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家庭网络业务应用解决方案
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一、家庭网络概述
随着宽带网络在2003～2004年的迅猛发展，宽带接入、SOHO应用逐步开始演变成为以家庭多媒体通信、娱乐、安防和智能家居控制为应用体验的数字家庭网络。以往家庭中一部电话、一台PC的传统通信应用模式开始发生变化，伴随着家庭休闲娱乐等应用，越来越多的家庭开始期盼这样一幅美好景象：可以把自己电脑中储存的高清晰影视片在家中的大屏幕电视上播放；可以在上班时间通过手机遥控家中的DVD刻录机录下精彩的NBA总决赛；在回家的路上通过掌上电脑遥控家中微波炉做好晚饭或是开启空调并调节好室内温度……
家庭网络(Home Networking)是以家庭网关为控制管理核心，使用各种无线／有线组网覆盖技术，在家庭范围内将PC、电话机、各类智能终端、家电、安防系统、照明系统与广域网相连接的一种新技术。
家庭网络源自于运营商网络，是传统电信网的一部分，作为宽带网络的延伸和宽带增值服务的扩展，将为电信运营商提供新的网络机遇：
■家庭网络并非孤岛，需要公网提供丰富业务；
■家庭网络私有标准众多，为用户自己组网带来困难；
■网络世界需要有先行者提供相对标准的家庭网络解决方案。
根据市场研究公司In-Stat/MDR预测，全球家庭网络数量将从2004年的3500万增长到2008年的9800万个，另据美国Forrester Research的调查结果，2008年52%的上网美国家庭，47%的欧洲宽带接入家庭将安装家庭内部网络。家庭网络业务的产生和发展，都是基于宽带增值业务的发展。
据统计，截至2004年底，我国上网计算机总量大约在4160万台，而2004年家用电脑的增长约为600万台，如果用户只通过单一的电脑终端上网，则宽带市场的发展潜力将受到很大的限制。只有更多易用的家庭网络终端的出现，才能降低宽带业务使用的门槛、扩大宽带接入需求，从而促进宽带网络的使用和消费，提升宽带网络的价值。而这也正是家庭网络的价值所在。
二、家庭网络解决方案
从最终家庭用户业务体验的角度出发，采用业界主流技术和软硬件架构，借助开放的增值业务开发平台，全面考虑家庭终端的管理方案与运营、业务自助定制、用户认证与网络安全、网络服务质量、版权管理、标准互通、增值业务开发等问题，将电信运营商在宽带网络建设和发展的核心理念及成功经验带到家庭网络，以实现家庭网络的安全性、可靠性、可维护性、灵活性与易扩展性，为打造新固网和宽带网络的发展注入持久的动力。
图1
数字家庭网络解决方案全面覆盖了家庭多媒体通信、娱乐、安防和智能家居控制等领域，实现了家用计算机、宽带手持终端、以太网电话、WiFi手机和可视电话等带给家庭成员的多媒体通信体验，并通过IP STB等设备对传统电视机的功能进一步扩展，可以使用户在保持原使用习惯的情况下通过IP网络享受更丰富的视频业务。此外，通过家庭网关和控制网关，可实现对家庭智能安防和监控告警设备的相互配合，实现了设备状态信息和告警信息的远程查询、远程传送和远程控制等功能，满足了智能家居和安防的需求。
2.1 家庭网络的核心—家庭网关
图2
家庭网关是运营商进入家庭网络的关键，也是运营商网络和业务优势的集中体现。作为家庭网络与电信运营商网络联系与互通的枢纽，家庭网关在数字家庭网络中承担着核心的作用。一方面家庭网关为家庭内部各终端提供联网手段，并负责公网与家庭网络中各子网(PC、电话、家电、照明、安防等)的互通和远程管理与控制；另一方面家庭网关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，为家庭网络的接入认证和业务安全提供保障。家庭网关产品，可以采用先进的无线／有线技术将家庭内的各种智能终端、家电和网络设备连接在一起，并支持多种家庭网络标准，可实现家庭网络的简便搭建和灵活扩展，避免了家庭网络布线和多种接口标准选择的烦恼。
家庭网关的功能包括：网络接入、用户接口、业务扩展和系统架构。具体包括以下功能：
