典型數字家庭設計實(shí)例集錦(二)

　　基于電力線(xiàn)網(wǎng)信息家電的實(shí)現方案可以包含兩個(gè)部分：一是家庭局域網(wǎng)與外部的連接?二是基于電力線(xiàn)布線(xiàn)的家庭局域網(wǎng)。家庭網(wǎng)與寬帶城域網(wǎng)的外部互連方式有多種，目前比較流行的大概有三類(lèi)：

　?。?）HFC方式：采用現有的CATV傳輸網(wǎng)絡(luò )雙向功能的開(kāi)發(fā)，實(shí)現用戶(hù)的寬帶接入。

　?。?）ADSL方式：利用電話(huà)線(xiàn)實(shí)現用戶(hù)寬帶接入的經(jīng)濟而有效的方法。

　?。?）LAN方式：利用小區局域網(wǎng)技術(shù)，采用雙絞線(xiàn)構建樓宇用戶(hù)內外的寬帶互連方式。

　　組建家庭局域網(wǎng)的內部接入方式也有多種形式，目前正在積極實(shí)驗和試圖投入商業(yè)應用的主要方式有以下幾種：

　?。?）無(wú)線(xiàn)方式：以藍牙技術(shù)為代表的近距離無(wú)線(xiàn)接入方式在信息家電領(lǐng)域有較大發(fā)展。但是由于價(jià)格上的原因，普及應用上還有一些困難。

　?。?）雙絞線(xiàn)方式：采用分離的專(zhuān)門(mén)網(wǎng)線(xiàn)實(shí)現信號的傳遞，這在實(shí)際使用時(shí)有諸多不便。

　?。?）電力線(xiàn)方式：由于采用與電器供電線(xiàn)路一體化的信道方式，可避免重新布線(xiàn)。便于電器的任意移動(dòng)。尤其適合網(wǎng)絡(luò )接入部分的嵌入式設計。一個(gè)基于電力線(xiàn)網(wǎng)的數字家庭實(shí)現方案如圖1所示。

　　在該方案中家庭內部的互連通過(guò)電力線(xiàn)實(shí)現。其關(guān)鍵設備是電力線(xiàn)耦合器和電力線(xiàn)modem。這兩部分可以作為一個(gè)整體嵌入在各個(gè)信息家電里。這種設計理念將有助于構建完整的一體化數字家庭，而且無(wú)需增加附加的布線(xiàn)資源。

　　圖1中，智能家庭網(wǎng)關(guān)是一個(gè)獨立、智能、靈活多變、標準化的家居網(wǎng)絡(luò )系統接口單元。它通過(guò)各種途徑（如Internet、WAP、電話(huà)、手機等）從多種多樣的外部網(wǎng)絡(luò )接收通信信號，然后通過(guò)家庭內部網(wǎng)絡(luò )將信號傳送到特定的用戶(hù)設備上，并將相應信號反饋給外部通信節點(diǎn)，實(shí)現整個(gè)遠程交互過(guò)程。

　　智能家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭局域網(wǎng)的核心部分，主要完成家庭內部網(wǎng)絡(luò )各種不同通信協(xié)議之間的轉換和信息共享及同外部通信網(wǎng)絡(luò )之間的數據交換，同時(shí)網(wǎng)關(guān)一般還負責家庭智能設備的管理和控制。為適用于普通的家庭用戶(hù)，網(wǎng)關(guān)一般設計為非PC廉價(jià)設備，采用嵌入式Internet技術(shù)和高性能微處理器。

　　智能家庭網(wǎng)關(guān)應具備以下功能：

　　·Internet接入功能；

　　·簡(jiǎn)單的modem功能；

　　·Web服務(wù)器功能；

　　·簡(jiǎn)單的內部網(wǎng)絡(luò )協(xié)議轉換功能；

　　·智能家居控制和管理功能；

　　·簡(jiǎn)單友好的用戶(hù)操作界面；

　　·具有系統升級和重構功能。

　　用戶(hù)可以在任何地方通過(guò)Internet、寬帶城域網(wǎng)與家庭智能網(wǎng)關(guān)建立連接，再通過(guò)智能家庭網(wǎng)關(guān)與家庭內部的任何一臺信息家電或控制裝置相連，從而實(shí)現對家庭內部各種電器的控制以及其它信息的監控。家庭用戶(hù)終端和各種信息家電也可以通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)與Internet或外界溝通。這樣使得整個(gè)家庭以數字方式與外界構成一種互連關(guān)系。

