数字家庭网络技术标准及其产业化发展

作者：e家佳秘书长 李莉

欢迎访问e展厅 展厅 5 网络/安全/存储产品展厅 无线上网卡, 光纤设备, 网络布线产品, 计算机干扰器, 网关, ... 数字家庭网络产业发展现状 数字家庭网络产业是一个令芯片制造商、家庭网络软硬件提供商、通信产品和服务提供商、家电制造商、家庭电脑生产商、其它消费类电子生产商、智能家居系统集成商垂涎已久的产业。在经过前几年的市场培育后，家庭网络市场正在逐渐走向成熟。目前，全球已经有数以千万计的家庭已经安装了家庭网络产品，据预测，未来家庭网络产品需求仍将呈现大幅度增长趋势。权威市场研究机构的预测显示，家庭网络设备市场从2004年的83亿美元将增长到2007年的171亿美元。随着我国经济快速持续增长，对未来家庭网络的需求也呈现出强劲增长趋势。 中国家庭网络标准制定情况及产业化推进举措 正是鉴于家庭网络产业巨大的经济前景，国家信息产业部和原国家经贸委在2001年联合组织成立了“中国家庭网络标准工作组”，工作组以海尔集团为组长单位，成员单位有国内20多家重要企事业单位，目的是制定中国的家庭网络系统平台标准，共同开发自主知识产权的相关标准规范。经过三年多的艰苦努力，工作组较好地完成了标准制定工作，达到了预期目的。该标准是一个系列标准，共包含六个标准文本。标准于2004年11月，提交给相关部门公示，2005年6月被信息产业部正式批准为国家行业推荐标准。根据知识产权专家评估，最终形成的标准稿中涉及的专利技术共有16项。其中，具有自主知识产权的专利15项，核心专利7项，实现专利8项。国外专利1项。 为了推进产业化发展，2004年7月，是由海尔集团、清华同方、中国网通、上海广电集团、春兰集团、长城集团、上海贝岭等七家公司发起组建“中国家庭网络标准产业联盟”—“e 家佳”（ITopHome）。联盟的目标是以完善的产业链形式共同搭建家庭网络系统平台，促进家庭网络产品的产业化和市场推广。经过将近一年多的协调和整合，“e 家佳”（ITopHome）联盟在产业化推进方面取得了长足进展，各主要成员的网络家庭产品已经实现互连互通互操作，在产业化推进方面向前迈了一大步。 中国家庭网络标准技术方案和技术特点 家庭网络标准中，最关键的技术方案是确定家庭网络的体系结构和家庭网络的通讯协议标准。 家庭网络标准确定的家庭网络体系结构是将家庭网络分成家庭主网和家庭控制子网。这是在充分分析了家庭信息化网络的各组成设备、网络功能、各个设备特点以及产品化成本等诸多因素后做出的选择。家庭主网用于传输高速信息（包括音视频信息），带宽要求比较宽，通讯模块的成本相对较高 ；家庭控制子网用于传输低速信息（控制信息），带宽要求比较窄，通讯模块的成本相对较低。家庭控制子网是一个用于各种家电、三表、三防等产品互连的低速控制网络。这样的体系结构非常有利于针对用户的不同需求，提出不同的解决方案，满足用户的不同需求，有利于家庭网络产品的推广。 在家庭网络标准体系框架中，家庭主网中定义了有线和无线的物理传输介质。对于有线的物理传输介质，其物理层和数据链路层的传输技术和协议规格，采用IEEE802.3协议。对于无线的物理传输介质，采用IEEE802.11协议。家庭主网的网络层和传输层采用TCP/IP协议。如采用无线方式组网，可以实现与有线以太网实现无缝连接。随着新技术的不断涌现，今后在家庭主网的通讯协议方面，将制定具有自主知识产权的技术方案替代上述两种通讯协议。目前，参与标准制定的主要企业单位正在使用国际上最前沿的技术，进行产品研发和标准制定的准备工作。 家庭主网中很多设备都采用目前计算机网络或PSTN电话网络的通讯协议，从成本和用户使用的一致性的角度考虑，主网协议要能够与目前的网络协议兼容。考虑到尽量采用已普遍使用，同时又没有使用许可和专利费用要求的网络协议，在家庭网络标准中制定了解决私有和动态IP地址定位的位置注册和通道建立协议，主网关和子网关通讯协议，主网关应用程序接口等规范 ；而针对设备管理、服务管理等采用了国际标准。 在家庭控制子网通讯协议中，采用了具有自主知识产权的通讯协议。