家庭网路的概念,康柏、IBM等国际电脑大厂自1998年起便已提出,最初概念是消费者可以透过伺服器管理家庭中两台以上的个人电脑,仰赖网路将这些电脑互相连接(图一)。好处是可以分享网际网路连线与帐号、共用印表机、多人电脑游戏、分享档案等。微软公司在1999年延伸这个概念,推动万用随插即用(UPNP)介面标准,连接的硬体平台包括所有数位化电子产品,不再囿限于个人电脑。透过网路的连结,平台间的互动可以用无线传输方式进行,不需要藉由伺服器管理。
三大需求特性
家庭网路有三大需求特性:安装容易、不需重新布线且价格低廉。为满足使用者需求,家庭网路产品制造商在设计产品时,皆尽量朝向这些方向来考量,发展技术现况如下:
电话线作为传输媒介技术(HomePNA)
由约60家公司成员包括思科(Cisco Systems)、英特尔(Intel)、惠普(HP)、夏普(Sharp)、日立(Panasonic)等联盟成立Home Phoneline Networking Alliance。具有不用重新布线、相容Ethernet封包,并和传统语音、ADSL等服务共存之特性。
发展现况
采用Tut System的HomeRUN技术制定完成1Mbps的HomePNA 1.0版,采用Epigram研发的家庭乙太网路(Home Ethernet)技术10Mbps的2.0版,也于99年下半年完成。目前英特尔、Diamond Multimedia均已推出采用HomePNA标准的家庭网路产品如Switch HUB等。
电源线作为传输媒介技术
电源线作为传输媒介技术的主要标准众多,包括了HomePlug Powerline Alliance、X10、RCA、CeBus等技术,发展始末分述如下:
HomePlug Powerline Alliance
HomePlug Powerline Alliance于2000 年4 月成立,该联盟厂商包含Intel、AMD、TI、Conexant、S3 Diamond、Compaq、3Com、Cisco、Motorola、Panasonic、Tandy、Enikia、Intellon等,并于2000 年6 月公布第一代电源线家庭网路的标准HomePlug 1.0 ,采用Intellon 的Power Packet 技术,也就是将IEEE 802.11 CSMA/CA 协定用在电源电路上,配上适当之硬体介面电路,使传速率最高可以达到14 Mbps,未来可以达到100 Mbps 的速率,目前上市时程较慢。
X-10
X-10是Pico Electronics Ltd.公司在1976年所研发出的技术,由于该公司先前已有X1~X9的研究计划,所以将此计划称为X-10。本计划原则为在不另行架设新线路情况下,如何利用既有线路控制家中灯饰及电子电器产品之技术。技术内容为利用60Hz(赫兹)或50Hz(赫兹)为载波,再以120千赫兹的脉冲为调变波(Modulating Wave),发展出的数位控制技术,并制定了控制规格。目前X-10在美国不只是个规格并且是一个公司,有许多大公司均有销售X-10规格产品,如Radio Shack、Stanley、Leviton、Honeywell等,是美国「家庭自动化」控制规格主要领导者。
CeBus
1984年美国电子同业公会(Electronics Industry Association, EIA)认为X-10控制规格并不能充分满足现代生活需要,因而结合所有会员厂商于1990年制定「家庭自动化」新规格,称为CeBus (Consumer Electronic Bus) ,并于1992年问世。目前CeBus商标由该公会拥有,市场则由CIC (CeBus Industry Council)主导,CIC主要成员有Microsoft、IBM、Compaq、Computer Corp、AT&T Bell Labs、Honeywell 、Panasonic、Sony、Thomson、Leviton、Pacific Gas & Electric等公司。
发展现况
Thomson和Inari,站在和Sony等公司的Consumer Electronic Association的阵营结合Inari(之前由Novell所独立出来)的技术,电源线传输障碍最高,这是因为透过电源线传资料,可能会碰到杂讯、突波及电磁干扰等问题,一直无法突破这些技术瓶颈。另一个发展障碍在于没有统一的规格,Intelogis的PLUG-IN标准传输速率可达350 Kbps,Enikia与Intellon两家产品却宣称可达10 Mbps。
另一方面,Motorola和2Wire也都将推出新的家用闸道器(Residential Gateway),Coactive Network家用闸道器上,结合电灯、暖器等系统,提供管理软体。摩托罗拉公司在Comdex展示一款新型缆线数据机,使用者用电插座连结各种电子装置后,便可与个人电脑分享网路连线资源。
Phonex Broadband展示一款新型电力变压器,包含一个通用序列汇流排(USB)连接埠,让个人电脑和膝上电脑的使用者轻松连结上家中的供电网路。
畅销Rio MP3数位音乐随身听的制造商Sonicblue也展示一款新产品,让使用者用家中建置的电线网路,作为在家中各个角落分享网路连线、玩电动游戏和欣赏电影与音乐的媒介。
无线电传输
无线电传输包括HomeRF-SWAP与Bluetooth等,以2.4GHz 高速无线区域网路为基础发展而成,并且专为此设计了SWAP(Shared Wireless Access Protocol)通信协定,家庭网路可将个人电脑、周边设备、无线电话、PDA等DATA、VOICE串接起来。其中国内多家厂商也加入Bluetooth SIG的Bluetooth技术,目前发展到2.0版。
发展现况
