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黄金城娱乐网关在数字监控中的作用

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  家庭网络(HNK,Home Networking)是在家庭范围内(可扩展至邻居,小区)将PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。虽然实际的家庭空间可能会和图1所示不同,但这张图基本上能够代表目前家庭网络使用的主要空间和主要设备。

  数字家庭内部划分为客厅、厨房、书房、儿童房和卧室。其中,客厅里面会使用的设备包括笔记本电脑、电话、电视、音响等,这里的设备主要以娱乐位置。书房里面可能会有台式机、打印机、摄像机、数码相机等,这里的设备主要是以资源共享为主。儿童房里可能会有台式机、游戏机、可能会有监控设备。卧室的主要设备是电视和电话。厨房里的设备以家电为主,主要的需求是对于这些设备的控制。

  家庭网关占据了数字家庭中的关键位置,可以看出,网关是连接公网和家庭私网的喉舌,即负责家庭内部对公网的访问和交互,又负责用户从公网上对于家庭网络的访问和控制,另外还需要负责家庭内部设备的互联,互控等操作。家庭网关需要具备宽带接入、业务识别、控制信息转发等功能。

  以家庭网关为界,用户家庭一侧为家庭网络,另一侧为运营商的网络。家庭网关与运营商连接一端可选用DSL方式或用以太网方式接入到运营商的接入服务器上,对家庭内的媒体流进行汇聚,这样不仅可以提供网络浏览一类的业务还可以进行媒体流的汇聚,如视频点播、视频广播、通信服务、卡拉OK/MTV、游戏、用户节目预定等。运营商的接入服务器根据用户媒体流的业务,把数据发送到相应的业务网络内。在家庭网络一侧根据设备的不同分为几个子网,把相对独立的功能加以隔离,根据家庭网络业务的划分可以把通信、娱乐与控制分别划分到不同的子网网段中,对于控制一类的业务可以加以特别的防护手段保证访问的安全。所有这些子网可以通过家庭网关进行互联。

  由于家庭网关跨接各种不同的行业,其具体应用也各有差异,目前不同公司或组织对家庭网关有着很多不同的定义和理解。

  ResidentialGatewayGroup(RG)是一个在1995年建立的正式的工业论坛组织,它率先采用家庭网关来代表一个集中式智能接口,将外部的家庭接入网络和家庭内网络联系起来。RG的家庭网关定义为:一种简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元,它可以从不同的外部网络接收通讯信号,通过家庭网络传递信号给某个消费设备。借助引入家庭网关的概念,希望能够为集成不同的外部网络和丰富新的应用提供一个有效的途径。

  (2)CiscoSystem公司的家庭网关定义。一个在家庭内的网络化信息设备与智能宽带接入网之间的智能化网关。

  (3)2Wire公司的家庭网关定义。一种将家庭网络无缝连接到宽带网络,使所有家庭内连网设备同时享有高速连接的设备。

  (4)ParksAssociates的家庭网关定义。连接一个外部网络或多个接入网络,通过某种类型的家庭网络分配服务给一个或多个设备的设备,即一个集中整个家庭的网关才能视为一个真正的网关。但由于现有一些产品已具备其中的某些功能,而且目前存在许多不同的观点,因此家庭网关应有一个比较广义或普遍的意义上的定义。

  不同的家庭网关可以提供不同水平和类别的应用。由RG定义的家庭网关设备可以使家庭消费者使用几乎所有主要的应用,如远程通讯、Internet接入、远程教育、远程医疗、可视电话、家电管理和集成、安全系统管理、家庭能源调节和管理、自动计量读表、邻里无绳漫游电话、视频传送和分配、虚拟VCR和视频点播、视频交互通讯、CD点唱机、在线广告和电子公告。因此,由RG定义的家庭网关的概念被广泛地接受。

  在过去的几年当中,许多生产厂商的努力共同推动家庭网关走出了其概念阶段。同时,家庭网关被用于代表不同类型的产品,因此也引起了一些混淆,其中已有的部分产品包括:网络接口单元/设备(如电话接口盒)、DSL调制解调器、电缆调制解调器、机顶盒、结构布线系统的Hub、增强的PC机、结合家庭网络解决方案的宽带调制解调器,提供某些专门服务的特殊家庭设备,以及RG所推崇的集中型家庭网关产品等。

  家庭网关的类型受到家庭网关定位的影响,目前分为了集中式网关和专用型网关两种。

  集中式网关的方案倾向于在家庭网络中只使用一个家庭网关,这个网关具备接入、认证和管理等功能,能够支持集成的视频、音频和语音应用,如高级的机顶盒产品,允许通过HFC提供集成化服务。目前,有些基于xDSL的网关集成了接入功能和业务功能,可为不同终端设备提供声音、视频和数据信号。

  专用型网关或服务器型网关是设计用于提供特定类型的应用,诸如Internet接入、电话、家庭控制与安全,因此专用型网关根据其应用的场景不同而体现为一个集线器、机顶盒、ADSL Modem或者IAD等。

  随着新的家庭网关产品的不断出现,不同类型的应用集中于一个装置应该是家庭网关研究和开发的未来趋势,然而这只是最终的期望,因为一方面,不同的外部接入网络的特点不同,不同的服务提供商有不同的商业模式,存在不同的已有的或正在研发的网络接口设备,它涉及许多不同的技术或商业问题,因此在一段时间内很难有一个单一的家庭网关解决方案出现。另一方面,尽管一个分布式或多个网关的方案也有许多支持者,包括制造商和运营商,但其同时也面临着集成网关方案的挑战。我们相信整个家庭最终还是通过集中式网关提供一个最有效的桥接外部网络和家庭网络或设备的解决方案。