家庭控制子网的通信媒介采用以无线为主，支持有线方式互连的方案。家庭控制子网的组网方式既支持对等网络拓扑结构，也支持星形组网拓扑结构。另外，协议中还明确了协议的可扩展性，以支持包括电力线载波等其它物理传输介质。 家庭控制子网由家庭控制子网网关、移动控制终端和众多含通讯模块的设备组成。其目的是实现各种家电设备、三表、三防、可视对讲、灯光控制、家庭自动化等设备的互连、互通、集中控制等功能。 为了保证移动控制终端和控制子网网关的通用性，并使系统具有添加新设备的能力，采用设备描述文件（Device File）的数据结构来描述家庭控制子网设备。移动控制终端和控制子网网关中保存着每个设备的设备文件，移动控制终端根据设备文件来显示系统中有哪些设备及某个设备具有哪些功能，同时，还可以对设备进行控制，并且设备文件还提供了查询并显示设备状态的功能。 中国家庭网络标准与国际上同类家庭网络协议规范、标准相比，技术上有以下的特点： （1) 家庭网络系统的物理传输介质，既有有线的方式，又有无线的方式，既有用于传输高速信息的家庭主网，又有用于传输低速信息（控制信息）的家庭控制子网，二者既可同时组网，又可单独组网，可以满足不同层次消费者的需求。 （2) 针对中国家电行业的特点，创新性地提出了“设备描述文件”的方法，并将该方法纳入《家庭网络设备描述规范》中，可以方便地使不同厂家生产的产品实现互连、互通、互操作。 （3) 由于标准中涉及的家庭网络平台是建立在自主开发的家庭信息化网络平台基础之上，因此，根据标准研制的各类产品的价格将比国外同档次的产品价格大幅降低，为家庭信息化网络系统的普及、推广奠定了良好的基础。 （4) 考虑到家庭网络不是孤立的系统，是与整个互联网、电话网、有线电视网络连接的。在制定标准的过程中，充分考虑了家庭网络与其他网络系统的接口和通信协议的兼容性。在家庭网关对外的物理接口以及对外的通信协议上，基本采用国际通用的标准协议和接口。在家庭内部主网中也尽量采用通用的以太网、TCP/IP通信协议。 总之，家庭网络标准是立足于满足需求，选择最佳技术方案，以自主技术为基础，兼容国际通用标准。 家庭网络标准制定对发展我国家庭网络产业的意义 ◆ 为新产品推广和市场建立奠定基础 家庭网络标准，将建立一个开放、统一的平台，引导并吸引更多的企业加入这个领域，从而有利于尽快启动家庭网络产品市场，促进相关产品的推广，创造新的增长点。 ◆ 提高我国在家庭网络方面的竞争力 数字家庭产品在国际国内都是一个比较新的领域，目前国际上家庭网络领域的标准组织，都积极开发技术、标准、产品，纷纷觊觎中国，力图在中国这个世界上最大的家庭网络产品市场占据领先地位。我国及时地推出符合中国产业需要的标准，可以有效的避免国内企业在没有国家标准的情况下盲目支持国外的标准，造成国内市场多个标准并存的状况。同时，使国内企业在技术和产品上有优势赢得市场，避免向国外支付巨额技术使用费，从而根本性的提高国内企业的技术实力。 “e 家佳”(ITopHome) 联盟在产业化方面取得的进展 “e家佳”联盟经过将近一年时间的协调和整合，在各联盟成员前几年巨额研发投入基础上，目前可以为客户提供成熟的家庭网络解决方案，提供的产品线也更完整。下面对“e 家佳”家庭网络系统的构成和部分功能做一简单介绍。 这套家庭网络解决方案打破了以往的家庭网络系统仅仅是对各种家电产品的控制这一传统概念，可以为客户提供完整的家庭网络解决方案。根据家庭网络产品的不同功能，将家庭网络划分为不同的子系统。这些子系统采用模块化设计思想，功能相对独立，客户可以根据需要选择整套的家庭网络系统，也可以选择安装其中几个子系统，这些子系统可以任意组合，组成满足客户需要的家庭网络。 网络家电子系统可以为客户提供世界上系列最全的网络家电产品，包括网络空调、网络热水器、网络洗衣机、网络冰箱、网络微波炉等在内的全系列网络家电产品。可以实现对家电的远程控制和查询，可以实现各种电器设备的故障自诊断，并将诊断结果通过家庭网络发送到售后服务中心，使用户得到更及时地服务。 