正交頻域多路復用（OFDM） 技術(shù)，該技術(shù)也用于 802.11 和近期其他幾款標準中。此外，我們希望新標準建議能夠實(shí)現較高的穩健性，滿(mǎn)足現有各種家庭網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)的要求，提供嚴格的服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 支持以進(jìn)行可靠的視頻傳輸，并避免與線(xiàn)路中已有服務(wù)之間造成干擾。我們對新標準還有一個(gè)要求，即它必須超過(guò)現有技術(shù)的功能和數據傳輸速度，從而可以為新一代服務(wù)提供支持。當前的目標是 PHY 層數據傳輸速度應達到 500 Mbps，也就是說(shuō) MAC 層數據傳輸速度應在 200 到 300 Mbps 的范圍內。最后，服務(wù)供應商希望消費者在進(jìn)行基本設備安裝時(shí)不需要什么繁瑣的設置步驟。

ITU-T 目前正計劃在 2007 年 6 月前完成有關(guān)要求和基本的架構，到 2008 年 1 月前制定規范建議的最終版本。原型芯片組將于 2008年底或 2009 年初面世。集成與互操作性測試需要更多的時(shí)間，因此最終部署將于 2009 年底或 2010 年初開(kāi)始。在電話(huà)和有線(xiàn)運營(yíng)商的支持合作下，我們預計 G.hn 將成為配合 WiFi 標準的通用有線(xiàn)連接標準。

家庭網(wǎng)關(guān)的作用

家庭網(wǎng)關(guān)支持多種家庭網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。