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基于电信网的家庭网络标准研究进展
2006年6月14日 13:59  来源:泰尔网  作者:刘谦
  【摘要】近年来,进行家庭网络相关标准研究工作的组织很多,但每个标准组织的研究重点都不尽相同。本文对目前国内外相关标准组织的研究进行了分析,着重对中国通信标准化协会所进行的基于电信网络的家庭网络标准研究进行了介绍,包括目前已完成的草案的主要内容、标准体系结构以及今后相关标准研究的一些问题。  

  家庭网络的诞生得益于PC和数字娱乐设备在家庭中的日益普及,而运营商提供的宽带接入业务的迅猛发展则是家庭网络今后发展的强劲驱动力。因此,基于电信网络的家庭网络将形成一个巨大的市场,不仅会给运营商带来巨大的商机,也会使用户享受到丰富多彩的业务和应用。 

  1、基于电信网络的家庭网络系列标准的研究范围 

近年来,围绕家庭网络的标准研究呈现了“百花齐放”、“百家争鸣”的状况,但仔细分析后不难发现,每个标准组织的研究工作都是从其所在的行业角度和利益出发,相互之间大多并不重叠。

  中国通信标准化协会(CCSA)于2005年初开展了“家庭网络总体研究”的课题,其中对目前国内外家庭网络相关标准组织的研究范围进行了全面深入的研究分析,认为家庭网络是为了满足用户的某些需求而组建的。为用户提供一定业务与应用的网络。用户的需求可以是有限范围内多个设备之间的信息流通,也可以是有限范围内的多个设备与公共网络之间的信息流通,甚至可以是有限范围内的所有设备之间以及这些设备与公共网络之间的信息流通。

  根据家庭网络传递信息所需要带宽的高低可将家庭网络的业务与应用大致分为两类:较高带宽需求的信息类业务和较低带宽需求的控制类业务。较高带宽需求的信息类业务又可以大致分为家庭内部信息共享业务和公共网络提供的信息类业务。家庭网络的总体研究领域涉及上述三类业务的物理层到应用层。在分析了目前家庭网络相关标准组织在这三个领域(家庭内部信息共享业务、公共网络提供的信息类业务、控制类业务)的研究情况后CCSA确定其相关标准研究范围着重于“公共网络提供的信息类业务”,并计划开展“基于电信网络的家庭网络系列标准”的研究工作。

  目前国内外家庭网络各相关标准化组织在这三个领域的标准研究情况如图1所示。三类标准组织的研究领域之间是互补的关系:



  ●国内的CCSA与ITU-T、ETSI、0SGI、OMA、DSL Forum、HGI的研究领域相似,都涉及“公共网络提供的信息类业务”。

  ●国内的闪联与UPnP、DLNA等标准组织的研究领域相似,都涉及“家庭内部信息资源共享业务”。

  ●国内的e家佳(ITopHome)与X-10、CEBUS、CICHPnP)、LONWORKS、EIB、ECHONET等标准组织的研究领域相似,都涉及“控制及监测业务”。

2、基于电信网络的家庭网络标准研究现状

  在确定了标准研究领域后,CCSA于2005年8月启动了“基于电信网络的家庭网络总体技术要求”和“基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关”的标准研究工作。2005年底这两个标准通过了标准审查,目前处于报批公示阶段。为了描述的方便,本文以下部分涉及的家庭网络均指基于电信网络的家庭网络。

  2.1 “基于电信网络的家庭网络总体技术要求”主要内容

  在“基于电信网络的家庭网络总体技术要求”中主要规定了基于电信网络的家庭网络定义、家庭网络与电信网络的连接、家庭网络的功能参考模型等,同时对家庭网络的功能要求、媒体格式、编号及地址、性能、家庭网络设备EMC、家庭网络设备环保要求等进行了原则的规定。

  基于电信网络的家庭网络的定义着重强调了基于电信网络的家庭网络物理位置是在家庭内部,同时突出了家庭网关在基于电信网络的家庭网络中的重要作用——将电信网络提供的业务和应用延伸到家庭范围内。

