数字家庭需求推动无线家庭网络 "数字家庭"在英文中常用"Smart Home"来表示,其它提法还有:家庭智能化(Intelligent Home)、家庭自动化(Home Automation)、家庭网关(Home Gateway)、数字家庭(e Home)、网络家居(Network Home)等。它不仅将宽带网连接到家庭,同时将住宅内的电话网络、电视网络、计算机网络以及家庭自动化监控网络合理的融合在统一的家庭网络平台中。 如图1所示,"数字家庭"主要可细分:娱乐系统、办公系统、安全和舒适系统。娱乐系统发展迅速,不仅各种数字产品的渗透率高,而且近80%的用户希望数字家庭能带来更多娱乐享受。办公系统的需求不及娱乐系统旺盛,而安全和舒适系统目前的产品和市场需求状况都尚待发展。可以预见,随着家庭网络的发展,娱乐用途和家庭安防将成为主体应用。 在业务方面,"数字家庭网络"可以提供的服务包括IPTV、VOIP以及绿色上网等的三重播放业务、家庭内部数据及娱乐资源共享、家庭内部家电控制、家庭安防、VOD点播、互动游戏、网络支付、网络教育、网上订票、网络医疗、视频通信、网络游戏、GSM/CDMA远程控制等。即融合了家庭的通讯系统、信息处理系统、娱乐系统、控制系统、安防系统等5大系统。 在网络方面,它融合四个网络:包括固网、移动网、广电网,以及Internet网。它能提供数字广播DVB 的全部功能,包括卫星、有线和地面,并在IP网络接入方面支持ADSL、Cable Modem、WiFi、GSM/CDMA等多种接入方式。
图1 数字家庭示意图 总所周知,由于业务驱动家庭网络的发展、伴随着高带宽、个性化业务的逐渐渗透,通向宽带世界的高速公路人口已经从骨干网、汇聚网延伸到接入网直至用户家庭内部。在过去的几年中,宽带接入技术以DSL、FTTx + LAN等固定接入技术为主。而近年来,随着WiFi、WiMAX等无线接入技术以及CDMA、HSDPA等3G技术逐渐成熟,宽带接入无线化的趋势越来越明显,并将成为未来宽带接入的发展方向。 对于众多家庭网络用户而言,随着无线局域网(WLAN)的技术广泛普及和价格日趋低廉,WLAN路由器与接入点设备的数量不断增加。而其中基于Wi-Fi (IEEE 802.11)标准的WLAN是较方便的选择,因为用户不用费力给每个房间布线。而WLAN技术很与DSL和线缆调制解调器的结合,为更广阔的市场简化了基于Wi-Fi技术的家庭网络的实施工作。 可以预见,未来的家庭将充满用各种无线技术连接起来的数字设备,从而使得家庭内、有必要的每一个家用电器和设备都能上网,真正实现家电信息化、网络化。 (1)家庭计算和Internet 接口类设备:包括PC、打印机、扫描仪和Web相机等。无线家庭网络允许许多台计算机与其他的设备通过无线技术进行互连,使它们相互通信甚至接入LAN 或Internet。 (2)通讯设备:数字无绳电话具有传统模拟电话所不具有的传输力强、清晰度高和保密性强(被窃听的可能性为零)等优点,而且不需要连线和固定连线插座,不存在重定位的限制,因此正在加速取代普通电话和模拟无绳。 (3) 娱乐和视频类设备:包括电视机、立体声系统、CD播放器、录像机、DVD 播放器、录音机、便携式摄像机、喇叭以及耳机等。这些设备都可以通过无线的方式接入Internet,从而可以使人们在Internet上观看自己喜欢的电视或电影等,或是在适当的时间获取所希望的信息资料。 (4)安全系统:包括运动检测仪、门禁设备、系统控制面板、摄像机和报警设备等。这些设备可以使用无线技术以形成自己独立的网络,再通过远程的已经连接到Internet上的计算机来控制和监测家庭中的各种设备。 