485总线稳定性解决方法

    根据485总线结构理论,在理想环境的前提下,485总线传输距离可以达到1200米。其条件是通讯线材优质达标,波特率为9600,只负载一台485设备,才能使得通讯距离达到1200米,所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。

一、关于485总线的几个概念
1、485总线的通讯距离可以达到1200米。
    根据485总线结构理论,在理想环境的前提下,485总线传输距离可以达到1200米。其条件是通讯线材优质达标,波特率为9600,只负载一台485设备,才能使得通讯距离达到1200米,所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。如果负载485设备多,线材阻抗不合乎标准,线径过细,转换器品质不良,设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。

2、485总线可以带128台设备进行通讯。
    其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的,要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断,只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。。此外理论上的标称往往实际上是达不到的,通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强,这些都会降低真实负载数量。

3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构
    这种概念是错误的。485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。。其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。485总线虽然简单,但也必须严格按照安装施工规范进行布线。

二、必须严格按照施工规范施工
    在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工,特别应注意下面几点。
1、485+和485-数据线一定要互为双绞。
2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。多股是为了备用,屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试,双绞是因为485通讯采用差模通讯原理,双绞的抗干扰性较好。不采用双绞线是错误的。
3、485总线一定要用手牵手式的总线结构,坚决避免星型连接和分叉连接。
4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地,而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座,其实根本没有接地,接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。静电累积时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量,保护485总线设备和相关芯片不受伤害。
5、为避免强电对其干扰,485总线应避免和强电走在一起。

三、推荐几种调试方法
    在调试前首先要确保设备接线正确,且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方法。

1、共地法:用1条线或者屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来,这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。
2、终端电阻法:在最后一台485设备的485+和485-上并接120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。
3、中间分段断开法:通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯线路的影响等。
4、单独拉线法:单独简易拉一条线到设备,这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障。
5、更换转换器法:随身携带几个转换器,这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量。
6、笔记本调试法:先保证自己随身携带的电脑笔记本是通讯正常的设备,用它来替换客户电脑进行通讯,如果正常,则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤。

四、建议和忠告
    采用485总线结构常见的几种通讯故障有下面几种。
1、通讯不上,无反应。
2、可以上传数据,但不可以下载数据。
3、通讯时系统提示受到干扰,或者不通讯时通讯指示灯也不停地闪烁。
4、有时能通讯上,有时通讯不上,有的指令可以通,有的指令不可以通。

为减少通信故障提出下面几条建议和忠告供参考。
1、建议用户使用和购买门禁厂家提供的485转换器或者厂家指定推荐品牌的485转换器。
2、门禁厂家会对与其配套的485转换器做大量的测试工作,并且会要求485转换器生产厂家按照其固定的性能参数进行生产和品质检测,所以它与门禁设备具备较好的兼容性。千万不要贪图便宜购买杂牌厂家的485转换器。
3、严格按照485总线的施工规范进行施工,杜绝任何侥幸心理。
4、对线路较长、负载较多的485总线工程采用科学的、有预留的解决方案。
5、如果通讯距离过长,如超500米,建议采用中继器或485HUB来解决。
6、如果负载数过多,如一条总线上超过30台,建议采用485HUB来解决问题。
7、现场调试带齐调试设备。现场调试一定要随身携带几个可以接长距离和多负载的转换器、一台常用的电脑笔记本、测试通路断路的万用表,几个120欧姆的终端电阻。

以ZigBee技术实现智能家居远景

    ZigBee为目前市场上相当受到重视的无线通讯技术之一,而这项技术的特点及优势也便于实现智能家居中的各项应用,本文特别从其技术面为您细细分析,让您了解ZigBee技术如何实现智能家居的远景!

