家庭网络标准化状况及主要标准组织比较

引言

家庭网络的技术标准是家电、计算机、通信和多媒体等多个领域交叉的产物，不同领域往往对家庭网络有不同的理解和考虑：家电厂家希望家庭网络以电视和有线电缆为核心；计算机厂家则希望以计算机为核心；通信厂家希望以宽带接入为核心。

目前，多个国际和国内组织都开展了对家庭网络技术和标准的研究，影响比较大的有ITU-T、ETSI、UPnP论坛、闪联（IGRS）、DLNA、e家佳等，其他参与家庭网络研究的组织还有日本的UOPF、ECHONET、IEEE820.11x、IETF、HomePNA、PLC等。这些组织的研究内容有一定重叠，但侧重点有所不同，下面将对国内占主流的主要家庭网络研究组织DLNA、闪联、e家佳及其研究重点进行分析和比较。

1DLNA

1.1概况

DLNA的全称是DigitalLivingNetworkAlliance，意思是“数字生活网络联盟”DLNA成立于2003年6月24日，其前身是DHWG（DigitalHomeWorkingGroup，数字家庭工作组），由包括Sony,Intel,Microsoft在内的17家世界级IT巨头创建，是一个由消费性电子、移动电话以及电脑厂商组成的非赢利性贸易合作组织。其旨在解决个人PC、消费电器、移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通，使得数字媒体和内容服务的无限制的共享和增长成为可能。

DLNA已经吸引了280多个会员，这个数字还在不断增加,是现有的家庭网络标准化组织中成员最多的一个。包括富士通、惠普、英特尔、联想、IBM、松下、微软、NEC、诺基亚、飞利浦、三星、Sharp和索尼等在内的众多业界领袖，华为、中兴、联想作为中国企业也成为了其成员。

1.2DLNA的标准化进展

DLNA旨在使用已成熟的技术标准，如IP、UPnP、Wi-Fi等，并与其他工业标准化组织联络，制定媒体格式、传输和协议互操作性的指南和规范，建立一个基于开放的工业标准的互操作性平台，供企业用来开发数字家庭有关的产品,实现家庭信息设备的互连互通、信息共享和智能控制。DLNA目前已经发布了家庭网络设备互操作性指南的1.0版和1.5版。

1.0版发布于2005年，主要侧重于在网络家电设备、家用电脑和移动设备之间实现互操作性，以支持涵盖图片、视频和音频等的媒体应用。从1.0版看来，DLNA目前的领域还比较狭窄，主要集中于设备互操作性的支持，在家庭控制、家庭管理、服务质量、安全、版权保护、网络通信等很多家庭网络的领域都没有考虑。

1.0版的主要设备模型包括数字媒体服务器和数字媒体播放器。其中，数字媒体服务器(DigitalMediaServer，DMS)提供媒体文件的获取、录制、存储以及作为源头的设备。数字媒体播放器(DigitalMediaPlayer，DMP)则可查找、播放或输出任何由DMS所提供的媒体文件的设备。

发布于2006年10月的1.5版本在原有基础上增加至12种设备模型以及5种设备能力定义。主要包括：

移动式数字媒体服务器(MobileDigitalMediaServer，M-DMS):针对手机等体积较小、轻巧可移动式的电子设备所定义的服务器，多媒体格式支持与DMS稍有不同。

移动式数字媒体播放器(MobileDigitalMediaPlayer，M-DMP):同样是针对移动设备的播放器，多媒体格式支持与一般DMP稍有不同。

数字媒体控制器(DigitalMediaController，DMC):作为遥控设备使用，可查找DMS上的多媒体文件，并指定可播放该多媒体文件的DMP进行播放或是控制多媒体文件上下传到DMS的设备。

数字媒体打印机(DigitalMediaPrinter，DMPr):DMPr的打印机可以在DLNA网络架构下提供打印功能。

2.0版本目前还在制定之中，尚未正式发布，此版本重点关注EPG、内容同步、RUI、WPS、媒体格式、预录制、DRM等方面内容。

1.3标准体系架构

DLNA互操作性指南包括五个部分内容，涵盖体系结构和协议、媒体格式、链路保护、DRM互操作系统和设备配置文件。它为供应商提供为建立家庭网络的可互操作的网络平台和设备所需的信息。

指南的基础架构为设备和软件定义了可互操作的基础设施组件。它涵盖了物理介质、网络传输、设备发现和控制、媒体的管理和控制、媒体格式、媒体传输协议、远程用户界面几大部分。表1展示了指南中的关键功能部件和技术及层次关系。

2闪联

闪联是信息设备资源共享协同服务(IntelligentGroupingandResourceSharing，IGRS)的简称，闪联产业联盟(闪联标准工作组/闪联信息产业协会)致力于IGRS标准的制定、推广和产业化。

