1 對家庭網絡概念的不同理解
家庭網絡概念的提出涉及到了電信、家電、IT等行業(yè)。這些行業(yè)對家庭網絡目前的理解是不完全一樣的。
1.1 家電/IT行業(yè)
家庭網絡的概念最早是由家電/IT行業(yè)提出的，家電和IT行業(yè)的“家庭網絡”指的是融合家庭控制網絡和多媒體信息網絡于一體的家庭信息化平臺，是在家庭范圍內實現信息設備，通信設備，娛樂設備，家用電器，自動化設備，照明設備，保安(監(jiān)控)裝置及水、電、氣、熱表設備，家庭求助報警等設備互聯和管理，以及數據和多媒體信息共享的系統。其目標是打破各種“信息孤島”，實現信息設備、通信設備以及消費電子設備之間在家庭內部或辦公室內的資源共享和協同工作。目前其應用主要包括以下幾個方面:PC機與家庭存儲設備、打印機等外設聯網實現資源共享;影音娛樂等家庭設備共享協同服務，如實現電視機、音響設備、DVD、計算機等家用多媒體設備的媒體傳送和共享;家電網絡控制，如燈光控制、空調控制。
1.2 電信業(yè)
電信業(yè)提出的“家庭網絡”概念具有以下含義
家庭網絡不僅僅是一種網絡技術，更重要的是一種業(yè)務/服務。
家庭網絡一定要與電信網絡進行連接，甚至可以是電信網絡端到端的一部分。家庭網絡可以通過家庭網關將公共網絡功能和應用延伸到家庭。
家庭網絡能夠提供和承載多種業(yè)務，如集成的話音、數據、多媒體、高質量音視頻以及控制和管理等業(yè)務。
從目前階段來看，電信運營商提及的家庭網絡更側重于是“基于電信網絡/Internet，面向家庭的多種業(yè)務”，并強調“家庭網關”的概念，對于家電/IT行業(yè)提出的“家庭內部各種終端之間的資源共享和協同服務”的含義在電信業(yè)對家庭網絡的理解中不太明顯。因此，就目前的情況來看，電信業(yè)對“家庭網絡”的理解和家電/IT行業(yè)對“家庭網絡”的理解是不一樣的。
2 國際上家庭網絡標準化組織的情況
國際上從事家庭網絡標準化組織的機構有很多，這些機構也主要分為電信行業(yè)組織和家電/IT行業(yè)組織兩類。兩類組織的典型代表分別是ITU-T和通用即插即用(UPnP)論壇。
2.1 ITU-T
ITU-T是專注于電信領域的標準化組織，因此所研究的家庭網絡主要是涉及到與公網聯接的內容。ITU-T對家庭網絡的關注度越來越高，2005年7月ITU-T進行了內部研討，對家庭網絡的標準化活動進行了初步規(guī)劃，同時建立了家庭網絡聯合協調行動組(JCA-HN)這一組織機構以開展對家庭網絡標準化研究。在ITU看來，家庭網絡作為端到端電信網絡的最后一段，如何規(guī)劃、定義和規(guī)范這一段網絡來最終提供多樣的電信業(yè)務，是ITU在家庭網絡方面工作的主要目的。因此，ITU在家庭網絡方面的主要研究領域集中在以家庭網關為核心的網絡架構、家庭網絡的服務質量(QoS)、家庭網絡的安全機制以及家庭網絡相關的電信業(yè)務的研究上。家庭娛樂所涉及的有關內部互聯和內容共享方面不是ITU-T所關心的領域，相對獨立的家庭內部自動化和控制方面也不在ITU-T的視線之中
2.2 DLNA/UPnP
目前中國正在制訂家庭網絡相關標準的組織主要有3個，分別是:信息設備資源共享協同服務標準工作組(IGRS)、e家佳和中國通信標準化協會(CCSA)家庭網絡工作組，其中IGRS和e家佳主要由一些家電/IT廠家組成，而CCSA家庭網絡工作組的成員則來自電信行業(yè)的研究機構、運營商和制造商。這3個組織目前都已有了一些研究成果。