    智能家居的概念至今已十余年,但目前在全球依旧无法普及的原因主要在于:解决方案价格昂贵、缺乏相关产品设备、基础设施布建困难,与无明确共通标准遵循,以上几点原因,大约可涵盖智能家居至今无法成功的八成因素。传统的智能家居大约可分为几个应用领域:个人电脑、家庭影音娱乐、自动化控制、家庭安全、语音应用、网路通讯等。想像在一个未来的世界,你是一个独居在外的单身贵族,在公司下班之前你拨了通电话,连线至家中的家庭网路伺服器,透过家庭网路伺服器下命令给连结在家庭网路中的各式设备,利用语音讯息传达各种命令指挥每一种设备。于是,在你回到家后,家里的电灯已经点亮,冷气、微波炉、烤箱等家用电器也已经依照指令正确运作,这就是数位网路家庭运作模式的写照。

智慧化居住空间的领域
    未来智慧化居住空间的发展策略方向,最终目的是让在此环境居住的人们,享有安全、健康、便利及舒适的生活品质,并配合资讯电子与通讯产业技术与平台开发使得普及运算概念于智慧化居住空间或环境中实现。科技生活化的概念,其范畴包括智慧家庭、智慧建筑、智慧社区与智慧都市。在应用上短期将以安全监控、能源管理、健康照护为优先。简单来说,智慧化居住空间可简单分为三个领域:家庭与社区空间、办公室与大楼空间及公众环境空间。家庭与社区空间包含一般住宅,公寓、集合式大楼、独栋住宅等;办公室与大楼空间包含办公室、办公大楼等;公众环境空间包含博物馆、展览馆、购物中心、医院、政府机关等。建筑物导入电子、电机、资讯、通讯及自动化等相关产业技术,建构主动感知及满足使用者需求之生活空间,以创造安全、健康、便利、舒适、节能与永续的生活环境,这就是目前一般普遍对于智慧化居住空间的解释。

无线感测技术(WSN)的优势
    目前有部分智能家居应用技术除了使用WLAN或是PLC来当作资料与控制讯号传输的桥梁。一般WLAN的使用问题包括涵盖范围限制、电磁波都是众人关心的议题;而PLC最大的问题在于台湾地区老旧建筑过多,电力线的品质不易掌握,因此在传输品质与传输率无法获得保证,因此目前在台湾地区使用PLC控制方式的家庭应用并不算成功﹔加上消费者一向有装潢的习惯,因此除非在装潢之初就将未来会安装的设备全部考量,一旦装潢完成后要再加装任何设备几乎是不可能的。因为不管电源线或讯号线皆会影响原有装潢的美观,所以唯一的解决之道只有使用短距离无线传输网路技术或无线感测网路才能获得解决。而ZigBee为目前市场上最受到重视的通讯技术之一,至于其它较热门之短距离无线通讯技术之比较,其中性质最相近、且较常被并列而提的为ZigBee、主动式RFID技术与蓝牙(Bluetooth)三种技术,这三种技术皆适合拿来进行无线感测网路的开发与应用。

ZigBee技术介绍
    ZigBee一般翻译为群蜂技术,ZigBee一词源自于蜜蜂(Bee),系因蜜蜂看似随意在跳着字形舞,但实际上却是将有花和蜂蜜所在地的讯息正确的传达给其他蜜蜂。而ZigBee也具备相似的通讯能力,可以将讯息透过ZigBee网路传递给其他ZigBee装置。ZigBee包含了两种不同单位所制定的通讯规格,一个是由ZigBee Alliance所主导的标准,定义了网路层、安全层、应用层以及各种应用产品的Profile;另外一个则是由IEEE所制定的IEEE 802.15.4标准,定义了实体层以及媒体存取层。

    ZigBee的应用市场依据ZigBee Alliance所公布的应用市场范围界定,以目前的市场趋势来看,ZigBee在工业控制、建筑自动化两方面大有斩获,不论台湾、大陆甚至于国外皆有部分案例发生;目前亦开始有厂商使用ZigBee来当作远距医疗居家端的传输媒介,甚至于消费性电子亦开始有使用ZigBee来制作通用遥控器的趋势,以目前的发展状况来说,ZigBee已经渐渐上了轨道并趋势稳定。

    以安全的课题来看,ZigBee在标准中定义了以128bits AES作为其加∕解密的演算法,以基本安全考量而言,ZigBee已经提供了最安全的传输环境。针对无线传输方面的优势,ZigBee可以取代目前传统的控制传输方式,如传统保全感测器大多以有线方式建置,感测器本身必须连接电源线与讯号线,而ZigBee本身具备无线传输、低成本、低耗电特性,因此可以完全取代电源线与讯号线,这也是厂商愿意投入ZigBee应用市场的原因之一。

