典型數(shù)字家庭設(shè)計(jì)實(shí)例集錦(二)

　　基于電力線網(wǎng)信息家電的實(shí)現(xiàn)方案可以包含兩個(gè)部分：一是家庭局域網(wǎng)與外部的連接?二是基于電力線布線的家庭局域網(wǎng)。家庭網(wǎng)與寬帶城域網(wǎng)的外部互連方式有多種，目前比較流行的大概有三類(lèi)：

　?。?）HFC方式：采用現(xiàn)有的CATV傳輸網(wǎng)絡(luò)雙向功能的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的寬帶接入。

　?。?）ADSL方式：利用電話線實(shí)現(xiàn)用戶(hù)寬帶接入的經(jīng)濟(jì)而有效的方法。

　　（3）LAN方式：利用小區(qū)局域網(wǎng)技術(shù)，采用雙絞線構(gòu)建樓宇用戶(hù)內(nèi)外的寬帶互連方式。

　　組建家庭局域網(wǎng)的內(nèi)部接入方式也有多種形式，目前正在積極實(shí)驗(yàn)和試圖投入商業(yè)應(yīng)用的主要方式有以下幾種：

　?。?）無(wú)線方式：以藍(lán)牙技術(shù)為代表的近距離無(wú)線接入方式在信息家電領(lǐng)域有較大發(fā)展。但是由于價(jià)格上的原因，普及應(yīng)用上還有一些困難。

　　（2）雙絞線方式：采用分離的專(zhuān)門(mén)網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，這在實(shí)際使用時(shí)有諸多不便。

　?。?）電力線方式：由于采用與電器供電線路一體化的信道方式，可避免重新布線。便于電器的任意移動(dòng)。尤其適合網(wǎng)絡(luò)接入部分的嵌入式設(shè)計(jì)。一個(gè)基于電力線網(wǎng)的數(shù)字家庭實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。

　　在該方案中家庭內(nèi)部的互連通過(guò)電力線實(shí)現(xiàn)。其關(guān)鍵設(shè)備是電力線耦合器和電力線modem。這兩部分可以作為一個(gè)整體嵌入在各個(gè)信息家電里。這種設(shè)計(jì)理念將有助于構(gòu)建完整的一體化數(shù)字家庭，而且無(wú)需增加附加的布線資源。

　　圖1中，智能家庭網(wǎng)關(guān)是一個(gè)獨(dú)立、智能、靈活多變、標(biāo)準(zhǔn)化的家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口單元。它通過(guò)各種途徑（如Internet、WAP、電話、手機(jī)等）從多種多樣的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號(hào)，然后通過(guò)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳送到特定的用戶(hù)設(shè)備上，并將相應(yīng)信號(hào)反饋給外部通信節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)遠(yuǎn)程交互過(guò)程。

　　智能家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭局域網(wǎng)的核心部分，主要完成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享及同外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)網(wǎng)關(guān)一般還負(fù)責(zé)家庭智能設(shè)備的管理和控制。為適用于普通的家庭用戶(hù)，網(wǎng)關(guān)一般設(shè)計(jì)為非PC廉價(jià)設(shè)備，采用嵌入式Internet技術(shù)和高性能微處理器。

　　智能家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備以下功能：

　　·Internet接入功能；

　　·簡(jiǎn)單的modem功能；

　　·Web服務(wù)器功能；

　　·簡(jiǎn)單的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能；

　　·智能家居控制和管理功能；

　　·簡(jiǎn)單友好的用戶(hù)操作界面；

　　·具有系統(tǒng)升級(jí)和重構(gòu)功能。

　　用戶(hù)可以在任何地方通過(guò)Internet、寬帶城域網(wǎng)與家庭智能網(wǎng)關(guān)建立連接，再通過(guò)智能家庭網(wǎng)關(guān)與家庭內(nèi)部的任何一臺(tái)信息家電或控制裝置相連，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭內(nèi)部各種電器的控制以及其它信息的監(jiān)控。家庭用戶(hù)終端和各種信息家電也可以通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)與Internet或外界溝通。這樣使得整個(gè)家庭以數(shù)字方式與外界構(gòu)成一種互連關(guān)系。

