家庭網路的概念,康柏、IBM等國際電腦大廠自1998年起便已提出,最初概念是消費者可以透過伺服器管理家庭中兩台以上的個人電腦,仰賴網路將這些電腦互相連接(圖一)。好處是可以分享網際網路連線與帳號、共用印表機、多人電腦遊戲、分享檔案等。微軟公司在1999年延伸這個概念,推動萬用隨插即用(UPNP)介面標準,連接的硬體平台包括所有數位化電子產品,不再囿限於個人電腦。透過網路的連結,平台間的互動可以用無線傳輸方式進行,不需要藉由伺服器管理。
三大需求特性
家庭網路有三大需求特性:安裝容易、不需重新佈線且價格低廉。為滿足使用者需求,家庭網路產品製造商在設計產品時,皆盡量朝向這些方向來考量,發展技術現況如下:
電話線作為傳輸媒介技術(HomePNA)
由約60家公司成員包括思科(Cisco Systems)、英特爾(Intel)、惠普(HP)、夏普(Sharp)、日立(Panasonic)等聯盟成立Home Phoneline Networking Alliance。具有不用重新佈線、相容Ethernet封包,並和傳統語音、ADSL等服務共存之特性。
發展現況
採用Tut System的HomeRUN技術制定完成1Mbps的HomePNA 1.0版,採用Epigram研發的家庭乙太網路(Home Ethernet)技術10Mbps的2.0版,也於99年下半年完成。目前英特爾、Diamond Multimedia均已推出採用HomePNA標準的家庭網路產品如Switch HUB等。
電源線作為傳輸媒介技術
電源線作為傳輸媒介技術的主要標準眾多,包括了HomePlug Powerline Alliance、X10、RCA、CeBus等技術,發展始末分述如下:
HomePlug Powerline Alliance
HomePlug Powerline Alliance於 2000 年 4 月成立,該聯盟廠商包含 Intel、AMD、TI、Conexant、S3 Diamond、Compaq、3Com、Cisco、Motorola、Panasonic、Tandy、Enikia、Intellon等,並於 2000 年 6 月公佈第一代電源線家庭網路的標準 HomePlug 1.0 ,採用Intellon 的Power Packet 技術,也就是將 IEEE 802.11 CSMA/CA 協定用在電源電路上,配上適當之硬體介面電路,使傳速率最高可以達到 14 Mbps,未來可以達到 100 Mbps 的速率,目前上市時程較慢。
X-10
X-10是Pico Electronics Ltd.公司在1976年所研發出的技術,由於該公司先前已有X1~X9的研究計劃,所以將此計劃稱為X-10。本計劃原則為在不另行架設新線路情況下,如何利用既有線路控制家中燈飾及電子電器產品之技術。技術內容為利用60Hz(赫茲)或50Hz(赫茲)為載波,再以120千赫茲的脈衝為調變波(Modulating Wave),發展出的數位控制技術,並制定了控制規格。目前X-10在美國不只是個規格並且是一個公司,有許多大公司均有銷售X-10規格產品,如Radio Shack、Stanley、Leviton、Honeywell等,是美國「家庭自動化」控制規格主要領導者。
CeBus
1984年美國電子同業公會(Electronics Industry Association, EIA)認為X-10控制規格並不能充分滿足現代生活需要,因而結合所有會員廠商於1990年制定「家庭自動化」新規格,稱為CeBus (Consumer Electronic Bus),並於1992年問世。目前CeBus商標由該公會擁有,市場則由CIC (CeBus Industry Council)主導,CIC主要成員有Microsoft、IBM、Compaq、Computer Corp、AT&T Bell Labs、Honeywell 、Panasonic、Sony、Thomson、Leviton、Pacific Gas & Electric等公司。
發展現況
Thomson和Inari,站在和Sony等公司的Consumer Electronic Association的陣營結合Inari(之前由Novell所獨立出來)的技術,電源線傳輸障礙最高,這是因為透過電源線傳資料,可能會碰到雜訊、突波及電磁干擾等問題,一直無法突破這些技術瓶頸。另一個發展障礙在於沒有統一的規格,Intelogis的PLUG-IN標準傳輸速率可達350 Kbps,Enikia與Intellon兩家產品卻宣稱可達10 Mbps。
另一方面,Motorola和2Wire也都將推出新的家用閘道器(Residential Gateway),Coactive Network家用閘道器上,結合電燈、暖器等系統,提供管理軟體。摩托羅拉公司在Comdex展示一款新型纜線數據機,使用者用電插座連結各種電子裝置後,便可與個人電腦分享網路連線資源。
Phonex Broadband展示一款新型電力變壓器,包含一個通用序列匯流排(USB)連接埠,讓個人電腦和膝上電腦的使用者輕鬆連結上家中的供電網路。
暢銷Rio MP3數位音樂隨身聽的製造商Sonicblue也展示一款新產品,讓使用者用家中建置的電線網路,作為在家中各個角落分享網路連線、玩電動遊戲和欣賞電影與音樂的媒介。
無線電傳輸
無線電傳輸包括HomeRF-SWAP與Bluetooth等,以2.4GHz 高速無線區域網路為基礎發展而成,並且專為此設計了SWAP(Shared Wireless Access Protocol)通信協定,家庭網路可將個人電腦、周邊設備、無線電話、PDA等DATA、VOICE串接起來。其中國內多家廠商也加入Bluetooth SIG的Bluetooth技術,目前發展到2.0版。
發展現況