    基于IEEE 802.15.4的规格,ZigBee Alliance定义网路层(NWK)、应用层(APS)与安全层(Security)规格。NWK最重要的工作,在于负责网路机制的建立与管理,并具有自我组态路由路径(Self Configure),以及自我修复路由路径(Self Healing)的功能。在NWK中,ZigBee定义了三种角色,第一个是网路协调者(WPAN Coordinator),负责网路的建立(WPAN Formation),以及网路位置(Network Address)的分配;第二个是路由器(Router),主要负责找寻、建立以及修复资料封包路由路径(Routing Path),并负责转送资料封包,同时也具有网路位置的分配的能力;最后一个是末端装置(End Device),只能选择加入别人已经形成的网路(WPAN),可以收送资料,但不能帮忙转送封包(Routing)。

其他无线感测技术的介绍

    主动式RFID技术(Active Radio Frequency Identification)是一种以电池作为电力的来源,使辨识标签能主动发射无线电波,并透过主动式读取器读取标签内资讯,依据不同资讯进行不同应用。由于感应距离较长,比被动式RFID可靠度高,但是价格较为昂贵,且有电力上的考量,因此在实用上并没有被动式RFID好。主动式RFID主要使用的频率是433MHz及2.45GHz,而其读取器的读取距离最远可达到100公尺以上,可依据不同的条件,如考量便于人员携带、物品附着等因素,针对体积大小、材质与外形设计皆有不同考量,因此目前在市面上有许多不同的外形设计可供选择。蓝牙则是一种小范围的无线通讯网路,由Intel、Nokia、Ericsson、IBM及Toshiba国际大厂组成了SIG小组,并由Ericsson主导,共同发起蓝牙技术。在网路拓朴上,蓝牙设备可以组成「点对点」和「点对多点」的无线连接,其工作频段为2.45GHz,可提供电子元件在小范围网路中,以无线的方式相互连结传输,每个元件最多一次可同时连接另外七个元件。目前在家庭中的应用大多为蓝牙的天下,不过由于蓝牙价格还是偏高,加上电力消耗问题一直无法获得解决,因此目前已经有许多厂商改以ZigBee取代蓝牙装置的趋势出现。

ZigBee的实际安全应用
    在无线感测网路应用中,发展最快也最容易被民众接受的是安全应用。依据经济部技术处「智慧化居住空间科技整合应用计画」调查分析,一般家庭对于智慧化设施与应用面的需求依序分别为:安全、健康、舒适便利,最后才是娱乐、环保与节能。其中的安全包含人身安全以及财物安全,民众目前普遍以住宅的社区管理、保全系统或监视系统来防范窃盗。

    安全监控为众多需求中最重要也是最切身相关的一个问题。由于目前治安逐渐恶化,如何运用资通讯技术来协助安全管理成为一个重要议题。安全监控范围相当广,从人员进出控制、设备管理、环境监测、门禁管理等都包含在这个领域中。目前一般保全公司主要工作为协助住户、商店、大楼等进行安全管理,并防止歹徒的入侵,或是透过数种感测器,如烟雾侦测器、门窗磁簧开关、窗户破碎侦测装置等设备,来达到安全监控的目的。在安全应用中,除了传统的监控系统与监测设备外,目前询问度最高的应用即为定位应用服务(Location Based Service, LBS)。

    为一个运用ZigBee网路技术发展的定位系统架构图,透过身上配戴的ZigBee识别徽章,可运用定位系统掌握行踪,对于需要高安全性的场所,如高科技工厂、医院等皆适用,再搭配其他如摄影机、麦克风等设备,更可达到完整的安全监控系统运作等级。定位服务不仅可用于人员定位上,另外也可以针对高单价物品进行应用,如一些可携带的贵重仪器、古董等,透过物品定位系统可以到防窃、搜寻的功能;针对目前容易发生的老人、小孩、宠物迷失的状况,亦可设定一个虚拟围墙,一旦目标物件离开事先划定的区域,即可立刻发出警讯,并透过通讯系统通知相关人等与单位处理。定位应用服务除了传统的GPS定位外,在室内定位部分一直没有一个好的方式来使用。而运用ZigBee网路技术的定位方式在这一两年来经过博物馆、社区、医院与晶圆厂等地的实地验证后,已证实是可行的方案之一。