　　傳統(tǒng)家電向信息家電的過(guò)渡是一個(gè)必然趨勢(shì)，在這一過(guò)程中即有傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級(jí)改造問(wèn)題也有新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，其核心問(wèn)題還是數(shù)字化。數(shù)字化只是一個(gè)手段，網(wǎng)絡(luò)化才是其真正的目的。數(shù)字家庭的實(shí)現(xiàn)是信息家電基于完善的家庭網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的系統(tǒng)集成。而電力線網(wǎng)在家庭網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的構(gòu)建中具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。因?yàn)殡娏€網(wǎng)可以說(shuō)是世界上現(xiàn)有分布最廣、與普通家庭關(guān)系最為緊密的有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如何充分利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)承載電話、數(shù)據(jù)和電視信號(hào)是一個(gè)很有價(jià)值的研究課題。

　　由于我國(guó)電力線網(wǎng)與國(guó)外電力線網(wǎng)的差異，目前還沒(méi)有真正適合國(guó)內(nèi)電力線網(wǎng)特性的載波通訊的modem芯片。另外，由于中國(guó)的電網(wǎng)特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、居民住宅分布狀況、電力線載波通訊的應(yīng)用領(lǐng)域等方面與國(guó)外也有很多不同之處。電力線載波通訊modem芯片是制約國(guó)內(nèi)電力線載波通訊市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)的主要瓶頸之一。同時(shí)也延緩了中國(guó)用戶(hù)對(duì)電力線載波通訊技術(shù)的認(rèn)同和接受。針對(duì)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)特性、住宅結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)要求等情況的深入研究，通過(guò)對(duì)國(guó)外電力線載波通訊技術(shù)的深入了解，利用國(guó)外先進(jìn)的現(xiàn)代通訊技術(shù)，開(kāi)發(fā)適合國(guó)內(nèi)電力線載波通訊modem芯片將具有極其廣闊的應(yīng)用前景。

　　針對(duì)數(shù)字家庭所進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)該包含兩個(gè)方面：一是技術(shù)本身的創(chuàng)新，如新型modem芯片的開(kāi)發(fā)；二是應(yīng)用模式的創(chuàng)新，如家居網(wǎng)關(guān)的模型、數(shù)字家庭的應(yīng)用模式等。從某種意義上說(shuō)后者比前者還要重要。換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)出人們?cè)敢饨邮艿臄?shù)字家庭應(yīng)用模式在引導(dǎo)人們需求的同時(shí)也會(huì)對(duì)技術(shù)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)。
四、誰(shuí)將是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸?shù)睦硐脒x擇？

　　從各方面匯集的信息來(lái)看，數(shù)字家庭無(wú)疑將是消費(fèi)電子行業(yè)中下一個(gè)熱點(diǎn)。幾乎所有的主要半導(dǎo)體公司向該領(lǐng)域發(fā)力，半導(dǎo)體巨頭TI更是將該領(lǐng)域作為續(xù)寫(xiě)其DSP輝煌的舞臺(tái)。圍繞數(shù)字家庭的控制權(quán)，出現(xiàn)了電視（以電視為核心）、電信（以網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)為核心）和IT（以PC為核心）三大派別。然而，數(shù)字家庭究竟是什么？具有什么樣的內(nèi)涵？圍繞數(shù)字家庭究竟能為用戶(hù)演繹出多少“故事”？無(wú)論是業(yè)內(nèi)專(zhuān)家，還是消費(fèi)者雖然都有無(wú)限的遐想，但還是很難用三言?xún)烧Z(yǔ)給出一個(gè)統(tǒng)一的解釋。但可以肯定的是，數(shù)字家庭所賦予的內(nèi)涵會(huì)越來(lái)越豐富，但這是應(yīng)用層的事情！而支撐這些豐富應(yīng)用的底層技術(shù)，或者說(shuō)組網(wǎng)技術(shù)將會(huì)是怎樣的呢？

