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幾種新興的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
家庭網(wǎng)絡(luò)是近年來隨著Internet的普及和通信技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的一個(gè)新概念，它是計(jì)算機(jī)、家電、通信等多種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，下面YJBYS小編為大家介紹的幾種新興的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，歡迎參考閱讀，希望對(duì)大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
目前家庭網(wǎng)絡(luò)接入廣域網(wǎng)的方式包括以太網(wǎng)、ADSL、FTTH、有線電視電纜接入等，寬帶接入正在向語音、視頻、數(shù)據(jù)三重業(yè)務(wù)整合發(fā)展，隨著這種捆綁業(yè)務(wù)的日益流行，不久以后，用戶將能獲得遍及整個(gè)家庭的涵蓋娛樂、通信、數(shù)據(jù)的更廣范圍的服務(wù)。而要獲得這樣的服務(wù)，用戶必須在家庭內(nèi)部首先構(gòu)建相適應(yīng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，其安裝必須簡(jiǎn)便，價(jià)格必須合理。另外，要能夠提供高吞吐量以傳輸諸如高清晰電視等高質(zhì)量音頻、視頻內(nèi)容，還必須提供QoS以確保流暢的、不間斷的數(shù)據(jù)傳輸。
然而，直到現(xiàn)在，在家庭中連接計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備的技術(shù)并不適合于傳輸多媒體業(yè)務(wù)，比如，以太網(wǎng)技術(shù)，目前能提供至少100Mbit/s，甚至1000Mbit/s的連接速度，雖有足夠能力傳輸多媒體內(nèi)容，但除了新建建筑，并不是在任何地方都易于施工和安裝。802.11x(WiFi)技術(shù)雖然提供了一定的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸能力，但是在傳輸高質(zhì)量視頻、音頻數(shù)據(jù)時(shí)卻缺乏所需的帶寬和QoS，并且802.11x 技術(shù)迄今為止仍然無法保證在家庭中傳輸信號(hào)的穩(wěn)定性。隨著多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鰪?qiáng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、傳輸質(zhì)量、延時(shí)控制等都提出了更高的要求。除了上述方法之外，包括IEEE 1394、藍(lán)牙、HomePlug，HomePNA，MoCA，802.11n，以及UWB(超寬帶)、60GHz無線技術(shù)等在內(nèi)的其他一些新興的有線和無線技術(shù)也正在組建家庭網(wǎng)絡(luò)中逐步得以實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
幾種新興的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前正處于開發(fā)中的許多新興技術(shù)將更適合于家庭網(wǎng)絡(luò)中的多媒體業(yè)務(wù)，基于這些新技術(shù)的產(chǎn)品將更易于安裝，支持語音、視頻、數(shù)據(jù)三重業(yè)務(wù)整合所需的速度和QoS。這些新興技術(shù)包括有線技術(shù)和無線技術(shù)兩類，其中HomePNA、HomePlug、MoCA等屬于有線技術(shù)，802.11n、UWB、60GHz等屬于無線技術(shù)。
1. HomePNA技術(shù)
HomePNA(Home Phone line Networking Alliance，家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)于1998年由3Com、AMD、IBM等11家公司共同建立，目前成員已經(jīng)超過100家，覆蓋網(wǎng)絡(luò)、通信、硬件、軟件和消費(fèi)電子等行業(yè)領(lǐng)域。其目的是利用現(xiàn)有電話線路，以類似于以太網(wǎng)的技術(shù)提供一種低成本高寬帶網(wǎng)絡(luò)的解決方案。HomePNA技術(shù)利用現(xiàn)有電話線傳輸寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)，無需重新布線，滿足用戶寬帶上網(wǎng)的要求，采用以太網(wǎng)CSMA/CD協(xié)議、頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)的同時(shí)不會(huì)影響電話使用和收發(fā)傳真。