家庭娱乐子系统、媒体中心与平板电视构成媒体娱乐家庭网络子系统，媒体中心可以收看电视节目，支持多种格式图片浏览，支持各种格式音乐播放，可以网上冲浪、玩网络游戏。如果有自己喜欢但不能及时观看的电视节目，可以远程控制录制。做一些简单的设置，来到你家门口访问的访客视频图像可以马上在平板电视上显示。如此等等，不一而足。 可视对讲子系统，除了完成传统的可视对讲功能外，还可以将访客照片存档，保留访客来访信息。如果主人在家，可以选择将访客图像显示在家庭智能显示终端上，也可以选择显示在电视机上，主人可以使用移动控制终端将门打开。借助于家庭网络，还可以将访客图片以MMS方式发送到房屋主人手机上，如果主人允许访客进入室内，主人可以选择发送短信的方式将门打开。 三防三表子系统。该系统可实现自动远程抄表、计费，并提醒用户及时交费，让用户使用更加省心 ；可以实现多防区布防，红外传感、门磁、窗磁等防范手段立体化，煤气、火灾传感器反应灵敏工作稳定可靠。报警信息可以选择发送小区物业管理、110指挥中心或者房子主人的手机上，隐患处理更及时，最大程度为用户减少损失。 远程监控子系统。如果用户家中有未成年的孩子或年迈的老人，而且你希望能够随时关照他们，但你是上班一族，无法全职照料他们。你可安装监控摄像子系统，便可以随时随地看到家中情况了。如果家中有报警信息传到你的手机上，你也可以通过监控摄像系统，确认家中是否有异常情况出现。 环境监测子系统。随着生活水平的不断提高，人们已经越来越关注个人的生活质量，其中对生存环境的关注更是越来越受到人们的重视。为满足用户需求联盟成员开发出了送新风、带负离子发生器、杀菌等功能的空调，具有这些功能的网络空调与家用环境监测传感器、窗户联动装置构成环境监测子系统，实现了家庭空气自动测量，空气质量自动调节等功能，为用户提供健康的生活环境。 智能灯光窗帘子系统。可以实现情景控制，灯光、窗帘智能联动，用户可自由设定生活场景、营造浪漫温馨家庭环境，无需劳神费力手动控制，提高用户生活的舒适度。 目前“e 家佳”（ITopHome）联盟推出的整套家庭网络系统，采用具有中国自主知识产权的标准规范，运用短距离无线通讯技术，使系统更加稳定、可靠、安全。 “e家佳”（ITopHome）联盟家庭网络系统的特点： ◆ 提供解决方案更成熟，提供产品线更完整。 ◆ “e 家佳”（ITopHome）联盟家庭网络目前采用无线组网方式，免除住宅建设前的综合布线，也使家庭网络设备布置更灵活。大量存在的已建住宅，房屋结构几乎无需做任何改动，就可以组建完整的家庭网络系统，为老住宅的升级改造提供便利，也使家庭网络系统推广更容易。 ◆ 采用标准化接口设计，“e 家佳“（ITopHome）联盟不同产品实现了互联互通。按照标准化接口设计设备，加入到家庭网络十分方便。 ◆ 网络拓扑更灵活，远程控制方法多样化。为满足用户的需求，海尔开发出不同拓扑结构的家庭网络解决方案，用户使用更经济、更方便。可以使用计算机、手机、固定电话等远程查询或控制家庭网络，访问的方式可以是上网控制、短信控制、电话语音提示控制等。 对家庭网络产业未来发展的展望 家庭网络技术的发展和应用将对人们的生活方式和整个社会的发展产生巨大的影响。数字家庭将给人们的生活带来极大的便利，人们将以家庭为中心进行电子交易、远程教育、数字化娱乐、远程保健、家庭监控、家庭办公等各种活动。家庭网络是一个庞大的社会系统工程，需要运营商、设备接入商、增值服务商、硬件软件提供商、智能小区开发商、智能家居厂家、信息家电厂家等一系列商家的合作与配合。目前我国的家庭网络标准已制定完毕，家庭网络系统平台已经基本搭建起来，以产业化为己任，具有完善产业链的“e 家佳（ITopHome）联盟也已经成立并有效运作一年多时间。有中国家庭网络标准的指导和规范，有“e 家佳”（ITopHome）联盟这样的产业化组织的全力推动，有持续快速增长的经济和用户的不断增长的需求，相信在不久的将来会打造出一个前景更加广阔的家庭网络市场。(end)

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