  家庭网关应该具备三个方面的功能,即接入功能、业务功能和管理功能(见图3)。这三类功能是针对集中式网关而言的,能够为用户提供全部的家庭网络服务。设备制造商可以根据运营商的需求,提供具备某些功能模块或者全部模块的物理设备。

  家庭网关的接入功能主要是用来实现数字家庭网络与公共网络的连接,目前的接入公共网络的方式有很多种,如ADSL,以太网,有线电视电缆,电力线都有可能作为接入方式。家庭网关也需要集成多种内部网络连接技术,可以通过电力线、双绞线、同轴线、无线等多种方式接入家庭网络中的设备,其它的不能满足家庭网络标准的设备则通过IEEE 1394,X.10等接口接到一台转换设备连接到家庭网络中。

  业务功能模块需要完成部分公共网络推进到家庭中的业务功能。家庭网络中可能存在着娱乐、通信和控制等几种类型的业务。娱乐和控制类的业务,主要是需要家庭网关做桥接,控制点或者是转发的作用,而对于通信类的业务,由于其主要是公共网络延伸到家庭中的应用,家庭网关需要具备控制信令交换和编解码功能,同时还能够负责将业务转发到合适的应用设备上去。现在的专用型网关,如IAD,机顶盒等,都可以看作是具备业务功能模块的家庭网关设备。

  管理功能包括管理、发现和防备措施、地址解析和包转发、服务质量(QoS),和安全几个方面,检测功能,DHCP功能,地址功能,防火墙,QoS功能,安全功能,命名功能,管理功能八个模块构成。其中,家庭网关的业务质量保证和管理两个功能尤为重要。

  家庭网关承载的主要业务包括娱乐、通信和控制三种,这三种业务对于网络传送质量要求各不相同,与运营商之间的连接带宽是有限的,如果对这些业务不加以区分,在网络拥塞时,每种业务的服务质量都会大大降低。因此,QoS保障也是家庭网关一项重要的功能。

  家庭网关实现QoS保障有两种方法:第一种是优先级QoS,这种方法设置了不同用途封包的优先级。例如,高分辨率的视频或音频的优先级最高,标准分辨率的视频其次,数据的优先级最低。第二种方法是有保证的QoS,这种方法保留了带宽。例如,一旦带宽被保留以支持一个高分辨率的视频,当带宽不足以同时支持两个高分辨率视频时,另一个视频即被丢弃。

  目前,各个标准化组织,如DLNA,ITU-T,ETSI等都非常关注QoS的问题,但目前看来仍然是基于优先级的方式更能有效地解决现在的QoS问题。

  家庭网络的管理分两级,一级是公网的管理,一级是家庭网络内部的管理(见图4)。通过这两级管理实现家庭网络的设备和业务的正常运作和安全。

  公网管理是运营商级的管理,在这一级运营商主要是管理每个家庭网络的出口设备——家庭网关,它包括配置管理、故障管理、日志管理和安全管理。具体需要完成的管理功能有:

  (1)配置管理。家庭网络在公网级的配置管理就是对家庭网关的配置管理,主要指业务数据(录音通知数据、语音元素和字段等)、用户数据的配置,以及家庭网络正常工作所需的相关配置。

  (2)故障管理。家庭网关可以在定期或必要时进行在线自检,检测设备的状态和故障,并通过告警系统,对监测异常做出相应的处理。其中,告警系统应该可以按照故障的严重程度分类,一般至少应分为两大类,即紧急告警和非紧急告警。

  (3)安全管理。应对管理员的访问权限有严格的规定。管理员登录时要求账户和密码,系统对每次访问做记录。根据管理员的需要,系统可以对其权限进行分类,如系统管理员、配置管理员、维护管理员等。

  (4)日志管理。日志主要用来记录用户的活动过程、结果以及设备的运行状况,一般分为用户日志、系统日志和故障日志。

  家庭级管理是指用户对家庭内部的设备管理、安全管理和业务的管理。对于家庭网关管理主要是通过家庭网关在线申请业务、激活和去激活业务、对允许用户修改的业务数据进行个性设置等。设置家庭网络出口的安全级别,以保证家庭网络内部信息的安全,对业务和家庭网络管理员身份设置密码。

  家庭网络市场的发展是以家庭宽带市场发展为基础的,2003年全球共有4000万个家庭引进了家庭网络,预计2008年将增加到接近1.15亿个家庭。

  从市场角度看,随着我国计算机互联网用户的增加,以CABLE,DSL,以太网,WLAN等多种宽带接入方式也逐渐普及起来。

  从运营商角度看,通过开展更多更新的家庭网络业务也可以改变目前固网的ARPU的降低,部分固话业务向移动转移的状况。

  家庭网关做为家庭网络中最为重要的一个设备,连接着家庭网络与运营商,家庭网关对于家庭网络的开展至关重要,因此家庭网络是否可能成功部署,与家庭网关是否易用,是否可以与家庭网络中的设备相互发现与互操作,是否可以支持多种业务均是紧密相关的。相信随着对家庭网关与家庭网络相关标准的制定,各个生产厂家对于产品相关功能统一认识,生产出高性价比,功能丰富的家庭网关,在运营商推动与培养下,家庭网络会很快成为电信运营收入中的重要一环。