Bluetooth SIG预估2002年时,采用蓝芽技术的产品,预估将达到14.4亿台, Merrill Lynch在2000年6月的预估,在2003年蓝芽晶片的产量,也将突破10亿的数目,致福、致伸、东讯、大众等都曾宣称2000年底前,量产蓝芽产品,但是因为蓝芽晶片组量产时间的延宕,每家厂商都只能完成产品的样本,卡在互通性、认证等问题。
蓝芽晶片组厂商的整合动作也接连不断,Motolora购并Digianswer、及Connexant System购并Philsar,Intel投资Cambridge Silicon Radio等,蓝芽技术在推出时即宣称成本将会下降到5美元,也描绘不同设备间的连通,因此造成到蓝芽厂商在成本、量产、制程上的竞争亦不遑多让,如同电源线的规格战争,而连通的问题自Ericsson、Nokia推出Golden Sample之后,也一直困扰厂商,再加上单点对多点的连通,也仍停留在规范的地步,家庭网路的实现,不论在有线或无线的模式,可能都还需要时间等待。
整体而言,以无线电射频方式传输资料虽然技术门槛高,但因具备随处连线能力,不受空间、位置限制,所以发展前景最佳,但是现阶段仍面临频宽不足的问题有待解决。
未来市场发展趋势
为了让多部个人电脑同时上网,并利用个人电脑强大的功能,做音讯、视讯的资料管理,或家中电器和防盗设施的中控管理及各装置的资源分享,以个人电脑为中心建构家庭网路,为未来之趋势。具体而言,未来个人电脑将与其周边装置(如印表机) 、或通讯产品(如电话、传真机) 、消费性产品(如电视、录放影机、电视游乐器) 、防盗装置连接,形成一环环相扣的家庭网路。
根据Cahners In-Stat预测,以电话线为介质的家庭网路产品市场值,将从1999年的1.3亿美元,成长至2003年时,全美家庭网路市场将达到14.1亿美元,其中电话线技术就占一半,达7.13亿美元。
在近86%的美国家庭中,半数以上的卧室都装置有电话插孔,显示电话线确实适合做为家庭网路的骨干。目前电话线家庭网路技术,有朝向结合xDSL技术发展的趋势,这是因为两种技术都是透过电话线进行讯号传输。电话线家庭网路技术在美国市场颇受瞩目。 (表一)
表一 各家现况
竞争对手 |
始业年 |
所在地 |
主要商品 |
相关厂商 |
Thomsom Multimedia |
N/A |
US |
使用Power Line技术厂商让使用者可利用电源线将PC与电器连结一起 |
Intel、Motorola、3Com、IBM... |
Intellon |
N/A |
US |
遵循CEBus规格生产Power Packet和SSC系列产品 |
Microsoft、IBM、Leviton、Honeywell |
2Wire |
N/A |
US |
主要产品为HomePortal系列,它是一个结合了DSL modem, router, hub, firewall,
and Web console的产品 ,主要follow Microsoft UPNP |
Microsoft、3Com、Motorola、Intel、IBM |
HomePNA |
1998 |
US |
提供消费者更低价、更人性化操作介面、更高速的phone line-based networking
|
3Com、Intel、Compaq、IBM.. |
Echelon Crop |
1990 |
US |
制定LonWorks「家庭自动化」控制规格,主要由一片Neurom的积体电路来完成其功能 |
Honeywell、...IBM、Microsoft、Leviton. |
X-10 |
1976 |
US |
X10公司有一系列的「家庭自动化」产品,如照明开关、遥控器、保全系统、电视机控制介面、电脑控制介面、电话反应器等
|
Radio Shack、Leviton、Honeywell.... |
电讯科技
|
|
ROC |
相容于X-10的所有「家庭自动化」产品外,亦可做到回路侦测等能源控制 |
Radio Shack、Leviton、Honeywell.... |
美国达拉斯Media Fusion公司研发计画在一年之内突破Gbps(每秒十亿位元)的传输量,目前已有一家公司在1999年底提供一千五百名用户参与这项实验,也同时有六家电力公司与该公司合作签约,并有欧洲的创投基金投入这项研究,以六千五百万美元购买这项技术所有权。
根据日本邮政省(即将改为总务省)宣布,将于 2002 年前正式认可电力输送线路为全国宽频通讯网路之一。
结语
针对不同的接取设备(不论是IA或PC)都有其适合的网路技术,如手持式、可携式产品当然以无线为最佳选择;视听设备则以IEEE1394最适合,因此可预见未来家庭网路系统将会是整合各种现行家庭网路技术而成之复合式系统。
竞争分析
Cisco家庭网路闸道器,让家庭中多台资讯设备透过该产品连接上网。此产品符合HomePNA 2.0标准,并可利用ADSL或Cable Modem与Internet相连。 (表二)
表二 产品竞争优劣分析
|
电讯科技 |
Intellon |
HomePNA |
Echelon |
X-10 |
控制规格 |
X-10改良型 |
CeBus |
Phone Line |
LoneWork |
X-10 |
抗干扰程度 |
佳 |
较佳 |
较佳 |
较佳 |
差 |
传输速度 |
普通 |
快 |
快 |
快 |
较慢 |
稳定性 |
佳 |
较差 |
佳 |
佳 |
佳 |
成本 |
较低 |
高 |
低(但需含布线成本) |
高 |
低(但需含运费成本) |
推广难易度 |
易 |
较难 |
较难(注一) |
较难(注二) |
易 |
注一:北美家庭或许大部份房子在兴建之时,就已经预先布建了电话网路,但是北美之外的国家则不见得这么先进。以台湾为例,已经布好电话网路的家庭恐怕仍在少数,且一个房间能两、三个电源插座,但一个家庭却未必能有两、三个电话插座,如此更增加推广的难度。
注二:由于LonWork技术生产需配合特定晶片,致使生产成本很难有竞争优势。