2003年7月，闪联标准工作组由联想、TCL、康佳、海信、创维、长虹、长城、中和威八家大企业联合发起成立，中文简称闪联，英文简称IGRS。2005年5月，闪联信息产业协会成立，成为闪联联盟中立的法人实体，目前联盟共有会员单位约200家。

2.1闪联标准化进展

闪联标准是新一代网络信息设备的交换技术和接口规范，在通信及内容安全机制的保证下，支持各种3C(computer，consumerelectronics&communicationdevices)设备智能互联、资源共享和协同服务，实现“3C设备+网络运营+内容/服务”的全新网络架构，为未来的终端设备提供商、网络运营商和网络内容服务提供商创造出健康清晰的赢利模式，为用户提供高质量的信息和娱乐服务。

闪联标准自2003年7月开始由闪联标准工作组负责制定。其标准1.0版本已于2005年6月被正式颁布为国家行业推荐性标准，成为我国3C协同领域的第一个国家标准。2007年2月，IGRS标准被建设部采纳为建筑及居住区数字化技术国家标准。2010年2月，IGRS标准由ISO中央秘书处正式发布,成为全球3C协同领域的第一个国际标准。2012年2月，国际标准化组织/国际电工委员会(简称ISO/IEC)通过其官方网站向全球正式发布了闪联《音视频应用框架》、《基础应用》、《服务类型》和《设备类型》等4项标准，加上之前发布的《基础协议》、《文件交互应用框架》和《设备验证》等3项国际标准，闪联1.0版本的全部7项标准成为中国3C协同领域首个完整ISO国际标准体系，并通过ISO在其官方网站发布。

除此之外，闪联正在实现基于IGRS1.0标准向跨越2.0标准的变革。其中，IGRS1.0实现了局域网内部设备之间的互联互通、协同工作、资源共享；而IGRS2.0则将局域网中的设备互联拓展到了广域网(异构网)之中，致力于实现三网融合应用场景。

2.2闪联的标准体系架构

闪联标准为闪联应用提供统一的网络资源发现、使用和管理机制，它由闪联基础协议、闪联智能应用框架和闪联基础应用三部分构成。

IGRS标准v1.0包括两个基础部分。其基础协议标准和智能应用框架标准如图1所示。

图2所示是闪联协议的协议栈结构，其中最上面一层是各个用户开发的应用。应用通过协议栈提供的服务和客户的描述规范的包装可以发布在闪联设备上，成为闪联服务和客户。应用框架是一组支持某种特定应用的服务和客户的集合，特定的应用框架向特定的应用提供更为贴切和充分的开发支持。闪联设备上的服务和应用通过下层五个闪联标准协议与其他闪联设备上的服务和应用进行交互，包括互相发现和使用。底层的设备路由协议为上层的交互消息提供了发送的目的。而消息的传输则基于现有的传输协议。

全新的IGRS2.0技术框架将围绕互联网、物联网、广电网和电信网实现多网融合，用户将通过闪联全网协同互联平台（IGRSDevCloud），实现多网间不同终端设备的连接，并获得影音娱乐、能源管理、医疗健康、智能控制、安全监控、电子支付等跨平台服务。其标准架构如图3所示。

3e家佳

家庭网络标准产业联盟又名e家佳(ITopHome)，是以家庭网络系统为中心，旨在以完善的产业链形式搭建起家庭网络系统平台。

e家佳联盟成立于2004年7月26日，联盟由海尔集团任秘书长单位，联合清华同方、中国网通、上海广电集团、长城集团、上海贝岭等七家公司发起组建。联盟的目标是以完善的产业链的形式共同搭建家庭网络系统平台，促进中国家庭网络的产业化和市场推广

e家佳联盟国内外成员单位数百家，涵盖了家电、通信、芯片、IT、建筑、集成、安防、音视频、网络运营等众多领域。

e家佳的标准化进展

2005年，由e家佳联盟参与制定的、由6个标准文本构成的《家庭网络标准》获得了信息产业部的批准，正式颁布为电子行业标准，成为中国数字家庭领域首个行业标准。这6项标准构成家庭网络基本技术规范,分别为SJ/T11312—2005《家庭主网通信协议规范》、SJ/T11313—2005《家庭主网接口一致性测试规范》、SJ/T11314—200家庭控制子网通信协议规范》、SJ/T11315—2005《家庭控制子网通讯协议一致性测试规范》、SJ/T11316—2005《家庭网络系统体系结构及参考模型》(家庭网络标准体系框架和基础结构是整个标准体系的基础)、SJ/T11317—2005《家庭网络设备描述文件规范》。