　　傳統家電向信息家電的過(guò)渡是一個(gè)必然趨勢，在這一過(guò)程中即有傳統產(chǎn)品的升級改造問(wèn)題也有新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，其核心問(wèn)題還是數字化。數字化只是一個(gè)手段，網(wǎng)絡(luò )化才是其真正的目的。數字家庭的實(shí)現是信息家電基于完善的家庭網(wǎng)絡(luò )平臺的系統集成。而電力線(xiàn)網(wǎng)在家庭網(wǎng)絡(luò )平臺的構建中具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。因為電力線(xiàn)網(wǎng)可以說(shuō)是世界上現有分布最廣、與普通家庭關(guān)系最為緊密的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )結構。如何充分利用現有的電力網(wǎng)絡(luò )承載電話(huà)、數據和電視信號是一個(gè)很有價(jià)值的研究課題。

　　由于我國電力線(xiàn)網(wǎng)與國外電力線(xiàn)網(wǎng)的差異，目前還沒(méi)有真正適合國內電力線(xiàn)網(wǎng)特性的載波通訊的modem芯片。另外，由于中國的電網(wǎng)特性、電網(wǎng)結構、居民住宅分布狀況、電力線(xiàn)載波通訊的應用領(lǐng)域等方面與國外也有很多不同之處。電力線(xiàn)載波通訊modem芯片是制約國內電力線(xiàn)載波通訊市場(chǎng)迅速增長(cháng)的主要瓶頸之一。同時(shí)也延緩了中國用戶(hù)對電力線(xiàn)載波通訊技術(shù)的認同和接受。針對國內電網(wǎng)特性、住宅結構、市場(chǎng)要求等情況的深入研究，通過(guò)對國外電力線(xiàn)載波通訊技術(shù)的深入了解，利用國外先進(jìn)的現代通訊技術(shù)，開(kāi)發(fā)適合國內電力線(xiàn)載波通訊modem芯片將具有極其廣闊的應用前景。

　　針對數字家庭所進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng )新應該包含兩個(gè)方面：一是技術(shù)本身的創(chuàng )新，如新型modem芯片的開(kāi)發(fā)；二是應用模式的創(chuàng )新，如家居網(wǎng)關(guān)的模型、數字家庭的應用模式等。從某種意義上說(shuō)后者比前者還要重要。換句話(huà)說(shuō)，設計出人們愿意接受的數字家庭應用模式在引導人們需求的同時(shí)也會(huì )對技術(shù)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)。
四、誰(shuí)將是數字家庭網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)傳輸的理想選擇？

　　從各方面匯集的信息來(lái)看，數字家庭無(wú)疑將是消費電子行業(yè)中下一個(gè)熱點(diǎn)。幾乎所有的主要半導體公司向該領(lǐng)域發(fā)力，半導體巨頭TI更是將該領(lǐng)域作為續寫(xiě)其DSP輝煌的舞臺。圍繞數字家庭的控制權，出現了電視（以電視為核心）、電信（以網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)關(guān)為核心）和IT（以PC為核心）三大派別。然而，數字家庭究竟是什么？具有什么樣的內涵？圍繞數字家庭究竟能為用戶(hù)演繹出多少“故事”？無(wú)論是業(yè)內專(zhuān)家，還是消費者雖然都有無(wú)限的遐想，但還是很難用三言?xún)烧Z(yǔ)給出一個(gè)統一的解釋。但可以肯定的是，數字家庭所賦予的內涵會(huì )越來(lái)越豐富，但這是應用層的事情！而支撐這些豐富應用的底層技術(shù)，或者說(shuō)組網(wǎng)技術(shù)將會(huì )是怎樣的呢？

