數字家庭網絡技術與發展

1 引言

　　數字技術的飛速發展不斷催生著眾多的數碼產品，個人電腦、PDA、手機、數字電視、DVD、MP3、DV/DC等數字產品逐步進入普通生活中，與此同時，寬帶通信與互聯網的普及極大地促進了數字媒體內容的發展。而今，除了家電產品數字化的革新之外，構建一個寬帶接入、內部互聯、內容共享的家庭網絡需求也日趨突顯。

　　從1994年數字家庭概念的誕生，到今天數字家庭市場的正式啟動；從“維納斯”計劃的推出，到UPnP 論壇、DLNA數字家庭組織的成立，歷經十余年發展，數字化生活已步入真正的發展期，數字家庭網絡離我們又近了一步。

2 數字家庭網絡標準與國際組織

　　隨著數字家庭網絡夢想的逐步清晰，標準的問題隨之而來。家庭網絡連接的接口標準涉及到所有的信息設備，無論消費電子、計算機，還是通信領域都會受到這種接口標準的影響。

2.1 數字生活網絡聯盟（DLNA）

　　2003年6月，英特爾、飛利浦、IBM、惠普、微軟和富士通等17家消費電子行業巨頭成立“數字家庭工作組”（DHWG：Digital Home Work Group），共同研發在開放的行業標準基礎上，建立一個具備協同工作能力的平臺，從而使各廠商開發出能通過家中有線或無線的互聯網絡進行內容共享的數字家庭產品。DLNA得到了超過500家廠商的支持，尤其是傳統PC廠商和消費電子廠家的大力支持。該標準組織主要是采納成熟的業界標準作為自身的提案，這大大促進了標準的建設；2004上半年，DHWG的標準趨于完善，推出了HNV1互通性測試標準；2004下半年，DHWA更名為數字生活網絡聯盟（DLNA：Digital Living Network Alliance），將工作的重點由標準的建設，遷移到產品的互通性測試階段。

2.2 開放業務網關OSGI標準

　　OSGI（Open services Gateway initiative）于1999年3月成立，由IBM發起，現有成員40多個。最初，OSGi的目標是帶有家庭自動化應用的住宅互聯網網關，現在應用領域擴展到數字移動電話、汽車（BMW的X5系列）、信息通訊業務、嵌入式的電器、家庭網關、工業計算機臺式計算機、高端服務器。

2．3 UPnP論壇

　　UPnP（Universal Plug and Play），即通用即插即用。UPnP論壇于1999年10月18日創建，該組織已經吸引了超過200個在消費電子、計算機、家庭自動化和安全、家電、計算機網絡和移動設備等領域的頂級供應商的參與。迄今為止，很多國際組織，如DLNA，NMPR，IGRS已經宣布兼容UPnP的網絡協議框架。

　　UPnP技術在IP（傳輸層）以上、應用層以下，所以與具體的物理接入手段和應用無關，為了拓展UPnP在家電控制、網絡接入、自動控制、Wlan等領域的應用，相繼成立了WLan Access Point，HAVC（White machine control），Internet Gateway，Device Security，QoS，Light Control，Scanner External Activities，Printer Device，Remote U/I等子工作組。

3 數字家庭網絡關鍵技術研究

　　數字家庭網絡是計算機、數字家電和移動信息終端通過有線或無線網絡無縫協作，在家庭環境中共享數字媒體內容，并提供集成的話音、數據、多媒體應用，提供自動控制與遠程管理等功能，達到信息在家庭內部網絡的共享及與外部公網的充分流通和共享。

　　家庭網絡并非如孤島般獨立存在，因此作為寬帶網絡接入在家庭內部的延伸，一個可運營可管理的數字家庭網絡解決方案的成熟應用將建立在以下關鍵技術的基礎之上。

3.1 家庭網絡互聯技術

　　家庭網絡的互聯主要指家庭中物理網絡的構建，目前用于家庭的組網技術非常多，有線技術包括LAN，HomePNA，IEEE1394，USB、，電力線PLC等，無線技術包括802.11，UWB，藍牙（BlueTooth）等。其中，主流組網技術的對比參考表1。

3.2 家庭數字版權保護DRM（Digital Right Management）

　　現在得到廣泛應用的DRM系統，如Windows Media，XCP，SmartRight，OCCAM都采用嚴格的與終端捆綁的策略，也就是終端上必須運行DRM的播放軟件，并且以密文的形式存儲在家庭內部的媒體服務器上。但是，高昂的價格、嚴格的時間、播放次數的限制、繁多的媒體格式，都將導致家庭購買內容需求的下降。

　　數字家庭存在的基礎和吸引用戶的地方在于媒體資源的共享，CPSA推出的DTCP-IP較好地解決了這個問題。DTCP-IP理念的核心是，購買的內容的DRM保護，在家庭網絡設備（如家庭網關HGW）上終結后，可以在家庭內部加密傳輸，從而實現媒體資源的共享。

3.3 數字家庭自助業務定制

　　一個家庭允許申請多個業務，而且支持多個業務能同時上網。一個家庭只有一個賬號稱之為父賬號，所有業務的費用最后多歸結于這個賬號下進行統一計費；父賬號下可以申請多個業務，稱之為子賬號，家庭父賬號可訂制個性化的業務屬性和計費策略，以不同業務名進行區分，且業務名不能重復。

3.4 統一的多業務認證平臺

　　數字家庭的業務使用需要進行兩個階段的認證，接入認證和業務認證。接入認證和業務認證是兩套不同的認證體系，都是基于用戶開戶，獲取一個用戶名/密碼。現有的數字家庭的業務平臺在如下方面可以得到優化和改進：

（1）接入認證和業務認證都是基于用戶名/密碼，需要預先開戶、對最終用戶來說、不安全、不方便；

（2）目前業務認證階段是HTTP方式、業務名和密碼都是明文的，十分不安全；

（3）現階段方案中，計費目前是按照包月實現的，不能對用戶提供實時點播，實時扣費的功能；

（4）統一的SIM接入業務認證平臺（AS）可以融合接入認證和業務認證。