　　有線媒質(zhì)在數(shù)字家庭傳輸中受到制約

　　盡管對(duì)于很多新裝家居來(lái)說(shuō)，可能有各式各樣的布線，包括電話線，同軸線，網(wǎng)絡(luò)類(lèi)線乃至光纖。盡管這些布線在混合組網(wǎng)中可以發(fā)揮一些作用，但是最大一個(gè)問(wèn)題就是無(wú)法滿足移動(dòng)性，也無(wú)法升級(jí)，成本也很高。電力線作為數(shù)字家庭的傳輸媒質(zhì)，目前已經(jīng)以HomePlug標(biāo)準(zhǔn)的形式得到了驗(yàn)證，包括Arkados的多家公司都推出了HomePlug模塊，數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試效果還不錯(cuò)，從覆蓋面上都比其他有線技術(shù)要廣，似乎比較適合大量的低端主流用戶(hù)，但就中國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，線路上的浪涌和高壓安全問(wèn)題制約其短期內(nèi)還難有尚好表現(xiàn)。由此，有線媒質(zhì)所受的制約將成全無(wú)線媒質(zhì)擔(dān)當(dāng)數(shù)字家庭中的組網(wǎng)重任。

　　圖1：以WiFi為主構(gòu)建數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)。

　　WiFi能成為家庭網(wǎng)絡(luò)的理想支持？

　　說(shuō)到WiFi，的確有一個(gè)很有趣的事情，即數(shù)年前許多專(zhuān)家都認(rèn)為WiFi即將消亡，因?yàn)樗刑嗟木窒蘖耍瑲w根結(jié)底就是它沒(méi)有漫游功能，不能自組網(wǎng)，從而只能成為其他技術(shù)的附庸。再就是該技術(shù)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的盈利模式。但是，近年來(lái)的發(fā)展情況卻令許多專(zhuān)家跌破眼鏡，WiFi的出貨量連年激增。目前已成為無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的主流技術(shù)。然而，另一方面，投入巨資建設(shè)WiFi網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商卻無(wú)利可圖，甚至不斷虧本，最后高興的只是芯片制造商，原因就在于WiFi受到其他技術(shù)的擠壓，沒(méi)有明確的獨(dú)立盈利模式。

　　但是，數(shù)字家庭似乎為WiFi找到了一個(gè)可以獨(dú)擔(dān)大任的發(fā)揮場(chǎng)合。它使用開(kāi)放頻段，采用直序擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，也可根據(jù)鏈路衰落狀態(tài)把傳輸率動(dòng)態(tài)調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無(wú)需直線傳播傳輸范圍為室外最大300米，室內(nèi)有障礙的情況下最大100米，足以滿足家庭應(yīng)用，其“無(wú)線保真”的本意似乎也和家庭娛樂(lè)需求更為貼合。所以，無(wú)論是從傳輸率，還是覆蓋都好像很符合數(shù)字家庭的應(yīng)用。當(dāng)然，也不乏與其激烈競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)，WiMedia 陣營(yíng)的UWB就是其中一項(xiàng)。Pluse Link的CWave采用的就是這種技術(shù)。UWB采用了很多頗具優(yōu)勢(shì)的底層技術(shù)，包括MIMO，OFDM，數(shù)據(jù)率目前已經(jīng)高達(dá)近1Gbps。但這項(xiàng)技術(shù)側(cè)重的高數(shù)據(jù)率，其過(guò)短的覆蓋距離將會(huì)制約它在數(shù)字家庭中的表現(xiàn)。

　　數(shù)字家庭的一個(gè)必不可少的功能就是與外界的互連問(wèn)題。如今，802.11g是WiFi最成功的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。基于WiFi的特性，使得該技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)層的無(wú)線技術(shù)顯得更為友好。這可能就是該技術(shù)目前在數(shù)字家庭領(lǐng)域占據(jù)較大份額的原因之一。Broadcom公司無(wú)線連接集團(tuán)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理Michael Hurlston認(rèn)為，WiFi如今