主题：宽带小区暨家庭网络技术之介绍

讲师：工研院电通所轴缆与网络视讯部经理 徐宏升

LAN、WLAN技术带动家庭网络再次成长

网络在二十一世纪的人类生活中几乎已成为不可或缺的科技产物，随着计算机普及率与上网人口的不断成长，「家庭网络」的概念应运而生，更在宽带网络技术日益进步的趋势之下，成为相关产业界与消费者高度瞩目的话题；虽然此话题曾沉寂了一段时间，但工研院电通所轴缆与网络视讯部经理徐宏升表示，在近来有线宽带上网（如ADSL、Cable Modem）普及化、以及无线宽带网络（WLAN）技术兴起等因素影响之下，家庭网络又再次成为热门产业。

徐宏升指出，在目前一个家庭拥有不只一部计算机的趋势带动下，消费者建置家庭网络的原因，不外乎对于其四种功能的需求，包括：视听娱乐、通讯、家庭控制（如信息家电间的链接、保全功能的监控）以及一般网络功能的分享（如连接因特网、收发电子邮件、档案分享等），而其中又以上网功能的分享占最大的比例，但徐宏升表示，消费者对于多元化视听娱乐越来越高的需求、以及对家庭保全功能的日益重视，相信将成为未来带动家庭网络产业进一步成长的主要原因。

宽带网络到小区与家庭之传输技术介绍

《图一 宽带网络技术展望》

宽带网络到小区与家庭的传输技术，从过去的模拟调制解调器、ISDN，一直到近来流行的xDSL、Cable Modemu 以及发展中的FTTx（Fiber to The x）、FTTH（Fiber to The Home），皆是随着时间而朝带宽更宽、速度更快的趋势演进；徐宏升表示，宽带网络到小区与家庭的传输技术目前主要有以下四种，包括PON（Passive Optical Network；被动光网络、无源光网络）、EFM（Ethernet First Mile）、Copper Technology（即ADSL）以及HFC（即Cable Modem）。

采WDM（Wave division multiplexing；多波分工）模式的PON为高带宽、传输距离长、信息传输灵活化的新一代网络传输技术，更由于具备了维护成本低（因其室外设备皆为被动组件）、可更接近用户等优势，不但比xDSL传输技术表现更佳，也有在未来取代光纤网络的庞大潜力。徐宏升指出，PON又可分为已通过FSAN（Full Service Access Network）组织认证、符合ITU G.983.x标准的APON（ATM PON）与BPON（Broadband PON），以及由IEEE旗下的EFM（Ethernet First Mile）组织所推动的EPON（Ethernet PON）等几类。首先商品化的APON目前主要是企业用户所采用，而进阶的BPON则提供了影音传输的更高带宽，未来配合VOD（Video On Demand；随选视讯）功能架构，将成为有线电视业者的一大劲敌。而EPON即为EFM，为符合IEEE 802.3ah标准、可一点对多点传输，混合铜线与光纤的传输技术；EPON下行架构采Broadcasting的方式，下行则采用与Cable类似的架构，可避免讯息封包的冲突与破碎，是较接近FTTx理想的网络传输技术；未来的成长性看好。

以铜线为基础的ADSL则为现今最普遍被使用的网络传输技术，徐宏升指出，目前台湾地区ADSL用户已超过百万，而台湾也是ADSL Modem的主要制造国，出货量在2001年时有512万台，全球占有率为59.6﹪。而又称为HFC（Hybrid Fiber Coaxial；光纤同轴混合网络）的Cable Modem，可说是与ADSL竞争激烈的对手，台湾Cable Modem的用户不在少数，台湾厂商在全球Cable Modem代工市场的表现也不俗，以突破、亚旭、金宝为排名前三大的厂商。

家庭网络的传输技术与设备

徐宏升指出，宽带网络传输技术可分为两个部分来看，一是自网络头端至小区与家庭的外部网络传输技术，另一个即是连接家庭内各种设备的内部网络技术；而在内部网络部份也可大致分为以下四类：HomePNA、HomePlug、Wireless与Ethernet。HomePNA与HomePlug的家庭网络传输技术，前者为透过电话线、后者则是透过电源线来连接各种设备，此两种家庭网络架构虽是利用家庭中现成的线路进行链接，但却有带宽小、数据传输速率较慢的缺点，比起Wireless与Ethernet技术，未来的发展性较不足。

以Ethernet连接家庭网络的技术目前虽然仍在发展中，但未来远景可期；在Wireless技术方面，目前虽有Home RF、IEEE 802.11（WLAN）、IrDA以及Bluetooth等多种技术可供选择，但徐宏升指出，由于走IEEE 802.11标准的WLAN正在蓬勃发展，不但具备数据传输带宽高、速度快的优势，成本价格也逐渐降低，未来应是家庭网络无线传输技术中一枝独秀的发展趋势。

