家庭网络的未来

人们对“数字家庭”概念的兴趣不断增长。消费者都希望在整个家庭中实现个人视频记录(PVR) 与音频功能，以降低 VoIP 成本，提高其灵活性，并实现媒体的无缝存储。为了实现上述服务，未来家庭需配置多个通过家庭网络连接的基于 IP 的设备。在理想的情况下，所有互联设备间均能实现内容共享，并可根据要求进行应用通信。在初始阶段，上述环境仅限于宽带连接的家庭环境，而最终消费者将能够随时随地通过固定或无线宽带连接接入数字家庭。

人们对如何实现数字家庭有着种种设想，同样，影响数字家庭发展的因素也是多样化的。不管数字家庭将如何发展，网络运营商都需要解决其所面临的众多挑战，才能实现数字家庭的设想。

首先，随着数字网络技术的不断成熟，网络运营商要始终满足最终用户不断发展的数字化生活方式的需求，就必须通过多种设备实现数字家庭的远程访问，因此，连接技术将变得至关重要。服务供应商面临的另一挑战在于如何以极具吸引力的价格向客户提供家庭网络平台服务。这意味着服务供应商必须相应降低自身的产品销售成本 (COGS)。

此外，适用的数字家庭网络架构技术已趋于成熟，并有多种种类可供选择。目前，网络运营商设想的家庭网络系统包括两种网络：一种是基于 IP 的开放式语音/数据/视频网络，可支持无许可限制的个人内容；另一种则是封闭式视频网络，支持商业 IP 视频服务与内容。不管采取哪一种，端到端服务的质量与可靠性都将是至关重要的。

另外，家庭网络在世界不同国家与地区的发展情况也有所差别。今后五年针对北美市场需求的服务可能并不适合欧洲或亚洲的情况。随着运营商向全球化方向发展，不同市场领域的要求将对运营商提出挑战，迫使他们保持低成本。

幸运的是，技术供应商正与运营商加强合作，以推出实用性强的低成本解决方案来应对这些挑战。

阶段性发展

目前大多数已经投入使用的家庭网络在当初构建时，其目的主要是为了支持那些需要经常在家里办公、进行远距离工作的人们。然而，随着家庭网络的快速发展，它已能够满足最终用户其它生活方式的需要，如娱乐、安全以及家庭自动化应用等。

当今的许多家庭网络通常由如下部分构成：线缆或 DSL 调制解调器、路由器以及可与一台或多台 PC 进行交互的无线接入设备。这些网络的主要目的是将 PC 彼此连接，并连接至家庭中的宽带接入终端。通常说来，这都是通过中央路由器 (centralized router) 来实现的。新一代家庭网络的应用将非常丰富。中央路由器正在被单个集成式设备即小区网关设备所取代，该设备还具备更多的功能，能够支持未来的应用与服务。

为了实现网络化娱乐，家庭网络应具备新一代电视功能，包括光显 (DLP) 电视。这种高端电视将成为所有家庭数字影院的中心。不过，由于这种电视还不具备存储功能，因此其必须访问存储在小区网关上的商业与个人内容。通过在家庭网络上实现数字影院与其它设备的连接，小区网关就能使最终用户享受到身临其境般的高分辨率视频服务，从而大大满足用户使用 VoIP 电话、视频电话以及基于电视视频的可视电话 (TV-based video phone) 时的通信体验。服务供应商还致力于满足消费者对家庭视频电视的需求（图 1）。网络化 PVR与 IP 机顶盒的发展方兴未艾，今后针对整个家庭的 HDTV 将成为下一个亮点。

商业娱乐将是最早受益于数字家庭而实现快速发展的，消费类视频应用将推动家庭网络下一阶段的发展。外部摄像头等网络化安全应用能够实时监控最终用户的财产安全，婴儿监视器可观察婴儿睡觉、休息或保姆的工作情况，这些应用也将向小区网关发送视频文件。最终用户在观看数字影院节目时也可检索上述视频文件。