  基于电信网络的家庭网络与电信网络的连接强调家庭网络由家庭网关与三个电信平台连接:

  ●电信业务网络——提供电信业务与应用。

  ●设备管理平台——负责完成家庭网络相关设备如:家庭网关、机顶盒等的远程管理。

  ●业务管理平台——负责完成业务的部署和控制。

  目前,基于电信网络的家庭网络支持的业务与应用一般受限于运营商的业务网,今后随着运营商业务网络的发展,家庭网络也需要具备相应的升级能力以支持新的业务。考虑到近期家庭网络支持的业务与应用主要为Triple Play业务,在标准中家庭网络主要包括4个逻辑功能实体,如图2所示。


图2 基于电信网络的家庭网络功能参考模型


  ●网络接入功能实体(network access entity,NAE),负责终结接入技术。

  ●家庭网络核心功能实体(home core entity,HCE),负责完成基于电信网络的家庭网络核心功能,包括:家庭内部设备的联网、远程管理、QoS、安全等。

  ●功能处理实体(functional processing entity,FPE),负责IP与非IP信令的转换,以及信令、媒体格式的转换。

  ●用户终端功能实体(end user terminal entity,EUTE),EUTE由用户直接使用,提供UI界面。

  根据逻辑功能实体的划分,标准中把家庭网络可能涉及的物理设备分为四类:接入网络终端设备、家庭网关、适配设备、用户终端设备,其中:

  ●接入网络终端设备实现NAE,例如:ADSL Modem就是一种接入网络终端设备

  ●家庭网关实现的逻辑功能实体组合可以是:HCE、HCE+FPE、NAE+HCE或NAE+HCE+FPE。

  ●适配设备可以实现FPE,例如:IPTV的机顶盒就是一种适配设备。

  ●用户终端设备实现的逻辑功能实体组合可以是:EUTE或FPE+EUTE。例如:电视机是一种用户终端设备,计算机也是一种用户终端设备。

  2.2 “基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关”主要内容

  在“基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关”中主要规定了家庭网关的功能参考模型,并对各功能要求以及性能、整机等方面进行了原则的规定。

  虽然在“基于电信网络的家庭网络总体技术要求”中,家庭网关实现的逻辑功能实体组合可以是:HCE、HCE+FPE、NAE+HCE、NAE+HCE+FPE。但是考虑到基于电信网络的家庭网络应朝着网络结构尽量简单、运营维护的网元数量尽量少的方向发展,在“基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关”中推荐家庭网关实现NAE功能。

  在“基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关”中把家庭网关的功能归纳为5个方面,如图3所示。


图3 家庭网关功能框图


  家庭网关的5大功能包括:

  (1)接入功能

  家庭网关的接入功能主要实现家庭网络与电信网络的连接。

  (2)联网功能

  家庭网关的联网功能主要实现家庭内部的用户终端设备之间的连接。

  (3)传送功能

  家庭网关的传送功能主要实现家庭网络内部设备与电信网络之间IP包等的传送。

  (4)核心功能

  家庭网关的核心功能主要包括:

  ●地址功能。主要实现家庭网关自身IP地址获得以及支持家庭内部终端获得IP地址。

  ●QoS功能。主要实现多业务流的分级处理及转发。

  ●安全功能。主要防止外部网络对家庭网络的非法访问以及内部网络的非法接入。

  ●远程管理功能。主要实现运营商对家庭网关的远程管理与控制。

  ●本地管理功能。主要实现家庭网关的本地登录管理与控制。

  (5)业务功能

  家庭网关的业务功能主要实现具体业务的处理,例如:VoIP的信令转换、语音的编解码、IPTV的媒体格式转化等。由于业务功能与公共电信网络的业务实现相关,种类很多,在标准中对这部分没有具体的规定,留待以后研究。

  3、基于电信网络的家庭网络标准体系

  CCSA基于电信网络的家庭网络标准是系列标准。包括两个子系列:基于电信网络的家庭网络系列技术要求和基于电信网络的家庭网络系列设备技术要求。每个子系列的标准结构和名称如下:

