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幾種新興的家庭網(wǎng)絡技術
家庭網(wǎng)絡是近年來隨著Internet的普及和通信技術發(fā)展出現(xiàn)的一個新概念，它是計算機、家電、通信等多種技術相結合的產(chǎn)物，下面YJBYS小編為大家介紹的幾種新興的家庭網(wǎng)絡技術，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關信息請持續(xù)關注我們應屆畢業(yè)生培訓網(wǎng)!
目前家庭網(wǎng)絡接入廣域網(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)務整合發(fā)展，隨著這種捆綁業(yè)務的日益流行，不久以后，用戶將能獲得遍及整個家庭的涵蓋娛樂、通信、數(shù)據(jù)的更廣范圍的服務。而要獲得這樣的服務，用戶必須在家庭內(nèi)部首先構建相適應的基礎網(wǎng)絡設施，其安裝必須簡便，價格必須合理。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，在家庭中連接計算機和外圍設備的技術并不適合于傳輸多媒體業(yè)務，比如，以太網(wǎng)技術，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)技術雖然提供了一定的無線數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸能力，但是在傳輸高質(zhì)量視頻、音頻數(shù)據(jù)時卻缺乏所需的帶寬和QoS，并且802.11x 技術迄今為止仍然無法保證在家庭中傳輸信號的穩(wěn)定性。隨著多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鰪姡瑢W(wǎng)絡的吞吐量、傳輸質(zhì)量、延時控制等都提出了更高的要求。除了上述方法之外，包括IEEE 1394、藍牙、HomePlug，HomePNA，MoCA，802.11n，以及UWB(超寬帶)、60GHz無線技術等在內(nèi)的其他一些新興的有線和無線技術也正在組建家庭網(wǎng)絡中逐步得以實現(xiàn)和應用。
幾種新興的家庭網(wǎng)絡技術
目前正處于開發(fā)中的許多新興技術將更適合于家庭網(wǎng)絡中的多媒體業(yè)務，基于這些新技術的產(chǎn)品將更易于安裝，支持語音、視頻、數(shù)據(jù)三重業(yè)務整合所需的速度和QoS。這些新興技術包括有線技術和無線技術兩類，其中HomePNA、HomePlug、MoCA等屬于有線技術，802.11n、UWB、60GHz等屬于無線技術。
1. HomePNA技術
HomePNA(Home Phone line Networking Alliance，家庭電話線網(wǎng)絡聯(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、通信、硬件、軟件和消費電子等行業(yè)領域。其目的是利用現(xiàn)有電話線路，以類似于以太網(wǎng)的技術提供一種低成本高寬帶網(wǎng)絡的解決方案。HomePNA技術利用現(xiàn)有電話線傳輸寬帶數(shù)據(jù)信號，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、頻分復用技術實現(xiàn)上網(wǎng)的同時不會影響電話使用和收發(fā)傳真。
HomePNA 1.0版標準的上下行速率均為1Mbit/s，最大傳輸距離為150m，可連接25個設備。HomePNA2.0版標準的上下行速率均為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128Mbit/s的HomePNA 3.0規(guī)范，并且該標準數(shù)據(jù)率可以擴展到240Mbit/s，最大連接設備數(shù)目增至50個，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)務整合所需的QoS機制，可作為家庭數(shù)字音頻和視頻應用的高速主干網(wǎng)絡。2007年3月，國際電信聯(lián)盟(ITU)宣布 HomePNA3.1規(guī)范，該規(guī)范是目前唯一國際承認的家庭網(wǎng)絡技術標準。 HomePNA3.1標準允許服務提供商通過家庭內(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)務整合等互聯(lián)網(wǎng)服務。
然而，目前的大多數(shù)家庭不會在所有的電視、音頻設備、計算機邊上都安裝上電話插座，這對于HomePNA的推廣，無疑是一個障礙。另外，HomePNA3.0的設備不能與高級DSL技術共享同一根電話線，當與WiFi設備距離太近時會偶爾受到干擾。
2. HomePlug技術
HomePlug技術(家庭插座電力線聯(lián)盟)的推進者包括美國Arkados、美國Conexant系統(tǒng)、美國Intellon以及夏普4家公司。使用HomePlug技術，家庭中的電源線將作為家庭網(wǎng)絡基礎設施，通過覆蓋于整個家庭的電源線，進行家庭內(nèi)部音頻、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務的傳輸。用戶只需簡單地將HomePlug適配器插入一個標準的電源插座，然后將基于以太網(wǎng)、USB、WiFi標準的計算機或其它設備，如寬帶路由器，與該適配器連接，家庭里另一地點安裝了HomePlug適配器的設備將立即能通過電源線與之建立網(wǎng)絡連接。
第一個HomePlug標準HomePlug 1.0在2001年1月得到批準，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月通過認證的HomePlug AV標準支持高達200Mbit/s的數(shù)據(jù)率，并支持所有多媒體業(yè)務和電信應用所需的QoS級別。為了確保QoS，采用了TDMA(時分多路訪問)與CSMA(帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問)協(xié)議。