根據家庭網絡傳遞信息所需要帶寬的高低可將家庭網絡的業(yè)務與應用大致分為兩類:較高帶寬需求的信息類業(yè)務和較低帶寬需求的控制類業(yè)務。較高帶寬需求的信息類業(yè)務又可以大致分為家庭內部信息共享業(yè)務和公共網絡提供的信息類業(yè)務。
從目前上述3個組織的研究成果來看，IGRS和e家佳的研究領域主要集中在家庭內部信息共享業(yè)務及較低帶寬需求的控制類業(yè)務上，面向家庭中的家電、計算設備與國際上的DLNA/UPnP對口，而CCSA家庭網絡工作組則集中于在公共電信網提供的面向家庭的通信信息類業(yè)務上，面向通信類設備，與國際上的ITU-T對口，因此，這3個組織目前的標準化工作具有良性的互補關系，各有各的優(yōu)勢。
4 基于電信網的家庭網絡參考模型和家庭網關
4.1 家庭網絡參考模型
基于電信網的家庭網絡參考模型如圖1所示。家庭網絡內部的邏輯功能實體有4個，分別是:
網絡接入功能實體(NAE)，負責終結接入技術。
家庭網絡核心功能實體(HCE)，負責完成家庭網絡的核心功能，包括家庭內部設備的聯網、遠程管理、QoS、安全等。
功能處理實體(FPE)，負責IP/非IP的轉換，以及信令和媒體格式的轉換。
用戶終端功能實體(EUTE)，由用戶直接使用，提供用戶界面(UI)。
家庭網絡的物理設備可以分為4類:接入網絡終端設備、家庭網關、適配設備、用戶終端設備。
接入網絡終端設備實現NAE，如ADSL MODEM就是一種接入網絡終端設備;家庭網關實現的邏輯功能實體組合，可以是HCE或HCE+FPE或NAE+HCE或NAE+HCE+FPE;適配設備實現FPE，如IPTV的機頂盒就是一種適配設備;用戶終端設備實現的邏輯功能實體組合可以是EUTE或FPE+EUTE，如電視機是用戶終端設備，計算機也是用戶終端設備。
基于電信網絡的家庭網絡應具有如下功能以支持各種電信業(yè)務，將應用延伸到家庭。
(1)與電信網絡的連接能力
家庭網絡可以采用各種接入方式與電信網絡連接。
(2)家庭內部設備之間的聯網能力
家庭內部設備之間的聯網技術應適應業(yè)務的發(fā)展，具有一定的可擴展性。家庭內部設備之間的聯網技術的選擇要考慮業(yè)務對帶寬、QoS以及傳輸距離的需求。無線聯網技術還需要注意空中接口的安全性。
(3)設備管理能力
家庭網絡設備的管理包括本地管理和遠程管理。家庭網絡設備應具有本地管理界面以支持本地登錄以及管理與控制，該管理界面應僅限于本地使用，不能從家庭外部訪問該界面。家庭網絡相關設備(例如家庭網關、機頂盒等)應支持運營商對其的遠程管理，管理方式可以是運營商對設備的直接管理或通過家庭網關代理進行管理。家庭網絡設備支持遠程管理應具有安全機制以避免非法的遠程管理。遠程管理的協議可以是TR069或簡單網絡管理協議(SNMP)。
(4)QoS能力
家庭網絡中使用的QoS保證技術應可以對家庭網絡中的業(yè)務和應用劃分不同的優(yōu)先級，應能根據業(yè)務需求提供滿足業(yè)務網絡要求的端到端傳輸能力，業(yè)務和應用的帶寬和優(yōu)先級可以根據用戶或管理系統的要求進行調整;應能夠與電信網絡中使用的QoS保證技術互聯，協調工作;應能兼容不同的家庭接入技術和家庭內部聯網技術;應具有QoS監(jiān)測和統計能力。
(5)安全能力
家庭網絡應能保證家庭網絡中的設備安全、信息傳送安全。
(6)設備自動發(fā)現能力
家庭網絡內部的設備之間應當遵從SJ/T 11310《信息設備資源共享協同服務第1部分:基礎協議》或UPnP UDA 1.0《UPnPTM設備架構》的規(guī)定，完成設備之間的自動發(fā)現和自動配置。