该系列标准定义了完备的家庭网络体系结构，同时也对家庭内部的所有电器设备的通信协议、接口定义以及一致性测试规范进行了详细描述，其涉及的电器设备也不仅仅局限于传统意义上的家电设备，更包含了家庭内部所有的信息设备、娱乐设备以及三表三防产品等。

为了进一步完善家庭网络标准体系，自2005年下半年以来，e家佳联盟又陆续参与了包括家庭网关规范、家庭低速低功耗无线通信协议等在内的7个标准文本的编制，《家庭网络标准》系列也由之前的6个标准文本扩充到13个，该标准体系也更加完善。

同时，e家佳还积极参与多个国际标准化组织的标准化工作，e家佳的多项标准，如《家庭多媒体网关通用要求》、《家庭信息设备互联》、《网络家电通用技术要求》等还获得国家标准委员会批准，作为国际标准提案提交至国际电工委员会(IEC)。其中《家庭多媒体网关通用要求》，英文名称“MULTIMEDIAGATEWAYINHOMENETWORKS一GUIDELINES"，于2010年4月23日正式成为IEC国际标准,标志着中国在IEC的家庭网络领域有了自己主导的国际标准。

e家佳的标准体系架构

e家佳家庭网络标准将家庭网络分成家庭主网和家庭控制子网，其体系结构参考模型如图4所示。其中，家庭主网用于传输高速信息(包括音视频信息)，带宽要求比较宽，通信模块的成本相对较高；家庭控制子网用于传输低速信息(控制信息)，带宽要求比较窄，通信模块的成本相对较低。家庭控制子网是一个用于各种家电、三表、三防等产品互连的低速控制网络。

图4  家庭网络体系结构及参考模型

家庭主网协议目前主要考虑要与当前的网络协议兼容,定义了有线和无线的物理传输介质，家庭主网协议的分层结构见表2所列。其物理层和数据链路层分别采用IEEE802.3和IEEE802.11协议，网络层和传输层采用TCP/IP协议。如采用无线方式组网，可以实现与有线以太网无缝连接。随着新技术的不断涌现，今后在家庭主网的通信协议方面将制定具有自主知识产权的技术方案替代上述两种通信协议。

家庭控制子网由家庭控制子网网关、移动控制终端和众多含通信模块的设备组成。其目的是实现各种家电设备、三表、三防、可视对讲、灯光控制、家庭自动化等设备的互连、互通、集中控制等功能。

家庭控制子网通信协议中采用了具有自主知识产权的通信协议，家庭控制子网通信协议结构见表3所列。

家庭控制子网的通信媒介采用以无线为主，支持有线方式互连的方案。家庭控制子网的组网方式既支持对等网络拓扑结构，也支持星形组网拓扑结构。无线通信的工作频率范围为787〜797MHz频段，在与广播电视频率发生冲突的地区，也可选用430〜435MHz频段，未来可扩展到2.4GHz的ISM频段上。同时明确了协议的可扩展性，以支持包括电力线载波等其他物理传输介质。

4三种标准组织的比较

DLNA和e家佳的范围仅限于在家庭内部，其目的是实现家电、计算机、通信设备的智能连接。

闪联标准的范围不仅限于家庭，而且包括企业中的应用以及社会上相关资源的协同应用。

DLNA从家庭娱乐出发，以PC为中心，以INTEL领导的欢跃(Viiv)联盟为推广平台，联合Microsoft、Google、盛大、新浪、搜狐、东方宽频、联想、方正等厂商提供从硬件到软件以及应用等全面的解决方案。

闪联从家庭娱乐出发，以PC为中心，以联想领导的国内3C厂商为主要力量，旨在为消费者逐步提供实用化的3C融合体验。

e家佳从家庭智能化出发，以TV为中心，与政府、房地产开发商广泛结为联盟，以智能化小区的建设为契机，逐步实现家居智能化。

5结语

尽管家电、IT与网络运营商对于家庭网络的理解和最初发展的思路不一样，但随着对家庭网络概念研究的不断深入,家庭网络仍处在不断发展的过程中。从发展趋势来看，虽然三个标准化组织的研究领域也不完全重叠，但各标准组织的理念在相互借鉴，相互融合，其最终的发展目标是完全一致的,其标准化的研究领域将会出现必然的重合，三大标准化组织应该打破行业分割，加强合作，实现优势互补，各尽所长，促进家庭网络统一标准化体系的建立。家庭网络最终将不仅仅是一个为了完成家庭内部各种设备资源共享、协同工作的网络,还应该能通过与外部网络(电信网、广电网、Internet,社区网)的连接，实现家庭内部设备与外部网络信息交流的目的，通过丰富多样的业务和应用使用户享受到更为便利的新的生活体验。

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