新兴家庭网络技术的发展与分析

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1、概述

家庭网络（home network）是近年来随着Internet的普及和通信技术发展出现的一个新概念，它是计算机、家电、通信等多种技术相结合的产物，是在家庭范围内将计算机、信息家电、照明系统、安全报警系统等互相连接，组成一个家庭内部的网络，并与广域网相连接，在家庭内部以及家庭与广域网之间提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理功能的一种崭新的组网和应用技术。

目前家庭网络接入广域网的方式包括以太网、ADSL、FTTH、有线电视电缆接入等，宽带接入正在向语音、视频、数据三重业务整合（triple-play）发展，随着这种捆绑业务的日益流行，不久以后，用户将能获得遍及整个家庭的涵盖娱乐、通信、数据的更广范围的服务。而要获得这样的服务，用户必须在家庭内部首先构建相适应的基础网络设施，其安装必须简便，价格必须合理。另外，要能够提供高吞吐量以传输诸如高清晰电视等高质量音频、视频内容，还必须提供QoS以确保流畅的、不间断的数据传输。

然而，直到现在，在家庭中连接计算机和外围设备的技术并不适合于传输多媒体业务，比如，以太网技术，目前能提供至少100Mbit/s甚至1000Mbit/s的连接速度，虽有足够能力传输多媒体内容，但除了新建建筑，并不是在任何地方都易于施工和安装。802.11x（WiFi）技术虽然提供了一定的无线数据业务传输能力，但是在传输高质量视频、音频数据时却缺乏所需的带宽和QoS，并且802.11x技术迄今为止仍然无法保证在家庭中传输信号的稳定性。随着多媒体数据传输的需求日益增强，对网络的吞吐量、传输质量、延时控制等都提出了更高的要求。除了上述方法之外，包括IEEE 1394、蓝牙、HomePlug，HomePNA，MoCA，802.11n，以及UWB（超宽带）、60GHz无线技术等在内的其他一些新兴的有线和无线技术也正在组建家庭网络中逐步得以实现和应用。

2、几种新兴的家庭网络技术

目前正处于开发中的许多新兴技术将更适合于家庭网络中的多媒体业务，基于这些新技术的产品将更易于安装，支持语音、视频、数据三重业务整合（triple-play）所需的速度和QoS。这些新兴技术包括有线技术和无线技术两类，其中HomePNA、HomePlug、MoCA等属于有线技术，802.11n、UWB、60GHz等属于无线技术。

2.1　HomePNA技术

HomePNA（Home Phone line Networking Alliance，家庭电话线网络联盟）于1998年由3Com、AMD、IBM等11家公司共同建立，目前成员已经超过100家，覆盖网络、通信、硬件、软件和消费电子等行业领域。其目的是利用现有电话线路，以类似于以太网的技术提供一种低成本高宽带网络的解决方案。HomePNA技术利用现有电话线传输宽带数据信号，无需重新布线，满足用户宽带上网的要求，采用以太网CSMA/CD协议、频分复用技术实现上网的同时不会影响电话使用和收发传真。

HomePNA1.0版标准的上下行速率均为1Mbit/s，最大传输距离为150m，可连接25个设备。HomePNA2.0版标准的上下行速率均为10Mbit/s，最大传输距离为300m。2005年5月，ITU推出了数据传输率达128Mbit/s的HomePNA 3.0规范，并且该标准数据率可以扩展到240Mbit/s，最大连接设备数目增至50个，具备诸如IP电话、因特网访问、HDTV、CD质量音频传输等三重业务整合（triple-play）所需的QoS机制，可作为家庭数字音频和视频应用的高速主干网络。2007年3月，国际电信联盟（ITU）宣布HomePNA 3.1规范，该规范是目前唯一国际承认的家庭网络技术标准。HomePNA 3.1标准允许服务提供商通过家庭内部电话线和电缆以最高320Mbit/s的速度提供高速的三重业务整合（triple-play）等互联网服务。

然而，目前的大多数家庭不会在所有的电视、音频设备、计算机边上都安装上电话插座，这对于HomePNA的推广，无疑是一个障碍。另外，HomePNA3.0的设备不能与高级DSL技术（如VDSL）共享同一根电话线，当与WiFi设备距离太近时会受到偶尔干扰。

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