HomePNA 1.0版標(biāo)準(zhǔn)的上下行速率均為1Mbit/s，最大傳輸距離為150m，可連接25個(gè)設(shè)備。HomePNA2.0版標(biāo)準(zhǔn)的上下行速率均為10Mbit/s，最大傳輸距離為300m。2005年5月，ITU推出了數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)128Mbit/s的HomePNA 3.0規(guī)范，并且該標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率可以擴(kuò)展到240Mbit/s，最大連接設(shè)備數(shù)目增至50個(gè)，具備諸如IP電話、因特網(wǎng)訪問、HDTV、CD質(zhì)量音頻傳輸?shù)热貥I(yè)務(wù)整合所需的QoS機(jī)制，可作為家庭數(shù)字音頻和視頻應(yīng)用的高速主干網(wǎng)絡(luò)。2007年3月，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)宣布 HomePNA3.1規(guī)范，該規(guī)范是目前唯一國(guó)際承認(rèn)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 HomePNA3.1標(biāo)準(zhǔn)允許服務(wù)提供商通過家庭內(nèi)部電話線和電纜以最高320Mbit/s的速度提供高速的三重業(yè)務(wù)整合等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
然而，目前的大多數(shù)家庭不會(huì)在所有的電視、音頻設(shè)備、計(jì)算機(jī)邊上都安裝上電話插座，這對(duì)于HomePNA的推廣，無疑是一個(gè)障礙。另外，HomePNA3.0的設(shè)備不能與高級(jí)DSL技術(shù)共享同一根電話線，當(dāng)與WiFi設(shè)備距離太近時(shí)會(huì)偶爾受到干擾。
2. HomePlug技術(shù)
HomePlug技術(shù)(家庭插座電力線聯(lián)盟)的推進(jìn)者包括美國(guó)Arkados、美國(guó)Conexant系統(tǒng)、美國(guó)Intellon以及夏普4家公司。使用HomePlug技術(shù)，家庭中的電源線將作為家庭網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，通過覆蓋于整個(gè)家庭的電源線，進(jìn)行家庭內(nèi)部音頻、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。用戶只需簡(jiǎn)單地將HomePlug適配器插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電源插座，然后將基于以太網(wǎng)、USB、WiFi標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備，如寬帶路由器，與該適配器連接，家庭里另一地點(diǎn)安裝了HomePlug適配器的設(shè)備將立即能通過電源線與之建立網(wǎng)絡(luò)連接。
第一個(gè)HomePlug標(biāo)準(zhǔn)HomePlug 1.0在2001年1月得到批準(zhǔn)，其理論數(shù)據(jù)率最高為14Mbit/s，稍快于802.11b 11Mbit/s的數(shù)據(jù)率，低于802.11g 54Mbit/s的數(shù)據(jù)率。HomePlug 1.0 Turbo版于2004年推出，其最大理論數(shù)據(jù)率提高到85Mbit/s。2005年12月通過認(rèn)證的HomePlug AV標(biāo)準(zhǔn)支持高達(dá)200Mbit/s的數(shù)據(jù)率，并支持所有多媒體業(yè)務(wù)和電信應(yīng)用所需的QoS級(jí)別。為了確保QoS，采用了TDMA(時(shí)分多路訪問)與CSMA(帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問)協(xié)議。
HomePlug為了能支持智能家庭、家庭自動(dòng)化等應(yīng)用，在原有電源線上設(shè)計(jì)了一套低速的感測(cè)、監(jiān)控用的網(wǎng)絡(luò)，此技術(shù)稱為HomePlug CC。此外，HomePlug技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)家庭與外網(wǎng)聯(lián)接，直接使用電力線路接入Internet，實(shí)施寬帶聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，此技術(shù)稱為 HomePlug BPL。