■提供丰富的网络接口：包括以太网、xDSL、WLAN、WiMAX、PON、3G等；
■家庭内部网互联接口：包括以太网、HomePNA、WLAN、PLC、蓝牙等；
■支持多种接入认证手段，完成认证的汇聚功能，如PPPoE、DHCP等；
■网络路由功能：包括NAT、DHCP Proxy、QoS策略、VPN等；
■具有自维护功能：如故障检测、自诊断、自动升级、性能监测、日志告警、远程维护等；
■具有防火墙等安全特性。
2.2 家庭网络娱乐解决方案
2.2.1 家庭网络宽带电视解决方案
图3
家庭网络宽带电视的技术优势在于：
■能够通过支持组播的城域网或VDN将流量分发到接入层，占用带宽小，可提供有效的QoS保证；
■良好的组网和扩展能力，用户数增大不需要额外的网络投资。
2.2.2 家庭网络宽带游戏解决方案
图4
家庭网络宽带游戏的技术优势在于不更改现有系统，利用已有的游戏服务和宽带网络，仅在家庭网络的终端方面进行适配修改，从而能够迅速支持已有的网络游戏的功能，并且能够针对家庭网络游戏用户线路固定的特点，为游戏玩家提供宽带捆绑优惠政策，推出更有吸引力的业务。
2.3 家庭网络智能监控解决方案
图5
该方案基于网关产品的特性构建了家庭控制信息中心，通过家庭智能安防和监控告警设备的相互配合，可以实现家电设备状态信息和告警信息的远程查询、远程传送和远程控制，满足智能家居和安防的需求。
可以通过各种技术组网，支持自来水、煤气、电力、暖气的集中抄表。帮助各公司的管理监控系统延伸到终端、延伸到家庭。
可以接入公安及110系统，直接将安防信息和警报，发给所在小区警备室、街道派出所、公安分局。公安办案系统可以根据具体信息，作出快速反应和部署。可以接入医院及120信息化系统，只要满足触发条件，位置信息将自动发送到120急救平台、或者相关医院、主治医生。可以连接110或120事故接警系统的同时，可以独立报告事故类型、家庭信息、发生时间、准确的地理位置。家庭网络智能监控解决方案的安防和救护功能，使通信网络成为社会功能的可靠保证。
用户还可以利用可视电话远程呼叫被监控对象的可视电话，经过口令验证后进入监控模式。此外，用户可以使用视频娱乐型宽带信息终端接入远程视讯监控平台，通过远程调整摄像头设备来实现视频监控。一个典型的应用是宝宝在线业务，家长通过视频娱乐型宽带信息终端登录网络后可对子女在幼儿园的活动进行实时监控。此外，宽带信息终端还有基本的信息浏览型设备，用于信息浏览。
2.4 家庭网络对已有服务整合的解决方案
家庭网络对社区和公共服务的整合，可以将家庭与社区、政府、各种服务商连接在一起，使社区、政府及各行各业的信息化成果发挥巨大社会效益、经济效益，给市民带来实际便利和好处：
■能以即时的方式提供电子社区服务，例如：社区清洁、消杀、停电、停水通知；社区文体、公益、物业、论坛等各种实用的服务；社区银行、电信上门服务通知；城市卫生、安全、交通管理公告等。
■能以简便的方式提供电子公共服务，例如：换领驾驶执照和车辆牌照；换领居民身份证、办理签证／护照；预约注册婚姻、办理新生儿登记；缴纳契税／费用／罚款；办理企业登记、登记成为选民等。
■能以可信的方式提供电子消费服务，例如：网上银行、电子转帐；电子订票、网络冲印；远程医疗、教育等。
家庭网络对网络服务的整合，可以促进商家从网下发展到网上，打破信息传播的瓶颈，让商家和消费者获得品牌信息，促进品牌消费和品牌树立：
■餐饮：定座、订餐、点菜、召集；
■购物：订票、送花、冲印、购物(门户)；
■医护：网上挂号、电子病历、咨询热线；
■教育：学业、专业、职业、兴趣；
■帐务：交费、充值、转帐、服务。
家庭网络对通信服务的整合，能够把PC、EPhone、WiFi手机和可视电话等多种类型的接入终端结合在一起。由服务提供商或者用户召集电话或者可视电话会议，在任意的终端上都可以参与业务，并且可以对业务进行控制和管理。为用户提供传统的PSTN分组话音服务、基于IP的分组话音服务、移动业务体验和视频业务体验。
2.5 家庭网络FMC解决方案
图6
在家庭网络里面，需要考虑把各种融合终端(IT、Telecom、娱乐、消费)都联结在一起。家庭网络与网络各种业务提供商连接在一起，体现网络多业务特点，为用户提供宽带、固网和无线融合下的体验。