上述各类消费视频应用与其它个性化内容将成为家庭网络的主要内容。除了在起居室中观察监控摄像机中的情况之外，最终用户还能安全地通过 PC、笔记本电脑、PDA 或具备视频功能的移动设备获得视频或视频流，不管他们身处家中、办公室，还是在途中。服务供应商的最终目标是帮助最终用户实现随时随地都能用任何类型的显示设备访问家庭网络存储或生成的内容。

此外，家庭网络还应具备可扩展性，以支持除视频之外更多的家庭数据应用，如采暖设备、空调、照明、草坪洒水设备、报警系统以及家电等都将实现互通互联。用户将能够通过中央控制点在家中或远程位置控制并操作上述系统与设备。

随着家庭网络的成熟以及高清视频节目的逐渐推广，娱乐应用将推动家庭网络的底层技术进一步发展（表1）。

无线技术是目前家庭网络中占主导地位的技术，从短期来看，该技术面临的主要问题是如何实现整个家庭中的视频服务。同时，几种可用于提供商业家庭视频的固定线路家庭网络方案又重获生机（表2）。

假定可用的TCP/IP 吞吐量

物理介质与原始性能并不是决定家庭网络技术能否胜出的唯一标准。家庭网络设备必需价格低廉，并具备后向兼容性，能够与现有设备、新兴终端以及设备实现互操作性，而且还要确保网络运营商在向最终客户提供内容时实现数字权限管理。例如，最终用户可在一定时间内存储一些内容，但根据法律规定，某些类型的内容他们根本就不能存储。随着家庭网络的成熟以及内容来源的增多，服务供应商及其客户可能要求对家庭网络实现更高级别的智能化控制。

希望改善数字化生活方式的消费者会选择那些真正了解消费者所需服务的电信运营商，他们希望电信公司能够提供统一的安装、管理与维修服务，而且采用的网络技术能够支持当前及未来的应用与服务。

面向未来的网关

小区网关是网络化家庭的核心，以此为平台，运营商能够以最简便、成本最低的方式向最终用户提供高分布式应用。[!--empirenews.page--]

安装具备 IP 功能、基于小区网关的家庭网络，能够使服务供应商在与竞争对手的竞争中获胜，获得客户业务。同样，电信运营商必须为客户提供小区网关的远程管理与接入功能，这样才能具备竞争优势，并降低为用户提供新一代服务与应用的成本。

采用小区网关，即便网络中单个设备不能工作，也不会影响其它设备，而且还无需用户干预就能执行各种任务。小区网关通过有线或无线连接技术连接整个家庭的设备，并且可理想地实现中央存储 (centralized storage)。家庭中需要连接的设备很多，而且要连接的广域网也很多，其中包括蜂窝式网络、电信网络、有线电视网络以及卫星网络等。小区网关将作为网络中心在广域网与家庭网络的分界间架起桥梁。

小区网关可以轻松实现各种功能。理想的情况下，小区网关完全由服务供应商进行配置，实现特定目的，如进行远程管理与实现广域网应用等。除了推出服务与应用之外，小区网关还可为电信运营商提供一个窗口，以满足整个家庭网络的需求。

尽管小区网关非常实用，功能丰富，但网络运营商在向用户的家庭网络中部署小区网关时仍会面临一些挑战。首先，他们必须选对技术，购买并部署的小区网关必须支持目前的应用与服务，此外还要为未来的应用与服务做好准备。随着应用需要的带宽不断提高，对 QoS 的要求也越来越高，很可能只有对底层技术升级，才能在未来继续支持有关设备。此外，还要确保价格低廉，功能具有吸引力，这样才能使大部分最终用户相信小区网关是不可或缺的。

运营商要解决的另一大难题是安装问题。在部署与安装小区网关时，是由消费者自行设置，还是由运营商负责为最终用户安装，这其中有个折中取舍的问题。理想的情况下，应该由网络运营商来统一为用户安装、管理与维修小区网关。

