2022年智能家居网络家庭技术发展趋势

智能家居网络家庭技术发展趋势
    信息和通信技术的飞速进展正在不断转变人们的生活,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长到家庭,并通过家庭网络连接各种信息终端,为家庭供应集成的通信、消遣、家电掌握、平安防范、家居管理和信息服务等功能。数字家庭领域涉及的技术特别简单,主要包括:联网技术、家庭网关技术、设备自动发觉技术、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简单性,联网技术始终是数字家庭中特别活跃的技术领域,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特别普及的连接技术,可以供应从10M到100M甚
至千兆的传输带宽。以太网上基于802.1p的QoS机制相对比较简洁,通过家庭网关的协作可以满意语音、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洁也是最普及的,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,所以在许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供应基于电话线的联网技术,HomePNA3.0供应了对同轴电缆的支持,2022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供应设备互联,大大削减了布线改造。HomePNA技术被ATT接受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,采纳同轴电缆作为传输介质,能供应理论最大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采纳类似以太网的传输机制,供应200Mbps的物理带宽,并且特地考虑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-TQ4/15开头讨论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全部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,使采纳同轴电缆、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的消失使之成为大众所期望的终极互联技术。(智能家居)经过多年的技术争论802.11n的draft4.0已经通过,正式标准估计会在2022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
以及更高的无线掩盖力量,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,仍旧不行避开地存在掩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善无缺的,不同传输技术将在家庭网络内相互协作,共同进展。将来的家庭中将采纳两种或多种传输技术的组合。随着802.11n的普及,将来WLAN将成为视频流传输的载体,尽管有线技术实施起来仍更牢靠,但是在QoS和吞吐量方面渐渐得到改善的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肯定的市场。
    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供应互联手段,供应业务承载、QoS保障、家庭平安与管理,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。随着网关担当的作用越来越大,家庭网关技术也在逐步进展,总得来说网关技术的进展包括三个阶段。
    桥接设备:常见的就是Modem设备,家庭网关的前身,它只是个简洁的桥接设备,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、掌握中心。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呈现,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2022年成立起,就讨论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,2022年、2022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。如何为用户供应更多的新业务,并且更简单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。在这方面许多运营商已经开头进行一些探究,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讨论的OSGI模型。总得来说运营商盼望家庭网关不仅仅能供应本身应具备的功能,同时需要供应一个开放的软件环境用于后续业务的扩展,但详细如何实现,仍旧有待进一步讨论。

本文发布于:2024-09-22 14:39:47,感谢您对本站的认可!

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