家庭网络FMC解决方案以宽带为中心、以应用为中心，在宽带、固网和无线网络的基础上，实现终端与业务的整体协同发展，带动宽带、NGN产业链的投入和发展，保护用户投资，增加业务可用性。
三、家庭网络解决方案的特点
以上数字家庭网络解决方案秉承电信级的可靠性和可扩展性，具有以下特点：
1)全程全网统一规划的终端管理方案
图7
终端管理网管系统根据电信运营商对宽带运营和维护的需要，把“可运营、可管理、可维护”的宽带网络运营理念推广到宽带网络的末端，并可以透过网关实现对家庭内部通信子网络和其他子网的管理，为运营商拓展新的运营业务提供技术支撑。
2)强大的数字家庭终端运营支撑能力
图8
对于宽带网络终端设备，无论是通过运营商采购还是用户自行购买渠道，通过孵化、开户或者领取帐号后进行在线登记等简单操作流程后，就可以实现终端设备的即插即用。
3)便捷友好的家庭自助业务定制功能
通过提供父子帐号功能，提供友好的用户自助操作界面和业务自助功能。
4)完善的用户认证体系与网络安全特性
通过在家庭网关设备上实施一系列的安全设计原则：可靠性与线路安全、身份认证、访问控制、信息隐藏、数据加密、攻击探测和防范等，实现了用户的鉴权认证和高级别的网络安全特性。
5)可靠的家庭网络服务质量保证
在IEEE增强型标准802.11e基础上，在终端产品内部可根据优化的调度算法进行优先级调度。
6)全套的家庭网络数字版权管理体系
全面考虑了对数字版权管理的需求，以CPSA推出的DTCP(Data Trans Content Protect)为基础，通过与子网对应的设备AD域，以及与AS上自助运营的用户权限管理，结合形成全套的家庭网络DRM体系，在不影响用户通过不同类型的宽带终端设备共享家庭媒体资源的基础上，实现了对内容数字版权的保护，为内容提供商解除了后顾之忧，为宽带内容市场的健康有序发展提供保障。
7)广泛的家庭网络终端标准互通架构
8)开放的家庭网络增值业务开发环境
通过在宽带网络增值业务领域为运营商和内容开发商、增值业务运营商搭建开放的增值业务开发环境，做好宽带网络和宽带终端的基础性工作，从而为网络的增值奠定基础。
作者：杨波 来源：通信技术与标准
随着宽带网络在2003～2004年的迅猛发展，宽带接入、SOHO应用逐步开始演变成为以家庭多媒体通信、娱乐、安防和智能家居控制为应用体验的数字家庭网络。以往家庭中一部电话、一台PC的传统通信应用模式开始发生变化，伴随着家庭休闲娱乐等应用，越来越多的家庭开始期盼这样一幅美好景象：可以把自己电脑中储存的高清晰影视片在家中的大屏幕电视上播放；可以在上班时间通过手机遥控家中的DVD刻录机录下精彩的NBA总决赛；在回家的路上通过掌上电脑遥控家中微波炉做好晚饭或是开启空调并调节好室内温度……
家庭网络(Home Networking)是以家庭网关为控制管理核心，使用各种无线／有线组网覆盖技术，在家庭范围内将PC、电话机、各类智能终端、家电、安防系统、照明系统与广域网相连接的一种新技术。
家庭网络源自于运营商网络，是传统电信网的一部分，作为宽带网络的延伸和宽带增值服务的扩展，将为电信运营商提供新的网络机遇：
■家庭网络并非孤岛，需要公网提供丰富业务；
■家庭网络私有标准众多，为用户自己组网带来困难；
■网络世界需要有先行者提供相对标准的家庭网络解决方案。
根据市场研究公司In-Stat/MDR预测，全球家庭网络数量将从2004年的3500万增长到2008年的9800万个，另据美国Forrester Research的调查结果，2008年52%的上网美国家庭，47%的欧洲宽带接入家庭将安装家庭内部网络。家庭网络业务的产生和发展，都是基于宽带增值业务的发展。
据统计，截至2004年底，我国上网计算机总量大约在4160万台，而2004年家用电脑的增长约为600万台，如果用户只通过单一的电脑终端上网，则宽带市场的发展潜力将受到很大的限制。只有更多易用的家庭网络终端的出现，才能降低宽带业务使用的门槛、扩大宽带接入需求，从而促进宽带网络的使用和消费，提升宽带网络的价值。而这也正是家庭网络的价值所在。
二、家庭网络解决方案