    由于配戴于人员身上的定位装置可被取下,因此容易造成安全上的管理漏洞与盲点,若是使用在安全要求度高的场所则会有风险。所以理想的安全定位系统还必需再搭配其他的设备,如摄影机、麦克风等装置一同使用。简单来讲,当人员配戴定位装置时,由于定位系统会侦测到此区域的人员是谁,所以这时摄影机拍摄到的结果不会有任何问题;反之,若摄影机拍摄到人影,而定位系统没有侦测到任何定位讯息,则可推断此人应为入侵者,并立即做出警告反应。另一方面,若一个定位装置在同一地点停留过久,亦有可能是被取下丢弃,也可以用不正常的状况来判断。经由多种感测装置交叉判断,可以达到最佳安全保证的应用。
结语目前无线感测网路技术在全球皆为一个刚起步的境界,以ZigBee来说,拥有晶片研发厂商、模组生产厂商与ZigBee Stack开发厂商,就整体产业环境来讲,目前正是进入此领域市场的大好机会,相信一定可以在不久的将来开花结果。

WHDI发布非压缩无线高清传输标准

    家庭内高速无线通信的业界团体“WHDI(Wireless Home Digital Interface)”发布了正式标准“WHDI 1.0”(英文发布资料)。这是一种可将1080p的60Hz全高清影像通过非压缩方式进行无线传输的标准。主要用于平板电视、蓝光光盘播放器以及机顶盒等AV产品中。

    WHDI是利用5GHz频带的无线通信规格。如果有效利用40MHz带宽,可确保3Gbit/秒的传输速度。该标准以AMIMON公司的技术为基础,已有多家AV产品厂商销售相关产品。WHDI表示,最大可实现100英尺(约30m)的通信,还可穿墙连接。

WiGig成为新一代无线LAN

    “WiGig是新一代无线LAN。大型无线LAN芯片厂商都已加入了我们的团体”,Wireless Gigabit Alliance总裁兼主席、美国英特尔负责无线个人网络与毫米波标准的董事(Director of Wireless PAN and Millimeter Wave Standards)阿里·萨德里(Ali Sadri)如此表示。

    制定超高速毫米波无线通信规格的WiGig宣布,正式标准“Version 1.0”已经制定完成。阿里表示,WiGig的性能参数尊重与原来IEEE802.11规格的兼容性。例如,IEEE802.11的MAC层具有兼容性。另外,采用了与IEEE802.11相同的安全技术。阿里称:“查阅WiGig的性能参数说明书就会发现,‘Version 1.0’是IEEE802.11的扩展标准。”

    WiGig采用毫米波,所以传输距离较短。因此,据称与目前采用2.4GHz频带和5GHz频带的无线LAN方式具有相辅相成的关系。目前,在IEEE802.11委员会中,“TGad(Task Group ad)”已开始活动,负责制定采用60GHz频带毫米波的传输标准。WiGig的主导企业和参与TGad活动的企业基本相同,因此估计今后WiGig的活动将会对TGad的讨论产生影响。

    据介绍,WiGig不仅着眼于作为新一代无线LAN的应用,还计划实现其他无线规格。阿里称:“例如,还准备了可实现无线HDMI和无线PCI Express的适配层。”这样一来,就会与旨在实现无线版HDMI的“WirelessHD”等其他规格形成竞争。

    今后的日程计划方面,将在2010年第一季度向WiGig Alliance的会员发布Version 1.0标准。另外,预定在2010年第二季度公开适配层的协议。制定了从2010年到2011年进行兼容性试验等的工作安排。预计WiGig用芯片等的量产将在其后进行。不过,据称有可能会出现率先使相关芯片实现产品化的企业。