目前電力線聯(lián)網(wǎng)還未獲得廣泛接受，原因在于人們對(duì)其提供的通信質(zhì)量還有疑慮，除了因線路衰減和多路傳輸所造成的信號(hào)失真外，噪聲是影響電力線數(shù)據(jù)可靠通信的關(guān)鍵因素。另外由于高速電力線通訊需要在電力線上注入高頻信號(hào)(2～30MHz)，有可能給其它通信系統(tǒng)帶來電磁干擾，因此高速電力線通訊電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定是制約其在各國(guó)快速發(fā)展的主要因素。
3. MoCA技術(shù)
MoCA(Multimedia over Coax Alliance，同軸電纜多媒體聯(lián)盟)成立于2004年1月，創(chuàng)立者為Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola與Toshiba等。MoCA技術(shù)采用目前有線電視CATV使用的同軸電纜，因此無需另行布線、施工，就可在家庭內(nèi)的PC和A/V產(chǎn)品之間構(gòu)建高速的家庭網(wǎng)絡(luò)。同軸電纜家庭網(wǎng)絡(luò)架設(shè)完成后，個(gè)人計(jì)算機(jī)與電視、數(shù)字錄放機(jī)、DVD、D-VHS、CD、MP3播放機(jī)等設(shè)備，將可彼此共享數(shù)字內(nèi)容。MoCA技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜連接上支持高達(dá)270Mbit/s的連接速度，以及三重播放所需的QoS。這個(gè)帶寬將允許多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)寬帶電纜調(diào)制解調(diào)器來傳輸多個(gè)HDTV視頻流。
MoCA技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一在于同軸電纜網(wǎng)絡(luò)基本不會(huì)受到干擾，因?yàn)樗ぷ髟谝粋�(gè)受保護(hù)的頻段。而WiFi或電源線網(wǎng)絡(luò)因使用非認(rèn)證頻段而缺乏保護(hù)。MoCA面臨的問題是，對(duì)于一般家庭用戶來說，不會(huì)在家庭安裝足夠多的電纜插座，這將使得MoCA技術(shù)比WiFi和HometPlug AV缺少一定的方便性。此外，由于技術(shù)非常新，相應(yīng)的設(shè)備相對(duì)來說比較昂貴。
4. 802.11n技術(shù)
802.11n是下一代的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，在高吞吐量上有比較大的突破，可提供支持對(duì)帶寬最為敏感的應(yīng)用所需的速率、覆蓋范圍和可靠性。 802.11n結(jié)合了多種技術(shù)，其中包括Spatial Multiplexing MIMO(空間多路復(fù)用多入多出)、OFDM、20MHz和40MHz信道和雙頻帶(2.4GHz和5 GHz)，以便形成很高的速率，同時(shí)又能與以前的IEEE 802.11a/b/g設(shè)備兼容。802.11n通過采用這些技術(shù)，能夠獲得高達(dá)320Mbit/s的傳輸速率以及108Mbit/s的凈傳輸速率，在不久的將來，這種技術(shù)將支持高達(dá)540Mbit/s甚至600Mbit/s的多媒體數(shù)據(jù)傳輸率。
802.11n目前處于一種“標(biāo)準(zhǔn)滯后、產(chǎn)品早產(chǎn)”的狀況，802.11n標(biāo)準(zhǔn)1.0 版草案于2006年3月份被定為工作草案，2007年7月IEEE通過2.05版本草案，2008年1月通過3.02版標(biāo)準(zhǔn)草案。802.1ln最終標(biāo)準(zhǔn)還尚未得到IEEE的正式批準(zhǔn)，但采用MIMO OFDM技術(shù)的廠商已經(jīng)很多，包括Airgo、Bermai、BroADCom以及杰爾系統(tǒng)、Atheros、Cisco、Intel等等，產(chǎn)品包括無線網(wǎng)卡、無線路由器等，而且已經(jīng)大量在PC、筆記本電腦中應(yīng)用。
主導(dǎo)802.11n標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)陣營(yíng)有兩個(gè)，即WWiSE聯(lián)盟和TGnSync聯(lián)盟。這兩個(gè)陣營(yíng)都希望在下一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)中處于優(yōu)先地位，不過兩大陣營(yíng)的技術(shù)構(gòu)架已經(jīng)越來越相似，例如都是采用MIMO OFDM技術(shù)，正在走向融合。
然而，因?yàn)樗�只是一個(gè)正在開發(fā)中的技術(shù)，新的802.11n產(chǎn)品可能并不會(huì)兼容所有設(shè)備聯(lián)入家庭網(wǎng)絡(luò)。并且，目前的802.11n產(chǎn)品價(jià)格昂貴，不可能大規(guī)模部署。另一個(gè)潛在的問題是該技術(shù)雖能增加覆蓋范圍，但有可能會(huì)導(dǎo)致更多串?dāng)_，丟失數(shù)據(jù)，以及不穩(wěn)定的連接。
5. UWB技術(shù)
UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)技術(shù)是一種使用1GHz以上頻寬的先進(jìn)的無線通信技術(shù)，雖然是無線通信，但其擁有100Mbit/s到2Gbit/s的數(shù)據(jù)速率。 UWB的特點(diǎn)在于不使用電波，這與之前的無線通信截然不同，由于原來的無線通信在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)出電波，自然要消耗電能，而UWB是發(fā)出瞬間尖波形電波，也就是所謂的脈沖電波直接按照0或1發(fā)送出去，由于只在需要時(shí)發(fā)送出脈沖電波，因而大大減少了耗電量。
這項(xiàng)技術(shù)規(guī)范在傳輸多媒體數(shù)據(jù)時(shí)將不再存在制約早期WiFi產(chǎn)品的串?dāng)_和中斷問題。在與802.153或競(jìng)爭(zhēng)802.15.3a 個(gè)人域網(wǎng)絡(luò)(PAN)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合以后，這項(xiàng)技術(shù)將有效改善家庭用戶的安全性。
由于它具有高吞吐量，UWB能夠支持播送高質(zhì)量視頻的多通道流，這使它能夠創(chuàng)建一個(gè)無線家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)。然而，計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備必須被放置于大約10m以內(nèi)，作為一個(gè)UWB節(jié)點(diǎn)。另外這項(xiàng)技術(shù)不能有效將信號(hào)送達(dá)任意角落或穿過高密度材料。因此，UWB只能運(yùn)用于單個(gè)房間。IEEE于2006年1月放棄了對(duì)UWB標(biāo)準(zhǔn)的工作。超寬帶論壇和藍(lán)牙特別興趣組仍然致力于UWB的研究。
6. 60GHz無線技術(shù)
60GHz無線技術(shù)是由LG、松下、NEC、三星電子、索尼以及東芝公司組成的WirelessHD小組推動(dòng)的組建家庭網(wǎng)絡(luò)的另一無線技術(shù)，這種技術(shù)使用尚未被批準(zhǔn)的60GHz頻段，在10米范圍內(nèi)，以高達(dá)5Gbit/s的速度在家庭內(nèi)的娛樂設(shè)備之間傳送未經(jīng)壓縮的高清視頻和音頻數(shù)據(jù)。
但WirelessHD技術(shù)在許多方面都還處在理論層次、實(shí)驗(yàn)室階段，其理論上的最高傳輸能高達(dá)20Gbit/s，但實(shí)際上第一階段只能達(dá)到5Gbit/s，理論上能夠進(jìn)行非視線內(nèi)(Non Light Of Sight;NLOS)的穿透性傳輸，但目前只能提供視線(light of sight;LOS)傳輸，WirelessHD技術(shù)必須要能做到Room-to -Room的穿墻傳輸才有意義。該新興技術(shù)將同已有的 1394FireWire、HDMI、802.11n以及UWB等技術(shù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。2008年1月，WirelessHD 1.0規(guī)范發(fā)布。
總之，相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以隨意移動(dòng)，不受家庭電話插座、電源插座數(shù)量的限制，而且可以省去各種專用的連接電纜，特別是對(duì)于便攜式電腦、移動(dòng)電話等移動(dòng)式信息電器使用起來更是得心應(yīng)手，是當(dāng)今也必將成為今后組建家庭網(wǎng)絡(luò)最為普遍使用的一種方式，有著十分誘人的發(fā)展前景。
家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)、通信、家電等領(lǐng)域，不同領(lǐng)域的組織對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有著各自不同的理解，但是，這些領(lǐng)域正在走向融合，相關(guān)的技術(shù)也正在向著提供語音、視頻、數(shù)據(jù)整合業(yè)務(wù)這種趨勢(shì)在不斷發(fā)展。哪些技術(shù)能最終取勝，還依賴于技術(shù)能否取得突破和廣泛應(yīng)用。我國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)也紛紛參與到家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并在產(chǎn)業(yè)化方面作出了可喜的嘗試，這對(duì)于這些新興的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)的普及及應(yīng)用將起到積極的推動(dòng)作用。
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