从最终家庭用户业务体验的角度出发，采用业界主流技术和软硬件架构，借助开放的增值业务开发平台，全面考虑家庭终端的管理方案与运营、业务自助定制、用户认证与网络安全、网络服务质量、版权管理、标准互通、增值业务开发等问题，将电信运营商在宽带网络建设和发展的核心理念及成功经验带到家庭网络，以实现家庭网络的安全性、可靠性、可维护性、灵活性与易扩展性，为打造新固网和宽带网络的发展注入持久的动力。
数字家庭网络解决方案全面覆盖了家庭多媒体通信、娱乐、安防和智能家居控制等领域，实现了家用计算机、宽带手持终端、以太网电话、WiFi手机和可视电话等带给家庭成员的多媒体通信体验，并通过IP STB等设备对传统电视机的功能进一步扩展，可以使用户在保持原使用习惯的情况下通过IP网络享受更丰富的视频业务。此外，通过家庭网关和控制网关，可实现对家庭智能安防和监控告警设备的相互配合，实现了设备状态信息和告警信息的远程查询、远程传送和远程控制等功能，满足了智能家居和安防的需求。
2.1 家庭网络的核心—家庭网关
家庭网关是运营商进入家庭网络的关键，也是运营商网络和业务优势的集中体现。作为家庭网络与电信运营商网络联系与互通的枢纽，家庭网关在数字家庭网络中承担着核心的作用。一方面家庭网关为家庭内部各终端提供联网手段，并负责公网与家庭网络中各子网(PC、电话、家电、照明、安防等)的互通和远程管理与控制；另一方面家庭网关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，为家庭网络的接入认证和业务安全提供保障。家庭网关产品，可以采用先进的无线／有线技术将家庭内的各种智能终端、家电和网络设备连接在一起，并支持多种家庭网络标准，可实现家庭网络的简便搭建和灵活扩展，避免了家庭网络布线和多种接口标准选择的烦恼。
家庭网关的功能包括：网络接入、用户接口、业务扩展和系统架构。具体包括以下功能：
■提供丰富的网络接口：包括以太网、xDSL、WLAN、WiMAX、PON、3G等；
■家庭内部网互联接口：包括以太网、HomePNA、WLAN、PLC、蓝牙等；
■支持多种接入认证手段，完成认证的汇聚功能，如PPPoE、DHCP等；
■网络路由功能：包括NAT、DHCP Proxy、QoS策略、VPN等；
■具有自维护功能：如故障检测、自诊断、自动升级、性能监测、日志告警、远程维护等；
■具有防火墙等安全特性。
2.2 家庭网络娱乐解决方案
2.2.1 家庭网络宽带电视解决方案
家庭网络宽带电视的技术优势在于：
■能够通过支持组播的城域网或VDN将流量分发到接入层，占用带宽小，可提供有效的QoS保证；
■良好的组网和扩展能力，用户数增大不需要额外的网络投资。
2.2.2 家庭网络宽带游戏解决方案
家庭网络宽带游戏的技术优势在于不更改现有系统，利用已有的游戏服务和宽带网络，仅在家庭网络的终端方面进行适配修改，从而能够迅速支持已有的网络游戏的功能，并且能够针对家庭网络游戏用户线路固定的特点，为游戏玩家提供宽带捆绑优惠政策，推出更有吸引力的业务。
2.3 家庭网络智能监控解决方案
该方案基于网关产品的特性构建了家庭控制信息中心，通过家庭智能安防和监控告警设备的相互配合，可以实现家电设备状态信息和告警信息的远程查询、远程传送和远程控制，满足智能家居和安防的需求。
可以通过各种技术组网，支持自来水、煤气、电力、暖气的集中抄表。帮助各公司的管理监控系统延伸到终端、延伸到家庭。
可以接入公安及110系统，直接将安防信息和警报，发给所在小区警备室、街道派出所、公安分局。公安办案系统可以根据具体信息，作出快速反应和部署。可以接入医院及120信息化系统，只要满足触发条件，位置信息将自动发送到120急救平台、或者相关医院、主治医生。可以连接110或120事故接警系统的同时，可以独立报告事故类型、家庭信息、发生时间、准确的地理位置。家庭网络智能监控解决方案的安防和救护功能，使通信网络成为社会功能的可靠保证。
用户还可以利用可视电话远程呼叫被监控对象的可视电话，经过口令验证后进入监控模式。此外，用户可以使用视频娱乐型宽带信息终端接入远程视讯监控平台，通过远程调整摄像头设备来实现视频监控。一个典型的应用是宝宝在线业务，家长通过视频娱乐型宽带信息终端登录网络后可对子女在幼儿园的活动进行实时监控。此外，宽带信息终端还有基本的信息浏览型设备，用于信息浏览。