无线家庭数字接口WHDI 1.0发布

    WHDILLC日前宣布WHDI(无线家庭数字接口)规范正式起草完毕并投入使用。 WHDI标准支持采用Deep Color(深色)技术的1080p/60Hz全高清显示,有效传输距离为100英尺,并可透过墙壁。而其他无线标准均无法实现这一级别的高质量与高稳定性传输,更无法保证多房间之间的轻松无线传输。消费者凭借WHDI将能够在家中构建无线高清网络来享受最新内容及互动式服务。 

    WHDI是实现高清视频无线、多房间传输的领先标准,它使制造商有能力为家庭消费者提供更具附加值的产品,可实现与消费者家中更多高清内容来源(电子产品、个人电脑和移动设备)及电视之间的链接。WHDI标准正式通过使用可确保消费者所购买的带有WHDI标志的产品能够直接互连并提供高清内容与服务,避免了复杂而昂贵的布线任务。

    WHDI LLC. 总裁Leslie Chard表示:“WHDI是唯一能够满足消费者对高质量、多房间高清无线链接方案期望和需求的解决方案,WHDI进一步推动了音频/视频行业两大强劲趋势的进一步发展:高清内容来源(现在包括个人电脑和移动设备)的多样化和消费者家中的高质量、低价格高清显示器数量的不断增加。”  

   摩托罗拉院士Paul Moroney博士指出:“WHDI满足了家庭的一项重要需求,即对无线连接的需求,为家庭提供了灵活的、稳定的以及更多附加功能的解决方案。稳定的无线连接和交换意味着越来越多的高质量内容能够以更加友好的方式传输到消费者的高清显示屏。”  

    Amimon公司董事长兼首席执行官Yoav Nissan-Cohen博士表示:“消费者希望访问其所有高清内容,无论是通过便捷电脑、移动电话、机顶盒还是其他设备,WHDI使制造商能够生产轻松满足这一需求的设备,而其他无线技术均无法提供具备WHDI的质量和稳定性的这一连接功能。”  

    WHDI–实现家庭高清显示设备的无线连接  

    WHDI使制造商能够把高清连接功能从个人电脑和便捷电脑及移动计算设备扩展到无线电视。通过使用WHDI认证产品,消费者能够轻而易举地把高清内容从客厅的机顶盒传输到家中的其他高清电视,他们将能够在其卧室、厨房、游艺室等场所增加电视而无需担心布线问题。  

   WHDI(无线家庭数字接口)为无线高清视频连接设立了新的标准。它提供高质量、无压缩的无线链路,在5GHz免许可频带40MHz通道模式下可支持最高3Gbps(包括1080p/60Hz)的视频数据传输率,符合全球范围内的5GHz频谱规定;有效传输距离超过100英尺,可透过墙壁,延迟小于一毫秒。另外,WHDI借助HDCP 2.0来提供卓越的经好莱坞批准的安全性及数字内容保护。

智能家居家庭网络技术发展趋势

    信息和通信技术的飞速发展正在不断改变人们的生活,信息化和数字化越来越成为社会各个领域的大势所趋。数字家庭概念应运而生,电信、家电、IT等行业对数字家庭有着各自的解读。对电信运营商来讲,数字家庭是将公共网络和信息服务以家庭网关为连接点延伸到家庭,并通过家庭网络连接各种信息终端,为家庭提供集成的通信、娱乐、家电控制、安全防范、家居管理和信息服务等功能。数字家庭领域涉及的技术非常复杂,主要包括:联网技术、家庭网关技术、设备自动发现技术、远程管理技术。

联网技术
    家庭联网技术解决家庭内部多种终端之间的物理互联。由于家庭环境的多样性和复杂性,联网技术一直是数字家庭中非常活跃的技术领域,随着以IPTV业务为代表的多媒体业务和应用在家庭的普及,对互联技术在带宽性能、QoS保证以及使用便捷上提出了更高的要求。目前在数字家庭组网中常见的互联技术主要有以太网、HomePNA、MoCA、PLC、WiFi等。

    以太网技术在目前的网络世界里是一个非常普及的连接技术,可以提供从10M到100M甚至千兆的传输带宽。以太网上基于802.1p的QoS机制相对比较简单,通过家庭网关的配合可以满足语音、视频、数据多种信息流的QoS要求。以太网技术在目前的家庭设备互联中是最简单也是最普及的,但由于以太网对家庭布线有较高的要求,而且不具备移动性,所以在很多应用上受到相当的限制。