数字家庭需求推动无线家庭网络 "数字家庭"在英文中常用"Smart Home"来表示,其它提法还有:家庭智能化(Intelligent Home)、家庭自动化(Home Automation)、家庭网关(Home Gateway)、数字家庭(e Home)、网络家居(Network Home)等。它不仅将宽带网连接到家庭,同时将住宅内的电话网络、电视网络、计算机网络以及家庭自动化监控网络合理的融合在统一的家庭网络平台中。 如图1所示,"数字家庭"主要可细分:娱乐系统、办公系统、安全和舒适系统。娱乐系统发展迅速,不仅各种数字产品的渗透率高,而且近80%的用户希望数字家庭能带来更多娱乐享受。办公系统的需求不及娱乐系统旺盛,而安全和舒适系统目前的产品和市场需求状况都尚待发展。可以预见,随着家庭网络的发展,娱乐用途和家庭安防将成为主体应用。 在业务方面,"数字家庭网络"可以提供的服务包括IPTV、VOIP以及绿色上网等的三重播放业务、家庭内部数据及娱乐资源共享、家庭内部家电控制、家庭安防、VOD点播、互动游戏、网络支付、网络教育、网上订票、网络医疗、视频通信、网络游戏、GSM/CDMA远程控制等。即融合了家庭的通讯系统、信息处理系统、娱乐系统、控制系统、安防系统等5大系统。 在网络方面,它融合四个网络:包括固网、移动网、广电网,以及Internet网。它能提供数字广播DVB 的全部功能,包括卫星、有线和地面,并在IP网络接入方面支持ADSL、Cable Modem、WiFi、GSM/CDMA等多种接入方式。
图1 数字家庭示意图 总所周知,由于业务驱动家庭网络的发展、伴随着高带宽、个性化业务的逐渐渗透,通向宽带世界的高速公路人口已经从骨干网、汇聚网延伸到接入网直至用户家庭内部。在过去的几年中,宽带接入技术以DSL、FTTx + LAN等固定接入技术为主。而近年来,随着WiFi、WiMAX等无线接入技术以及CDMA、HSDPA等3G技术逐渐成熟,宽带接入无线化的趋势越来越明显,并将成为未来宽带接入的发展方向。 对于众多家庭网络用户而言,随着无线局域网(WLAN)的技术广泛普及和价格日趋低廉,WLAN路由器与接入点设备的数量不断增加。而其中基于Wi-Fi (IEEE 802.11)标准的WLAN是较方便的选择,因为用户不用费力给每个房间布线。而WLAN技术很与DSL和线缆调制解调器的结合,为更广阔的市场简化了基于Wi-Fi技术的家庭网络的实施工作。 可以预见,未来的家庭将充满用各种无线技术连接起来的数字设备,从而使得家庭内、有必要的每一个家用电器和设备都能上网,真正实现家电信息化、网络化。 (1)家庭计算和Internet 接口类设备:包括PC、打印机、扫描仪和Web相机等。无线家庭网络允许许多台计算机与其他的设备通过无线技术进行互连,使它们相互通信甚至接入LAN 或Internet。 (2)通讯设备:数字无绳电话具有传统模拟电话所不具有的传输力强、清晰度高和保密性强(被窃听的可能性为零)等优点,而且不需要连线和固定连线插座,不存在重定位的限制,因此正在加速取代普通电话和模拟无绳。 (3) 娱乐和视频类设备:包括电视机、立体声系统、CD播放器、录像机、DVD 播放器、录音机、便携式摄像机、喇叭以及耳机等。这些设备都可以通过无线的方式接入Internet,从而可以使人们在Internet上观看自己喜欢的电视或电影等,或是在适当的时间获取所希望的信息资料。 (4)安全系统:包括运动检测仪、门禁设备、系统控制面板、摄像机和报警设备等。这些设备可以使用无线技术以形成自己独立的网络,再通过远程的已经连接到Internet上的计算机来控制和监测家庭中的各种设备。 