2.4 家庭网络对已有服务整合的解决方案
家庭网络对社区和公共服务的整合，可以将家庭与社区、政府、各种服务商连接在一起，使社区、政府及各行各业的信息化成果发挥巨大社会效益、经济效益，给市民带来实际便利和好处：
■能以即时的方式提供电子社区服务，例如：社区清洁、消杀、停电、停水通知；社区文体、公益、物业、论坛等各种实用的服务；社区银行、电信上门服务通知；城市卫生、安全、交通管理公告等。
■能以简便的方式提供电子公共服务，例如：换领驾驶执照和车辆牌照；换领居民身份证、办理签证／护照；预约注册婚姻、办理新生儿登记；缴纳契税／费用／罚款；办理企业登记、登记成为选民等。
■能以可信的方式提供电子消费服务，例如：网上银行、电子转帐；电子订票、网络冲印；远程医疗、教育等。
家庭网络对网络服务的整合，可以促进商家从网下发展到网上，打破信息传播的瓶颈，让商家和消费者获得品牌信息，促进品牌消费和品牌树立：
■餐饮：定座、订餐、点菜、召集；
■购物：订票、送花、冲印、购物(门户)；
■医护：网上挂号、电子病历、咨询热线；
■教育：学业、专业、职业、兴趣；
■帐务：交费、充值、转帐、服务。
家庭网络对通信服务的整合，能够把PC、EPhone、WiFi手机和可视电话等多种类型的接入终端结合在一起。由服务提供商或者用户召集电话或者可视电话会议，在任意的终端上都可以参与业务，并且可以对业务进行控制和管理。为用户提供传统的PSTN分组话音服务、基于IP的分组话音服务、移动业务体验和视频业务体验。
2.5 家庭网络FMC解决方案
在家庭网络里面，需要考虑把各种融合终端(IT、Telecom、娱乐、消费)都联结在一起。家庭网络与网络各种业务提供商连接在一起，体现网络多业务特点，为用户提供宽带、固网和无线融合下的体验。
家庭网络FMC解决方案以宽带为中心、以应用为中心，在宽带、固网和无线网络的基础上，实现终端与业务的整体协同发展，带动宽带、NGN产业链的投入和发展，保护用户投资，增加业务可用性。
三、家庭网络解决方案的特点
以上数字家庭网络解决方案秉承电信级的可靠性和可扩展性，具有以下特点：
1)全程全网统一规划的终端管理方案
终端管理网管系统根据电信运营商对宽带运营和维护的需要，把“可运营、可管理、可维护”的宽带网络运营理念推广到宽带网络的末端，并可以透过网关实现对家庭内部通信子网络和其他子网的管理，为运营商拓展新的运营业务提供技术支撑。
2)强大的数字家庭终端运营支撑能力
对于宽带网络终端设备，无论是通过运营商采购还是用户自行购买渠道，通过孵化、开户或者领取帐号后进行在线登记等简单操作流程后，就可以实现终端设备的即插即用。
3)便捷友好的家庭自助业务定制功能
通过提供父子帐号功能，提供友好的用户自助操作界面和业务自助功能。
4)完善的用户认证体系与网络安全特性
通过在家庭网关设备上实施一系列的安全设计原则：可靠性与线路安全、身份认证、访问控制、信息隐藏、数据加密、攻击探测和防范等，实现了用户的鉴权认证和高级别的网络安全特性。
5)可靠的家庭网络服务质量保证
在IEEE增强型标准802.11e基础上，在终端产品内部可根据优化的调度算法进行优先级调度。
6)全套的家庭网络数字版权管理体系
全面考虑了对数字版权管理的需求，以CPSA推出的DTCP(Data Trans Content Protect)为基础，通过与子网对应的设备AD域，以及与AS上自助运营的用户权限管理，结合形成全套的家庭网络DRM体系，在不影响用户通过不同类型的宽带终端设备共享家庭媒体资源的基础上，实现了对内容数字版权的保护，为内容提供商解除了后顾之忧，为宽带内容市场的健康有序发展提供保障。
7)广泛的家庭网络终端标准互通架构
8)开放的家庭网络增值业务开发环境
通过在宽带网络增值业务领域为运营商和内容开发商、增值业务运营商搭建开放的增值业务开发环境，做好宽带网络和宽带终端的基础性工作，从而为网络的增值奠定基础。
作者：杨波 来源：通信技术与标准
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