(7)業(yè)務處理能力
家庭網絡不僅僅是業(yè)務的承載網絡，同時還要具有業(yè)務處理能力。例如IP語音(VoIP)的業(yè)務處理能力，IPTV的業(yè)務處理能力等。
(8)業(yè)務提供能力
家庭網絡應提供遠程用戶的外部訪問，并提供如視頻監(jiān)控、信息家電遠程控制、家庭網站等業(yè)務能力。
(9)設備供電能力
如果家庭網絡支持特殊業(yè)務需要不中斷供電，家庭網絡相關設備應具有后備電源，或具有遠程供電功能以滿足特殊業(yè)務的需求。
(10)可擴展能力
家庭網絡上將不斷地引入新業(yè)務，因此家庭網絡必須具有可擴展能力以支持新的業(yè)務。
4.2 家庭網關
4.2.1 家庭網關的定義和分類
家庭網關是家庭網絡與電信網絡之間的網關設備，家庭網絡內的其他設備通過它可以與電信網絡進行信息交互，也可以進行設備之間的信息交互。
家庭網關實現中的邏輯功能實體組合可以是HCE或HCE+FPE或NAE+HCE或NAE+HCE+FPE。本文認為家庭網關應實現NAE+HCE或NAE+HCE+FPE。
根據家庭網關實現的邏輯功能組合的不同，家庭網關可以分為以下2類:
無業(yè)務實現功能的家庭網關(類型1)。該類家庭網關實現NAE+HCE的功能，不支持業(yè)務/應用相關的功能。
一般說來，家庭網關包括5個功能模塊:
接入功能模塊。家庭網關的接入功能主要實現家庭網絡與電信網絡的連接。
聯網功能模塊。家庭網關的聯網功能主要實現家庭內部的用戶終端設備之間的連接。
傳送功能模塊。家庭網關的傳送功能主要實現家庭網絡內部設備與電信網絡之間的IP包的傳送。
核心功能模塊。核心功能包括地址功能、QoS功能、安全功能、遠程管理功能、本地管理功能。地址功能主要實現家庭網關自身IP地址獲得以及支持家庭內部終端獲得IP地址，QoS功能主要實現多業(yè)務流的分級處理及轉發(fā)，安全功能主要防止外部網絡對家庭網絡的非法訪問以及內部網絡的非法接入，遠程管理主要實現運營商對家庭網關的遠程管理與控制，本地管理主要實現家庭網關的本地登錄管理與控制。
業(yè)務功能模塊。業(yè)務功能模塊與公共電信網絡的業(yè)務實現相關，由于業(yè)務的種類很多，所以具備業(yè)務功能的家庭網關有很多類型，其具備的功能也與特定的業(yè)務相關。
業(yè)務功能模塊是可選的，其他功能模塊是必選的。
圖2 所示為家庭網關功能模塊劃分示意圖
5 CCSA家庭網絡標準化計劃
5.1 CCSA家庭網絡標準體系的結構和名稱
CCSA從事基于電信網的家庭網絡標準的研究和制訂工作?；陔娦啪W絡的家庭網絡系列標準研究的領域在公共網絡提供的信息類業(yè)務上。
CCSA的家庭網絡標準及研究課題的體系結構(建議)如圖3所示，CCSA以家庭網絡業(yè)務與應用需求研究為主線開展家庭網絡相關標準研究工作。家庭網絡業(yè)務與應用需求研究是所有其他標準和研究課題的基礎。不同發(fā)展時期業(yè)務與應用不同，會導致課題的研究內容的變化。
(1)業(yè)務與應用
業(yè)務與應用課題研究公網運營商依托家庭網絡可以提供的業(yè)務與應用的需求和業(yè)務流程。業(yè)務與應用可以是單一的，也可以是多種組合。
(2)總體
總體課題研究家庭網絡的體系架構、參考模型和功能要求，包括聯網技術、編址技術、QoS、安全、管理等的總體要求。
(3)連網技術