无线家庭网络的优势 智能无线家庭网络在应用计算机技术、互联网络科技和自动化控制技术的基础上,全面整合了浏览器技术(Web)、移动通讯技术(2.5G/3G)、无线局域网技术(802.11)、蓝牙技术(Bluetooth)、红外线技术(IR)以及家庭无线控制技术(HomeRF)。它可以将信息(包括监视图像信息)、网络和控制整合在一个统一的平台上,用户只要通过一个无线上网的手机,就可以随心所欲的浏览网络信息、家庭娱乐、拨打电话、发送SMS/MMS、显示可视对讲来访者影像及遥控开锁、遥控家庭娱乐设施、调节灯光照度、控制网络家电设备、监视家庭安全状态、显示网络摄像机监控图像等。 所以总的来说,无线家庭网络在成本、可靠性和移动性等方面都具有无可比拟的优势,根据不同的用户需求和家庭条件,有许多理由让用户选择安装无线网络而不是传统的有线网络。 (1)成本 在许多情况下,安装一个无线网络比常规的有线网络要便宜、快捷,特别是在施工不便和其他方面有限制的时候更能显示出优势。无线网络可以提供一个简单直接的解决方案,当购置了新的设备或调换房间,重新规划的时候,重新布置网络联接只是简单挪动计算机即可。 (2)可靠性 有线网络的线路本身会有一些金属接头生锈、渗水、人为的意外切断线路或者网络的联接不良而造成线路中断,导致通信线路失效,破坏网络的数据交换,而排查故障往往需要花费大量的时间。而无线网络无疑可以降低此类故障的发生率。 (3)移动性 选择无线网络的一个最突出的理由就是它的移动性。在WLAN 覆盖范围内,用户可以四处移动而同时与网络保持联接,不会局限于只在有网口的地方上网。 无线家庭网络类型 无线家庭网络包括IrDA、Wi-Fi、Home RF、Bluetooth、DECT、WLAN、UWB、IEEE 802.15标准、ZigBee和Z-Wave等。可用于组建家庭网络的无线技术的比较见表1,其中,高速率(或相对高速率)无线技术主要包括IrDA、Wi-Fi、Home RF、Bluetooth、WLAN 和UWB 等,低速率无线技术主要包括ZigBee和Z-Wave。 表1 组建无线家庭网络比较
其中,Home RF尽管是专门为家庭网络的无线互联提出的,但因其标准不公开,后续研发与技术升级较慢、缺少众多大公司的支持,并且在与Wi-Fi等技术的竞争中并不占优势。而WLAN在传播条件不断变化且存在干扰的家庭无线网络中得到很好的应用。 目前,越来越多的消费类家庭电子设备,无论是固定的还是便携式的,都集成了WLAN功能,成为数字家庭网络环境中的"新成员"。像掌上游戏机、IP语音电话 (VoIP)系统、便携式媒体平台(如MP3与DVD播放器)、IP手机以及数码相机等设备的制造商通过实现WLAN连接,为用户带来更出色的体验效果。有专家预计,WLAN技术在固定家庭电子设备中的应用到2009年将保持年均98%的增长速度,便携式家庭电子应用同期也将保持29%的可观年均增长速度。 结束语 由于家庭中各式各样的电器设备的接口和控制十分复杂,所以目前的无线家庭网络的实现将会是多种网络技术的共存的,例如采用有线技术组建家庭宽带网,辅以无线技术提供移动设备的灵活接入,不仅降低成本也不失灵活性。 而在未来,通过无线网络将可以把家庭内的各种智能家电和网络设备连接在一起,远程控制也可以采用GPS或CDMA等成熟无线技术,实现无线安全监控、无线媒体接收器、无线摄录像机、无线投影播放器、无线音箱、无线冰箱、无线微波炉等等。因此,无线技术将最终会成为家庭网络的主要载体。 |
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