家庭网络的功能实体分析
家庭网络内部是一个由多种设备单元构成的网络环境，根据不同设备的功能定义的家庭网络功能实体模型如图1所示。
在图1中，家庭网络包含了如下功能实体。
图1 家庭网络功能实体模型
■家庭网络控制功能实体：主要负责家庭网络的网络和设备控制，例如QoS控制、安全控制以及作为家庭网络终端的应用级代理，实现家庭网络的业务管理功能。
■网络接入功能实体：实现家庭网络和外部网络的综合接入，例如接入到宽带网络和PSTN电话网络上。
■内部网络连接功能实体：实现家庭内部设备的互联，提供网络接入点以及需要的路由、交换功能。
■PC/终端功能实体：主要指家庭网络的IP终端设备，例如宽带电话、可视电话、PC等。
■媒体网关功能实体：媒体网关主要实现媒体的处理功能，包括媒体的存储、媒体编解码、媒体的播放。
■控制应用功能实体：主要负责处理控制数据，通过该功能实体，可以连接并控制非IP的控制终端，例如家电、传感器、控制器等。
■模拟设备：主要指家庭网络中的各种以模拟功能和控制为核心的设备，例如音视频呈现设备（如电视、音响）、传感器（如温度、湿度传感器，红外传感器）、家电设备（窗帘、冰箱和空调）。
■家庭网络管理功能实体：主要实现家庭网络的管理。
家庭网络的多种实现方式
根据图1中功能实体的设备配置不同，家庭网络可以通过多种方式实现。
方案1：以PC为中心
该方案以PC为核心，利用PC机处理能力强的特点，以PC整合家庭网络控制和媒体网关功能，构成家庭网络的PC服务器。具体如图2所示。
图2 以PC为中心的实现方案
在功能上，PC可以通过家庭网络软件提供家庭网络的统一实现方案，包括基于IP的通信解决方案（VoIP、视频通信），流媒体播放能力，利用软件实现家庭内部的内容共享等，以PC为中心还可进一步实现家庭网络的家居控制功能。
在性能上，由于PC的开放性和灵活性强，实现家庭网络各种功能扩展将会非常容易，并可以实现家庭网络的平滑升级。另外，以PC软件为核心的架构也具有较强的扩展性、灵活性和开放性。但是，作为家庭网络核心的PC需要持续开机在线，对于稳定性和故障率有较高的要求。并且PC机的使用和维护需要一定的技能，特别是对家庭网络软件系统的操作和维护也需要一定的知识，这影响了在特定用户群中的推广。
方案2：以家庭网关为中心
以家庭网络为中心的家庭网络实现方案是把家庭网络的核心功能集成在家庭网关中，家庭网关以DSP或者ASIC为核心硬件，通过嵌入式操作系统实现软件架构。实现方案如图3所示。
图3 以家庭网关为中心的实现方案
在这种方案下，家庭网关实际上是作为整个家庭网络的控制和管理中心。通过家庭网关，特别是运营商信任的家庭网关，运营商网络可以实现对于不同业务的流量控制，从而为端到端的服务质量提供基础。
在功能上，家庭网关具备网络功能、媒体网关功能、管理和控制功能、应用层代理功能，可以以透明的方式向家庭用户提供服务。根据用户的需求不同，家庭网关也可以进行功能上的增减。
在性能上，专用的家庭网关由专门的硬件构成，针对特定任务的处理能力强、效率高，而且可靠性和稳定性都较好，安全性也较高。
方案3：分离设备的实现方案
方案3是一个基于分离设备的实现方案。功能模型中的各个实体都可以分别由不同的设备来实现。例如，网络接入功能实体由ADSLmodem实现，网络联网功能由具有AP功能的交换机或者小型路由器实现，家庭网络控制功能由一个轻量级的家庭网关产品来实现，媒体网关根据媒体类型分别由STB、家居控制设备等构成。具体如图4所示。
图4 分离设备的实现方案
比较而言，方案3是一个比较灵活的方案，它可以根据用户需求选择适当的设备进行搭配和组装，实现不同的家庭网络应用。但是这种方案设备较多，连接复杂，设备之间的兼容性和互操作性存在一定的障碍，而且用户的维护也存在困难，需要一定的专用知识和技能。
通过比较上述几种方案，我们认为方案1主要可由PC提供商来推广，或者由用户DIY；方案2比较适合运营商（特别是网络运营商）部署；方案3可根据用户需求，主要由用户DIY实现。
家庭网络内部联网技术分析
家庭网络的组网主要包含两个部分：网络侧组网和家庭内部组网。网络侧组网主要是将家庭网络连接到宽带网络中，家庭内部组网主要是将家庭网络内部的各个设备连接起来。本文重点分析家庭内部联网技术。
目前有多种实现家庭网络组网的技术，有线方面常用的有以太网、ADSL、HomePNA、IEEE1394、PLC等，无线方面常用的有802.11a/b/g、蓝牙、UWB等技术。现对各种技术分别进行介绍。