連網技術課題研究家庭網絡采用的物理連網技術，包括電力線通信(PLC)、家庭電話線網絡聯盟(HPNA)、無線個域網(WPAN)等，同時還包括多種連網技術組合時帶來的問題。
(4)編址技術
編址技術課題研究如何在IPv4環(huán)境下部署家庭業(yè)務，向IPv6網演進過程中的家庭網絡設備的地址規(guī)劃，IPv4和IPv6混合環(huán)境下的業(yè)務互通。
(5)QoS
QoS課題研究家庭網絡承載和提供多種業(yè)務時，保證所有業(yè)務服務質量的技術實現方式。
(6)安全
安全課題研究家庭網絡設備的遠程訪問控制相關的安全問題及技術，包括家庭網絡內設備的安全防范，如何對家庭中的智能通信設備的安全進行維護，網絡如何抵御來自家庭網絡的攻擊。
(7)管理
管理課題研究家庭網絡設備如何實現電信業(yè)務終端的自動配置、遠程維護管理等，以及家庭內部多種發(fā)現機制共存的問題。
(8)媒體格式
媒體格式課題研究家庭網絡業(yè)務采用的相應的媒體格式，多媒體通信業(yè)務媒體格式與家庭內部媒體的格式的互通。
(9)數字版權管理
數字版權管理課題研究公網運營商依托家庭網絡提供音視頻業(yè)務時涉及的數字版權管理問題及技術，包括如何對多播媒體內容保護，如何對廣播內容進行保護，數字版權保護(DRM)系統單元間的互操作問題。
(10)電磁兼容
電磁兼容(EMC)課題研究家庭網絡中設備的電磁兼容問題
5.3 設備標準
在業(yè)務、網絡和技術方面的課題研究相對穩(wěn)定后，接著進行設備方面的標準研究，如網關技術規(guī)范和測試方法、終端技術規(guī)范和測試方法、適配設備技術規(guī)范和測試方法。
(1)網關
網關技術規(guī)范和測試方法包括功能要求、接口要求、性能要求等。
(2)通信終端
通信終端是指由于家庭網絡的發(fā)展產生的一些新的支持家庭網絡相關業(yè)務的固定和移動通信終端。終端技術規(guī)范和測試方法包括功能要求、接口要求、性能要求、UI等。
(3)適配設備
適配設備技術規(guī)范和測試方法包括功能要求、接口要求、性能要求等。適配設備在采用私有協議的設備與家庭網關連接時進行適配。
目前“基于電信網絡的家庭網絡總體技術要求”及“基于電信網絡的家庭網絡設備技術要求-家庭網關”兩項標準已經完成了報批稿。
6 家庭網絡標準的發(fā)展趨勢
必須看到，盡管家電/IT行業(yè)與電信行業(yè)對于家庭網絡的理解和最初發(fā)展的思路不一樣，3個標準化組織的研究領域也不重疊，但家庭網絡仍處于不斷發(fā)展的過程中。從發(fā)展趨勢來看，兩個行業(yè)的理念在相互借鑒，相互融合，其最終的發(fā)展目標是完全一致的。家庭網絡最終將發(fā)展成的目標是:家庭網絡不僅僅是一個為了完成家庭內部各種設備資源共享、協同工作的網絡，還能通過與外部網絡(電信網/Internet/社區(qū)網)的連接，實現家庭內部設備與外部網絡信息交流的目的，通過豐富多彩的業(yè)務和應用使用戶享受到舒適、便利、安全的新的生活體驗。
因此，隨著家庭網絡概念的不斷發(fā)展以及對其研究的不斷深入，中國家庭網絡三大標準化組織的發(fā)展將最終殊途同歸，其標準化的研究領域將會出現必然的重合。為了提高中國在家庭網絡領域自主創(chuàng)新的能力，加快中國家庭網絡的標準化進程，進一步提升中國自主標準的層次和質量以及在國際上的地位和影響力，三大標準化組織應該打破行業(yè)分割，加強合作，實現優(yōu)勢互補，各盡所長，攜起手來以合作共贏的態(tài)度研究中國自主的家庭網絡標準。