徐宏升指出，要结合从宽带网络到小区与家庭的外部网络与家庭内部网络，Home Gateway（家庭网关）则扮演了一个重要的角色──从外部网络而来的信息透过Home Gateway与家庭网络链接，而此时与家庭网络中的各种设备链接的Home Gateway又成为家庭内部网络的控管中心，可将从外部网络接收到的信息透过以上的传输技术，送到家庭里的每一个角落。

对于家庭网络的未来，徐宏升认为，在宽带技术逐渐普及化的趋势之下，家庭网络的成长潜力应是可以预期的；而目前市场上家庭网络的相关产品与传输技术解决方案可说是五花八门，相关厂商与业者除了发展价格成本更低、功能更多元的产品，如何推出让消费者能自行安装、使用与维护简易，并着重数据传输安全性的产品，也是提高市场竞争优势必须考虑的相关重点。

主题：家庭网络产品（网关）设计之路

讲师：德州仪器亚洲区WLAN产品经理 张桂焜

网关（Gateway）在家庭网络的架构中扮演着重要的角色，透过网关，来自不同网络的信息才能顺利传递至家庭网络的用户面前；德州仪器亚洲区WLAN产品经理张桂焜表示，来自不同网络系统的信息，彼此间的通讯协议与传输标准也许都不尽相同，在此一情况之下，网关即是在这些原本不兼容的信息之间，负责翻译与转换、过滤的工作，同时网关也可以被看成是整个家庭网络系统的管理者。

家庭网关的基本型态与功能

随着家庭网络产业的蓬勃发展，如何设计出最能符合现代要求的家庭网络网关，也成为网络产品相关业者考虑的重点；张桂焜指出，家庭网络网关的型态大致可分为三类：一是以提供家庭娱乐功能为主的多媒体信息网关（Media/Entertainment Gateway），目前英特尔（Intel）已有实际产品的推出；二是提供包括家庭网络信息自动计量、控管以及家庭保全功能管理、家庭电源管理等多功能服务的网关（Multi-service Home Gateway），目前Coactive Network公司也有相关产品的研发；三是主要应用于宽带网络，属于较高阶多功能取向的Residential Gateway（RG）。而不管是哪一种类型的家庭网络网关，其基本的应用不外乎桥接（Bridge）、语音处理（Voice gateway）、数据处理（Data gateway）与视听娱乐（Gaming/STB）的功能。

家庭网关产品设计要点

张桂焜指出，由于家庭网络网关是最接近用户的网络产品，在设计上除了需考虑其高灵活度、可升级性等因素，如何降低成本让一般大众可以接受，并且让非专业网络工程师的消费者也能轻松安装、维护，是进行家庭网关产品设计时必须特别注意的几个重点。而无论家庭网络的链接技术的是基本的有线技术（如Phoneline、Powerline、Ethernet等），或是正在蓬勃发展中的无线技术（WLAN），如何将现有的系统与技术（如Cable Modem、xDSL）做一整合，而使家庭网络能完整建构，是网络网关产品在进行设计需考虑的一大前提。

张桂焜表示，在进行网络网关产品设计时，可由以下几个方面来做产品规格上的考虑，一从是家庭中现有的硬件接口配置状况来看，包括家庭网络的连接方式（采用电话线、电源线或有线电视电缆），PC接口（USB、PCI或Ethernet10/100、IEEE1394），影音设备连接方式（S-VideoI/O、I2S Digital Audio、RGB VideoI/O或Stereo Audio I/O）和无线网络的连接方式（IEEE 802.11a/b/g、Home RF或Bluetooth）；二是家庭网络需串接的各种功能，包括网络管理机制（如Firewall、Share IP等）、信息家电与保全系统的遥控装置，以及其他视听娱乐系统、IP Phone 的使用等；三是家庭网络连接宽带网络的技术，如光纤、xDSL、Cable Modem或WLAN。

以采用Cable Modem连接网络的家庭网关为例，由于其共享缆线分享资源的特性，在网关的产品设计上就必须特别考虑信息传输安全性的问题；在使用xDSL与WLAN连接网络的家庭网关方面，由于市面上的传输标准众多，如何达到各种规格的整合与兼容，就成为产品设计上的重要考虑。除此之外，张桂焜表示，设计功能更多元、执行速度更快的网关固然是未来的发展趋势，但价格仍会是消费者最关心的一个因素，能够推出可与不同家庭网络设备简易链接，成本又低的网关产品，才是在市场上取得胜利的关键。

《图二 Wireless Home Networking》

《图三 家庭网络网关设计之功能》

未来趋势

综合以上的相关介绍，张桂焜认家庭网关的未来设计趋势，有以下几个重要的发展方向：首先是在功能需求越来越多元化、网络传输技术不断演进的家庭网络架构中，网关产品具备高灵活度与适应能力，将是基本的需求，而把握前面所提到的可扩充性、简易维护与安装，以及低成本、省能源等从一般消费者的角度考虑的设计要素，是网关相关产品厂商不可忽视的重点。张桂焜并特别看好WLAN技术在家庭网络中的发展远景，相信在WLAN更加普及化之后，可为家庭网络带来更完善的解决方案。

(整理:郑妤君)