服务供应商在数字家庭时代能否取得成功，取决于他们能否了解最终用户在生活中对小区网关的需求，并推出小区网关支持的技术解决方案以满足人们的需求。只有他们“掌握”了小区网关技术，才能更好地实现上述目标。

解决方案

技术供应商为应对所面临的挑战推出了出色的解决方案。灵活性对小区网关满足服务供应商及其客户不断发展的要求至关重要，因此小区网关所采用的数字信号处理器 (DSP) 必须能实现出色的性能。

DSP 能够根据环境需要实现智能分配。模块化的 DSP 可根据家庭网络中消费类电子设备与其它设备的专用需要构建至更复杂的组件中。通过在服务供应商整个局端设备、客户端与移动环境中分配可编程 DSP，我们可借助软件来扩展并升级整个网络系统，而无需随着时间的发展替换专门设备。

要使芯片设计的专用方法具备高度灵活性，就要求设计人员从比单个组件更高的高度了解小区网关及其连接的设备与网络。尽管如此，实现系统级性能也仅是目标，因为它会受到个别组件性能的影响。系统级考虑对目前的技术供应商而言至关重要。为使现有应用实现最佳性能而进行系统分组，同时还要为未来新兴的应用预留软件扩展的空间，这同样不是简单的任务。

为了构建灵活的通用架构，实现最佳的服务组合，我们必须了解整体解决方案的各方面技术。技术供应商如果拥有涵盖整体解决方案各领域的知识产权专有产品，那么就更容易加速实施进程，并提高最终解决方案的可靠性。综合利用并适当结合目前的技术，如DSL、以太网、Wi-Fi、线缆调制解调器、VoIP、IP 视频、IP 存储、模数／数模以及 DSP等，对于完整的家庭网络解决方案的发展至关重要。

实现消费者乐于接受的价位也同样对小区网关的成功至关重要。因此，必需实现业界一流的大批量制造。制造工艺必须与混合信号芯片的设计密切相关。此外，为了在未来实现架构扩展，技术供应商必须制定清晰的产品规划，以确保从90nm发展到65nm乃至更先进制造工艺技术节点的标准得到保持。产品规划应当概念清晰，实施中要通盘考虑设计与制造因素，从而确保设计人员完全控制工艺的每一步骤。

服务供应商必须能在网络中集成新系统，同时确保不影响网络运行或其它网络节点的性能。随着小区网关支持的设备、服务及应用数量不断增加，优异的兼容性与互操作性是不可或缺的，这样服务供应商才能充分满足客户的要求，确保服务质量，让客户付费时心悦诚服。

为了降低成本，方便最终用户的使用，小区网关必须支持远程安装与管理。此外，我们还必须以尽可能逻辑的方式进行智能分布，这样才能帮助服务供应商为最终用户构建、管理并扩展新的服务。功能也必须适当分配，例如将存储功能交由小区网关完成，使最终用户能够从家中的任何屏幕上阅读电子邮件等。此外，家庭网络解决方案还要求集成管理工具，这样才能有效地利用技术，满足最终用户对数字化生活方式日益增长的需求。

结论

数字家庭时代已经到来。我们过去使用的种种设备，如 PC、电视与电话等，它们之间的分别已经开始模糊，因为全球最终用户正通过部署家庭网络将上述设备连接起来。随着家庭网络走向成熟，小区网关将取代简单的路由器。小区网关将使家庭中的各种设备实现互联，并能够为网络运营商提供简单、灵活而又可靠的手段，以帮助他们为客户推出并管理新的服务与应用。

随着家庭网络走向成熟，最终用户对其的依赖将不断加强，小区网关及其底层技术也必须相应发展。局端设备、家庭网络与移动技术必须相互结合，形成出色而无缝的 IP 网络，从而帮助数字服务供应商实现数字化家庭无时无处不在的设想。

选择正确的技术对服务供应商而言非常重要，不过，随着家庭网络市场的发展以及全球家庭网络市场的成型，选择一家具有专业技术与能力的合作伙伴来满足不断变化的市场需求将更加重要。