  (1)基于电信网络的家庭网络系列技术要求

  ●基于电信网络的家庭网络总体技术要求;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——QoS;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——安全;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——远程管理;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——联网技术;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——编址技术;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——媒体格式;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——数字版权;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——EMC;

  ●基于电信网络的家庭网络技术要求——环境保护。

  (2)基于电信网络的家庭网络系列设备技术要求

  ●基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关;

  ●基于电信网络的家庭网络设备技术要求——适配设备;

  ●基于电信网络的家庭网络设备技术要求——用户终端设备。

  目前,CCSA完成其中2项的报批公示稿:基于电信网络的家庭网络总体技术要求、基于电信网络的家庭网络设备技术要求——家庭网关。这两个标准在标准体系中属于总体方面的标准,对后续标准的研究制订有着很重要的指导意义。其它标准预计会在今后陆续开展相关的研究制订工作。

  4、基于电信网络的家庭网络标准制订的一些考虑

  根据目前已完成的报批公示稿,基于电信网络的家庭网络的核心功能可以理解为是家庭网络相关业务与应用的通用平台,这个平台的建设是家庭网络发展的基础,因此,关于家庭网络设备的远程管理、QoS技术以及安全方面的标准需要尽快开展相关的研究制订工作。

  家庭网络设备的远程管理和公用电信网络的网络设备管理有很大不同。首先,公用电信网络的网元数量一般比较少,而家庭网络的网元数量则非常庞大,所以,没有良好的运行和管理工具,无法维护和管理家庭网络;传统的人工操作和排除故障的方式很难满足家庭网络的维护和管理要求。其次,家庭网络的使用者是普通用户,普通用户不可能像机房里的专业工作人员那样恪守安全规范,不做有害于网络安全的操作,甚至一些使用者是怀有恶意的。因此,家庭网络的维护和管理更要注重运营商对设备本身的控制能力以及安全性能。最后,家庭网络遍布各个地区,远程管理是必不可少的,上门服务只有在极特别的情形下才进行。

  家庭网络的远程管理主要包括:设备的自动配置、设备的软件和固件的升级、设备的状态和性能监测以及故障诊断。

  家庭网络设备的远程管理需要解决的问题主要是管理通道、管理协议和管理内容。远程管理的信息是承载在IP包上的,管理通道主要是指如何传送承载管理信息的IP包,这主要与具体的接入技术相关。如何保证管理通道的可用性和管理通道的带宽是目前相关接入技术需要解决的问题。管理协议主要是指IP层之上的管理内容传送协议,目前主要有IETF制订的SNMP和DSL Forum制订的TR-069。管理协议的选择主要需要权衡安全性和协议复杂性。在管理内容方面需要根据具体的运营维护需要进行详细的规定。

  家庭网络承载的业务与应用是端到端的,只在其中一段采用QoS技术对整个端到端业务的质量而言是没有意义的。所以,家庭网络中就必须采用QoS技术。但家庭网络设备毕竟是面向用户,对设备成本十分敏感,因此需要权衡成本和服务质量效果。

  家庭网络承载的业务是丰富多彩的,但对家长而言,希望避免儿童接触到互联网上存在的有害信息,同时又不影响儿童通过互联网学习新知识,进行适当的娱乐。因此,家庭网络需要具有一定的安全手段满足家长监控方面的需求。家庭网络安全涉及的问题还包括需要防止互联网的病毒和攻击进入家庭。

  家庭网络的发展除了要关注基础平台的建设,更需要关注业务与应用的发展。目前家庭网络主要关注的业务是Triple Play业务,由于以往语音、数据、视频的业务网络是各自独立的,如何进行网络资源整合,提供给用户统一的服务是运营商需要解决的问题。另一个需要关注的业务是移动和固定语音业务的融合。融合的移动固定语音业务是指在室外用户可以接入到移动语音网络,在家里可以接入到固定语音网络。尤其当我国3G牌照发放后,全业务运营商将会增加,提供融合的移动固定语音业务会提高运营商的竞争力。目前国外已经出现了类似的业务和应用。
 
 [关键词]:宽带接入 SNMP 网络安全  发表评论    【推荐】 【打印

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