家庭网络技术及架构

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1、家庭网络技术及架构家庭网络是采用一定的拓扑结构和物理媒体，通过相应控制协议将家庭内部的各种信息电器互连起来而形成的网络系统，它通常由数据通信、家庭娱乐和家庭电器控制三大部分构成，以实现安全服务、能源管理、数据通信服务、家庭环境控制和各种智能控制功能。微软“维纳斯”计划及我国“女娲”计划的实施，推动了信息家电的快速发展，为我国家庭的网络化奠定物质基础，新一代IPv6标准为家庭网络的实施提供了足够的IP空间，网络应用在全社会的迅速普及人们实现家庭网上购物、家庭办公、远程学习和医疗、家庭自动化控制等需求则是家庭网络化的根本动力。我国具有众多的消费类电器产品生产商和庞大的消费群体，随着经济的发展及人

2、们生活质量的提高，家庭网络及其产业必将在我国快速发展。为此，本文就家庭网络的关键技术、逻辑结构、通信媒体、连网方案以及目前存在的问题等进行了阐述，以期对同行们及家庭网络在我国的发展有所帮助。家庭网络的关键技术家庭网络是一种特定的局域网络，在逻辑结构上与LAN具有一定的相似性，但在其应用环境、操作功能、系统的物理组成及使用对象上都具有自己的特点。家庭网络的具体实现需要以下关键技术的支持。(1)嵌入式操作系统的设计和嵌入式集成芯片的制造。家庭中的设备种类繁多，控制方式、计算能力及智能程度相差悬殊，除了少数智能较高的设备如计算机之外，大多为数据处理能力较弱、控制方式较简单的电器设备，要实现网络的覆

3、盖功能，必须具有嵌入式OS和嵌入式1C的支持，这同时也是信息家电的核心技术［3］。当前主要的嵌入式操作系统有WindowsCE、3COM的PalmsOS、JAVA2、JAVA2MicroEdition、Pjava、Ejava以及具有我国自主知识产权的凯斯集团的Hopen嵌入式操作系统。(1)API级的互操作规范。该规范是家庭网络应用开发的基础，它屏蔽了下层通信协议的差别，为上层提供统一的开发接口。当前有Microsoft的UPnP、SUN公司的JINI规?包、HomePNP、HomeAPI等。(2)最顶层的用户接口设计规范确立。用户接口决定丫家庭网络的易用程度，进而决定了最终用户对系统的接受

4、度，对于网络接口来说，它的具体应用环境及特殊的应用对象决定了其自身的如下特占./、V、■易用性：它所面对的用户是一般的家庭成员，文化程度及相关技能各不相同，年龄分布参差不齐，用户接u的易用程度直接影响到用户的接受程度，在一定程度上决定着家庭网络市场的培育与成熟，因此其用户接口的设计必须面向最普通的用户群体，为使用者提供最灵活、简单和直观的使用界面。移动性：当前的家庭网络是一个异构网络，它包含了数据网络、视频AV网络和控制网络。由于多种控制标准和规范的存在，控制网络本身也呈现异构化趋势。当家庭内部的各种设备相互连接形成一个统一的网络后，终端用户应该可以从不同的访问点通过用户接口(UI)配置、控

5、制、管理和查询网络性能、设备状态。伸缩性：由于经济、技术和市场因素，家庭网络的建设是一个逐步完善的过程，因而用户接口应能够动态的提供新增设备的相应接口。(1)家庭网络接入技术。接入技术是internet与家庭网络的连接方式，接入技术有有线和无线两种方式，有线方式有Modem、HFCCableModem、FTTH和xDSL技术，无线方式有WAP和LDMS等技术。传统的Modem技术传输速率较低（当前为56kps）,CableModem和xDSL将是今后一段时间最具潜力的接入方式，最终将过渡到FTTH和无线接入方式。家庭网络的一般逻辑结构逻辑上整个系统共分为五层［3（省略了操作系统层）：物理媒体

6、层（Media）、底层协议层（Protocol）、应用程序接口层（API）、应用程序层（APP）和最终用户接U层（UI）。其中第一二两层的标准已经颁布并已在实际应用之中，第三层（API）是家庭网络技术发展的关键，是当前研究的*A，HomeAPHriJini技术是1999年刚提出的企业规范，其开发工具将会在近期推出［6］。第四层是应用程序层，它是在第三层的基础上由技术人员开发的各种应用程序。第五层是各种用户接U工具，它不仪只限于PC接U，同时也包括各种应急按钮、求助开关、遥控装置和其它可视接口设备，UI的简单性、易用和灵活性关系到整个系统性能的发挥和使用，对用户的接受程度有很大的影响，因此系统

7、的UI规划在HomeNet的设计中占有很重要的地位。家庭网络的通信媒体及内部连网方案家庭网络的通信媒体有以下几种：双绞线（TP）、家庭电话线（HomePNA）、无线传输（EEE802.11、HomeRF、Bluetooth）、电缆（cablemodem）、光纤（FB）和电力线（PL），当前主要以双绞线、电话线和电力线为主，家庭无线网络将以其灵活方便和可移动计算而成为未来的方向。与这些通信媒体相应的家庭网络技术