HomePlug為了能支持智能家庭、家庭自動化等應用，在原有電源線上設計了一套低速的感測、監(jiān)控用的網(wǎng)絡，此技術稱為HomePlug CC。此外，HomePlug技術還能夠實現(xiàn)家庭與外網(wǎng)聯(lián)接，直接使用電力線路接入Internet，實施寬帶聯(lián)網(wǎng)的應用，此技術稱為 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失真外，噪聲是影響電力線數(shù)據(jù)可靠通信的關鍵因素。另外由于高速電力線通訊需要在電力線上注入高頻信號(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準的制定是制約其在各國快速發(fā)展的主要因素。
3. MoCA技術
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)品之間構建高速的家庭網(wǎng)絡。同軸電纜家庭網(wǎng)絡架設完成后，個人計算機與電視、數(shù)字錄放機、DVD、D-VHS、CD、MP3播放機等設備，將可彼此共享數(shù)字內(nèi)容。MoCA技術在標準同軸電纜連接上支持高達270Mbit/s的連接速度，以及三重播放所需的QoS。這個帶寬將允許多臺計算機共享一個寬帶電纜調(diào)制解調(diào)器來傳輸多個HDTV視頻流。
MoCA技術的主要優(yōu)勢之一在于同軸電纜網(wǎng)絡基本不會受到干擾，因為它工作在一個受保護的頻段。而WiFi或電源線網(wǎng)絡因使用非認證頻段而缺乏保護。MoCA面臨的問題是，對于一般家庭用戶來說，不會在家庭安裝足夠多的電纜插座，這將使得MoCA技術比WiFi和HometPlug AV缺少一定的方便性。此外，由于技術非常新，相應的設備相對來說比較昂貴。
4. 802.11n技術
802.11n是下一代的無線網(wǎng)絡技術的標準，在高吞吐量上有比較大的突破，可提供支持對帶寬最為敏感的應用所需的速率、覆蓋范圍和可靠性。 802.11n結合了多種技術，其中包括Spatial Multiplexing MIMO(空間多路復用多入多出)、OFDM、20MHz和40MHz信道和雙頻帶(2.4GHz和5 GHz)，以便形成很高的速率，同時又能與以前的IEEE 802.11a/b/g設備兼容。802.11n通過采用這些技術，能夠獲得高達320Mbit/s的傳輸速率以及108Mbit/s的凈傳輸速率，在不久的將來，這種技術將支持高達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“標準滯后、產(chǎn)品早產(chǎn)”的狀況，802.11n標準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版標準草案。802.1ln最終標準還尚未得到IEEE的正式批準，但采用MIMO OFDM技術的廠商已經(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、筆記本電腦中應用。
主導802.11n標準的技術陣營有兩個，即WWiSE聯(lián)盟和TGnSync聯(lián)盟。這兩個陣營都希望在下一代無線局域網(wǎng)標準之爭中處于優(yōu)先地位，不過兩大陣營的技術構架已經(jīng)越來越相似，例如都是采用MIMO OFDM技術，正在走向融合。
然而，因為它還只是一個正在開發(fā)中的技術，新的802.11n產(chǎn)品可能并不會兼容所有設備聯(lián)入家庭網(wǎng)絡。并且，目前的802.11n產(chǎn)品價格昂貴，不可能大規(guī)模部署。另一個潛在的問題是該技術雖能增加覆蓋范圍，但有可能會導致更多串擾，丟失數(shù)據(jù)，以及不穩(wěn)定的連接。
5. UWB技術
UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)技術是一種使用1GHz以上頻寬的先進的無線通信技術，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，由于只在需要時發(fā)送出脈沖電波，因而大大減少了耗電量。
這項技術規(guī)范在傳輸多媒體數(shù)據(jù)時將不再存在制約早期WiFi產(chǎn)品的串擾和中斷問題。在與802.153或競爭802.15.3a 個人域網(wǎng)絡(PAN)標準結合以后，這項技術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)建一個無線家庭多媒體網(wǎng)絡。然而，計算機或其它設備必須被放置于大約10m以內(nèi)，作為一個UWB節(jié)點。另外這項技術不能有效將信號送達任意角落或穿過高密度材料。因此，UWB只能運用于單個房間。IEEE于2006年1月放棄了對UWB標準的工作。超寬帶論壇和藍牙特別興趣組仍然致力于UWB的研究。
6. 60GHz無線技術
60GHz無線技術是由LG、松下、NEC、三星電子、索尼以及東芝公司組成的WirelessHD小組推動的組建家庭網(wǎng)絡的另一無線技術，這種技術使用尚未被批準的60GHz頻段，在10米范圍內(nèi)，以高達5Gbit/s的速度在家庭內(nèi)的娛樂設備之間傳送未經(jīng)壓縮的高清視頻和音頻數(shù)據(jù)。
但WirelessHD技術在許多方面都還處在理論層次、實驗室階段，其理論上的最高傳輸能高達20Gbit/s，但實際上第一階段只能達到5Gbit/s，理論上能夠進行非視線內(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技術必須要能做到Room-to -Room的穿墻傳輸才有意義。該新興技術將同已有的 1394FireWire、HDMI、802.11n以及UWB等技術進行競爭。2008年1月，WirelessHD 1.0規(guī)范發(fā)布。
總之，相對于有線網(wǎng)絡技術，無線網(wǎng)絡技術的最大優(yōu)點是可以隨意移動，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，特別是對于便攜式電腦、移動電話等移動式信息電器使用起來更是得心應手，是當今也必將成為今后組建家庭網(wǎng)絡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)絡技術涉及計算機、通信、家電等領域，不同領域的組織對家庭網(wǎng)絡的技術標準有著各自不同的理解，但是，這些領域正在走向融合，相關的技術也正在向著提供語音、視頻、數(shù)據(jù)整合業(yè)務這種趨勢在不斷發(fā)展。哪些技術能最終取勝，還依賴于技術能否取得突破和廣泛應用。我國的一些研究機構及企業(yè)也紛紛參與到家庭網(wǎng)絡技術的研究及相關技術標準的制定，并在產(chǎn)業(yè)化方面作出了可喜的嘗試，這對于這些新興的家庭網(wǎng)絡技術在我國的普及及應用將起到積極的推動作用。
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