    HomePNA是一种基于电话线传输的家庭互联技术,通过在双绞线上调制信号承载数据提供基于电话线的联网技术,HomePNA3.0提供了对同轴电缆的支持,2005年被ITU标准化为G.9954。目前最新的标准HomePNA3.1理论最高速率达到320Mbps,支持同步、异步两种MAC机制,使用同步MAC可以获得更好的QoS保证。总得来说,HomePNA技术能最大可能重用家庭内部已有的布线系统来提供设备互联,大大减少了布线改造。HomePNA技术被AT&T采纳用于作为其家庭网络解决方案的主要互联机制。但作为一种有线技术,除了线缆的局限性外,还存在一些缺陷:传输延时大,在同轴线上与VDSL、数字电视的频段存在冲突等。

    MoCA是一种与HomePNA类似的技术,采用同轴电缆作为传输介质,能提供理论最大270Mbps的带宽。MoCA最大的问题在于目前还没有标准化,支持它的芯片厂家很少,从而也造成成本高、缺乏互通等问题。

    相对以上三种有线技术,由家庭插座(HomePlug)联盟组织主导的基于电力线的传输PLC技术是一种布线更加便捷的互联技术。PLC采用类似以太网的传输机制,提供200Mbps的物理带宽,并且专门考虑AV高带宽、低时延的要求,目前影响PLC普及的主要因素有:电力线上的干扰问题、用户间隔离以及成本。

    HomePNA、MoCA、PLC三种有线技术在MAC/PHY层各不相同,为了统一家庭互联技术,ITU-T Q4/15开始研究G.hn,宗旨是为家庭网络制定单一、统一的互联技术标准,这种技术保证家庭网络所有的有线传输介质可以互通。G.hn技术规范基于有线介质的PHY技术、统一MAC技术。支持G.hn的芯片可以在不同的有线传输介质上传输信号,使采用同轴电缆、电话线或电力线传输的数据速率从50Mbps提高到超过700Mbps,将主要应用于家庭网络高速数据、视频等的传输。

    相对于有线技术,WLAN以其移动性和便捷性受到各方的青睐,尤其是基于OFMA和MIMO技术的802.11n的出现使之成为大众所期望的终极互联技术。(智能家居)经过多年的技术讨论802.11n的draft4.0已经通过,正式标准预计会在2009年最终定稿,困扰11n的标准问题和互通问题也有望得到彻底解决。802.11n技术能带来高达600Mbps的理论带宽以及更高的无线覆盖能力,使得无线承载多媒体应用,尤其是视频媒体成为可能。当然作为一种无线技术,在家庭应用时受限于功率以及家庭建筑的影响,仍然不可避免地存在覆盖问题以及在传输质量上无法达到有线传输的效果等问题。

    从以上分析可以看出,目前并没有一种联网技术在家庭网络环境中是完美无缺的,不同传输技术将在家庭网络内互相协作,共同发展。未来的家庭中将采用两种或多种传输技术的组合。随着802.11n的普及,未来WLAN将成为视频流传输的载体,尽管有线技术实施起来仍更可靠,但是在QoS和吞吐量方面逐渐得到改善的WLAN由于具有移动性将会使其占据优势地位。而电力线上网在欧洲将获得广泛应用,欧洲的建筑结构可能意味着WLAN的应用并不太适合。MoCA和HomePNA技术在北美区域由于同轴线缆和电话线的大量普及仍将会有一定的市场。

家庭网关技术
    家庭网关作为家庭网络与电信运营商网络联系与互通的枢纽是电信网络的一个末梢,在数字家庭中处于核心位置。一方面家庭网关利用多种联网技术为家庭内部各终端提供互联手段,提供业务承载、QoS保障、家庭安全与管理,同时也是家庭用户从电信网络与互联网络获得各种增值服务的通道和业务平台。随着网关承担的作用越来越大,家庭网关技术也在逐步发展,总得来说网关技术的发展包括三个阶段。