Bluetooth SIG預估2002年時,採用藍芽技術的產品,預估將達到14.4億台, Merrill Lynch在2000年6月的預估,在2003年藍芽晶片的產量,也將突破10億的數目,致福、致伸、東訊、大眾等都曾宣稱2000年底前,量產藍芽產品,但是因為藍芽晶片組量產時間的延宕,每家廠商都只能完成產品的樣本,卡在互通性、認證等問題。
藍芽晶片組廠商的整合動作也接連不斷,Motolora購併Digianswer、及Connexant System購併Philsar,Intel投資Cambridge Silicon Radio等,藍芽技術在推出時即宣稱成本將會下降到5美元,也描繪不同設備間的連通,因此造成到藍芽廠商在成本、量產、製程上的競爭亦不遑多讓,如同電源線的規格戰爭,而連通的問題自Ericsson、Nokia推出Golden Sample之後,也一直困擾廠商,再加上單點對多點的連通,也仍停留在規範的地步,家庭網路的實現,不論在有線或無線的模式,可能都還需要時間等待。
整體而言,以無線電射頻方式傳輸資料雖然技術門檻高,但因具備隨處連線能力,不受空間、位置限制,所以發展前景最佳,但是現階段仍面臨頻寬不足的問題有待解決。
未來市場發展趨勢
為了讓多部個人電腦同時上網,並利用個人電腦強大的功能,做音訊、視訊的資料管理,或家中電器和防盜設施的中控管理及各裝置的資源分享,以個人電腦為中心建構家庭網路,為未來之趨勢。具體而言,未來個人電腦將與其週邊裝置(如印表機) 、或通訊產品(如電話、傳真機) 、消費性產品(如電視、錄放影機、電視遊樂器) 、防盜裝置連接,形成一環環相扣的家庭網路。
根據Cahners In-Stat預測,以電話線為介質的家庭網路產品市場值,將從1999年的1.3億美元,成長至2003年時,全美家庭網路市場將達到14.1億美元,其中電話線技術就佔一半,達7.13億美元。
在近86%的美國家庭中,半數以上的臥室都裝置有電話插孔,顯示電話線確實適合做為家庭網路的骨幹。目前電話線家庭網路技術,有朝向結合xDSL技術發展的趨勢,這是因為兩種技術都是透過電話線進行訊號傳輸。電話線家庭網路技術在美國市場頗受矚目。(表一)
表一 各家現況
競爭對手 |
始業年 |
所在地 |
主要商品 |
相關廠商 |
Thomsom Multimedia |
N/A |
US |
使用Power Line技術廠商讓使用者可利用電源線將PC與電器連結一起 |
Intel、Motorola、3Com、IBM... |
Intellon |
N/A |
US |
遵循CEBus規格生產Power Packet和SSC系列產品 |
Microsoft、IBM、Leviton、Honeywell |
2Wire |
N/A |
US |
主要產品為HomePortal系列,它是一個結合了DSL modem, router, hub, firewall,
and Web console的產品 ,主要follow Microsoft UPNP |
Microsoft、3Com、Motorola、Intel、IBM |
HomePNA |
1998 |
US |
提供消費者更低價、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「家庭自動化」控制規格,主要由一片Neurom的積體電路來完成其功能 |
Honeywell、...IBM、Microsoft、Leviton. |
X-10 |
1976 |
US |
X-10公司有一系列的「家庭自動化」產品,如照明開關、遙控器、保全系統、電視機控制介面、電腦控制介面、電話反應器等
|
Radio Shack、Leviton、Honeywell.... |
電訊科技
|
|
ROC |
除相容於X-10的所有「家庭自動化」產品外,亦可做到迴路偵測等能源控制 |
Radio Shack、Leviton、Honeywell.... |
美國達拉斯Media Fusion公司研發計畫在一年之內突破Gbps(每秒十億位元)的傳輸量,目前已有一家公司在1999年底提供一千五百名用戶參與這項實驗,也同時有六家電力公司與該公司合作簽約,並有歐洲的創投基金投入這項研究,以六千五百萬美元購買這項技術所有權。
根據日本郵政省(即將改為總務省)宣佈,將於 2002 年前正式認可電力輸送線路為全國寬頻通訊網路之一。
結語
針對不同的接取設備(不論是IA或PC)都有其適合的網路技術,如手持式、可攜式產品當然以無線為最佳選擇;視聽設備則以IEEE1394最適合,因此可預見未來家庭網路系統將會是整合各種現行家庭網路技術而成之複合式系統。
競爭分析
Cisco家庭網路閘道器,讓家庭中多台資訊設備透過該產品連接上網。此產品符合HomePNA 2.0標準,並可利用ADSL或Cable Modem與Internet相連。(表二)
表二 產品競爭優劣分析
|
電訊科技 |
Intellon |
HomePNA |
Echelon |
X-10 |
控制規格 |
X-10改良型 |
CeBus |
Phone Line |
LoneWork |
X-10 |
抗干擾程度 |
佳 |
較佳 |
較佳 |
較佳 |
差 |
傳輸速度 |
普通 |
快 |
快 |
快 |
較慢 |
穩定性 |
佳 |
較差 |
佳 |
佳 |
佳 |
成本 |
較低 |
高 |
低(但需含佈線成本) |
高 |
低(但需含運費成本) |
推廣難易度 |
易 |
較難 |
較難(註一) |
較難(註二) |
易 |
註一:北美家庭或許大部份房子在興建之時,就已經預先佈建了電話網路,但是北美之外的國家則不見得這麼先進。以台灣為例,已經佈好電話網路的家庭恐怕仍在少數,且一個房間能兩、三個電源插座,但一個家庭卻未必能有兩、三個電話插座,如此更增加推廣的難度。
註二:由於LonWork技術生產需配合特定晶片,致使生產成本很難有競爭優勢。