　　有線(xiàn)媒質(zhì)在數字家庭傳輸中受到制約

　　盡管對于很多新裝家居來(lái)說(shuō)，可能有各式各樣的布線(xiàn)，包括電話(huà)線(xiàn)，同軸線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò )類(lèi)線(xiàn)乃至光纖。盡管這些布線(xiàn)在混合組網(wǎng)中可以發(fā)揮一些作用，但是最大一個(gè)問(wèn)題就是無(wú)法滿(mǎn)足移動(dòng)性，也無(wú)法升級，成本也很高。電力線(xiàn)作為數字家庭的傳輸媒質(zhì)，目前已經(jīng)以HomePlug標準的形式得到了驗證，包括Arkados的多家公司都推出了HomePlug模塊，數據傳輸測試效果還不錯，從覆蓋面上都比其他有線(xiàn)技術(shù)要廣，似乎比較適合大量的低端主流用戶(hù)，但就中國的現實(shí)情況來(lái)看，線(xiàn)路上的浪涌和高壓安全問(wèn)題制約其短期內還難有尚好表現。由此，有線(xiàn)媒質(zhì)所受的制約將成全無(wú)線(xiàn)媒質(zhì)擔當數字家庭中的組網(wǎng)重任。

　　圖1：以WiFi為主構建數字家庭網(wǎng)絡(luò )傳輸網(wǎng)。

　　WiFi能成為家庭網(wǎng)絡(luò )的理想支持？

　　說(shuō)到WiFi，的確有一個(gè)很有趣的事情，即數年前許多專(zhuān)家都認為WiFi即將消亡，因為它有太多的局限了，歸根結底就是它沒(méi)有漫游功能，不能自組網(wǎng)，從而只能成為其他技術(shù)的附庸。再就是該技術(shù)缺乏競爭力的盈利模式。但是，近年來(lái)的發(fā)展情況卻令許多專(zhuān)家跌破眼鏡，WiFi的出貨量連年激增。目前已成為無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的主流技術(shù)。然而，另一方面，投入巨資建設WiFi網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)商卻無(wú)利可圖，甚至不斷虧本，最后高興的只是芯片制造商，原因就在于WiFi受到其他技術(shù)的擠壓，沒(méi)有明確的獨立盈利模式。

　　但是，數字家庭似乎為WiFi找到了一個(gè)可以獨擔大任的發(fā)揮場(chǎng)合。它使用開(kāi)放頻段，采用直序擴頻，最大數據傳輸速率為11Mbps，也可根據鏈路衰落狀態(tài)把傳輸率動(dòng)態(tài)調整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無(wú)需直線(xiàn)傳播傳輸范圍為室外最大300米，室內有障礙的情況下最大100米，足以滿(mǎn)足家庭應用，其“無(wú)線(xiàn)保真”的本意似乎也和家庭娛樂(lè )需求更為貼合。所以，無(wú)論是從傳輸率，還是覆蓋都好像很符合數字家庭的應用。當然，也不乏與其激烈競爭的技術(shù)，WiMedia 陣營(yíng)的UWB就是其中一項。Pluse Link的CWave采用的就是這種技術(shù)。UWB采用了很多頗具優(yōu)勢的底層技術(shù)，包括MIMO，OFDM，數據率目前已經(jīng)高達近1Gbps。但這項技術(shù)側重的高數據率，其過(guò)短的覆蓋距離將會(huì )制約它在數字家庭中的表現。

　　數字家庭的一個(gè)必不可少的功能就是與外界的互連問(wèn)題。如今，802.11g是WiFi最成功的無(wú)線(xiàn)標準?；赪iFi的特性，使得該技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )層的無(wú)線(xiàn)技術(shù)顯得更為友好。這可能就是該技術(shù)目前在數字家庭領(lǐng)域占據較大份額的原因之一。Broadcom公司無(wú)線(xiàn)連接集團無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )（WLAN）事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理Michael Hurlston認為，WiFi如今