    桥接设备:常见的就是Modem设备,家庭网关的前身,它只是个简单的桥接设备,功能单一,只是在二层上将家庭内设备与接入网连接起来。

    家庭网关:家庭网络中心设备,家庭网络的通信、管理、控制中心。具有丰富的家庭网络联网接口、完备的家庭网络通信功能,负责整个家庭网络的连接与管理,是运营商网络的一部分。

    业务网关:不单单是一个通信设备,更是一个业务的载体,运营商的各种新业务在网关上得以展现,同时也承载家庭网络内部的各种业务,它将是一个通用、开放的家庭网络业务平台,系统的开放性是比较重要的一个特征。

    目前HGI、宽带论坛以及ITU-T都在制定关于家庭网关的技术标准,其中运营商主导HGI组织的进展最为快速。HGI从2004年成立起,就研究家庭网络业务场景及其应用模式,然后制定家庭网关设备的技术规范,2006年、2007年都发布了家庭网关设备的技术规范。在家庭网关的基础上,运营商越来越关注家庭网络的各种业务的开展。如何为用户提供更多的新业务,并且更容易地部署这些业务成为运营商关注的重点。所以,家庭网关作为一个承载业务的平台,其平台性和开放性至关重要。在这方面很多运营商已经开始进行一些探索,如中国电信E8产品中定义的中间件模型、法电LiveBox产品中定义的HNSA架构以及目前德国电信在研究的OSGI模型。总得来说运营商希望家庭网关不仅仅能提供本身应具备的功能,同时需要提供一个开放的软件环境用于后续业务的扩展,但具体如何实现,仍然有待进一步研究。

远程管理技术
    随着电信业务逐步向家庭内部延伸以及家庭网络设备的功能日益复杂,业务的开通部署、家庭网络设备的运营维护成为一个非常重要的工作。由于设备数目巨大,且部署在家庭内部,运营商对于远程管理的要求也日渐迫切。

    在网关的远程管理技术上以宽带论坛主导的TR069系列网管规范相对比较成熟和全面,它支持对ADSL、VDSL、以太、PON、POTS等多种上行方式的网关进行管理,对网关的主要功能均抽象了管理参数,并支持动态配置、(智能家居)版本升级、日志查看、远程复位等多种管理操作,同时在网管系统与营业系统、运维系统之间的北向接口均做了定义。目前基于TR069的网管系统已经在中国电信、法国电信等众多运营商网络中部署,主要用于实现设备或业务的“零配置”开通,以及设备的日常诊断、维护。

    在对网关进行全面管理的基础上,运营商已经开始考虑如何对家庭内部设备进行管理。主要有两种思路:基于网关代理方式和网关协助直接管理方式。宽带论坛采用网关协助管理方式定义了一套完整的内联设备管理机制——TR111,但由于目前大量部署到家庭的机顶盒设备很多采用桥接方式,内联管理机制应用较少。

设备自动发现技术
    在家庭网络中部署的信息终端越来越多,在解决他们之间的物理互联问题之后,家庭用户还需要对各个设备进行一些复杂配置才能使用,这对于普通家庭用户来说是难以接受的。加入到家庭网络的设备如何能自动地相互发现并协同配合工作一直是数字家庭领域热烈讨论的问题。在这个领域中相关的标准组织很多,国内的闪联、e家佳,国际的UPnP、DLNA以及微软提出的Rally等,从技术上来看这些标准基本都在UPnP规范基础上扩展而成。(智能家居)从目前的发展趋势来看,以媒体应用为侧重的DLNA标准相对成熟,尤其是在目前多媒体应用日益普及的情况下DLNA受到越来越多设备厂家的重视和支持。目前不少消费电子、网络设备厂商都已经推出基于DLNA标准的网络设备和娱乐设备,这为家庭内部设备互联标准的后续统一打下一定基础。

总结
    纵观数字家庭领域这些年的发展,尽管受到业界的广泛关注,这一概念也越来越普及,但数字家庭技术的发展仍然充满不确定性。其中基于家庭网络如何提供更多丰富多彩的业务以及降低设备的使用复杂性、提高运维管理能力是需要持续重点关注的。