匯聚有線和無線連網技術 實現共通性智慧家庭環境

G.hn納入電力線、同軸纜線和電話線(Phone Line)等有線傳輸媒介。

智慧家庭概念由來已久，隨著各項技術的進展，廠商所描摹的智慧家庭美麗願景，似乎正逐步落實在我們的生活中。加上Google在2014年2月，以32億美元收購智慧煙霧及溫度感測器開發商Nest，以及蘋果(Apple)在2014年6月全球開發者大會(WWDC)上宣布，新版iOS 8作業系統將內建HomeKit功能，讓iPhone使用者可透過手機直接遠端操控家中的電子設備，這兩大消息更確認了智慧家庭的商機無窮。

在智慧家庭的建構中，各項有線、無線連網技術扮演極為關鍵的角色，也各有所長，且隨著高畫質影音內容串流需求的產生，從SD、HD到Ultra-HD(4K)的影音傳輸，頻寬更大、傳輸速度更快的技術也相繼出現，再加上不同裝置同時分享相同串流內容的需求，高速多工傳輸網路時代已然來臨。

然而，眾多聯網技術標準形成的選擇難度及實施障礙，無疑會降低消費者建構完整智慧家庭環境的意願。有鑑於此，各項技術的匯聚(Convergence)一直都是產業界努力的目標。可喜的是，智慧家庭網路標準推動的兩大勢力，在匯聚上有了突破性的發展。不過，在進一步談到標準的匯聚之前，先讓我們來看看目前市場上有哪些主要標準：

IEEE 1905.1佔據主流  ITU-T G.hn來勢洶洶

經過多年的發展，目前智慧家庭聯網技術標準的主要制定者，分別為國際電機電子工程師學會(IEEE)與國際電信聯盟遠端通訊標準化小組(ITU-T)。IEEE主導制定的1905.1家用混合式網路(Home Hybrid Networking)標準，是在底層支援無線區域網路(Wi-Fi)、乙太網路(Ethernet)、HomePlug或MoCA等無線與有線聯網技術。

從市場面觀察，IEEE 1905.1標準所支援的家庭聯網技術，其中Wi-Fi、Ethernet已經是全球通用的標準、擁有龐大市場，HomePlug則擁有歐洲電力線通訊市場一半以上的市佔率，支援多螢多媒體功能的MoCA主要市場在北美。無庸置疑，IEEE 1905.1是目前智慧家庭聯網的主流標準。

然而，ITU-T所推出的新世代G.hn技術標準，其實力不可小覷。G.hn主要是納入電力線(Power Line)、同軸纜線(Coaxial Cable)和電話線(Phone Line)等有線傳輸媒介，其規格內容相當廣泛，包括實體層標準(G.9960)、資料連結層標準(G.9961)、使用G.hn標準產品與其他非G.hn標準共存互通的協定標準(G.9972)、為避免干擾而利用電源線地線進行傳輸的MIMO標準(G.9963)、管理與診斷協定標準(G.9962)與針對智慧電網(Smart Grid)應用所制定的能量管理規格標準(G.9955)等。該標準目前由家庭網格論壇(HGF)負責推廣。

此技術標準在推出後便頗受業界矚目，根據我國經濟部工業局與資策會的預估，未來4年在全球有線家庭連網設備市場中，G.hn設備營業額將會達到6.67億美元，說明市場對於G.hn的需求日以遽增。

G.hn技術無需拉線  獲電信營運商青睞

由以上的說明可知，ITU-T的做法就是利用家庭已有的線路來實現高速通訊，所以無需拉線或更動裝潢就能完成家庭網路的佈建，且消費者只需將符合G.hn規範的橋接模組接上家庭內的現有線路，就可以享受高速網路服務。

由於具有這些特性，因此G.hn受到許多電信營運商的支持，例如，隨著G.hn連網技術在2014年下半年可望商用化，台灣的電信業龍頭業者中華電已是出將在2015年開始採用G.hn的意願，中華電信希望藉此一舉解決智慧家庭產品的終端佈線問題，進而擴大「光世代」光纖上網的產品市場。

G.hn標準目前是由家庭網格論壇(HGF)負責推廣。此組織是由HomeGrid Forum與HomePNA聯盟於2013年5月合併形成，是一個擁有超過70個會員的產業聯盟，旗下會員包括全球最大的服務提供商、系統製造商以及晶片公司。

HomeGrid Forum是推動尖端有線家庭網路的領導組織，一方面支援既有HomePNA應用基礎，另一方面推動將所有有線家庭網路科技朝向以單一統整多資源型的G.hn標準為基礎的轉移工作。HomeGrid Forum並提供晶片與系統認證。

整體而言，G.hn標準具有共存、穩定、高速傳輸、佈線精簡、涵蓋範疇廣等優點，值得一提的是，HGF順應綠色環保潮流，已開發出低複雜度、低耗電的自動化家電管理技術G.hn Lite標準，該技術透過電力線傳輸並使用25MHz頻帶，可和同媒介上的各個G.hn裝置相容。不同於使用頻度介於2？100MHz的G.hn主打影音傳輸，使用25MHz的G.hn Lite將專攻家庭自動化功能。

另外，ITU-T尚利用電線的普遍使用性，開發了一套G.hn和電線技術標準(例如IEEE 1901)共存的技術G.cx標準，這能讓兩種網路技術分享線纜輪流使用，並解決一般使用電線遇到的困難點。

目前全球共有22家系統大廠宣布投入G.hn標準發展，其中包含Arris、Blu-Castle、CIG、D-Link、Gemtek、Netwave、ST&T、Teleconnect、Ubiquoss、ZTE和 ZyXEL等，晶片設計公司則有Marvell、Sigma Designs、Hisilicon、Metanoia、Triductor以及Xingtera。

2014年HGF更是積極布局亞洲，且頗有斬獲。例如在2014年4月，大陸的中國電信宣布接納ITU-T G.hn標準成為家用固網佈建的選項，再者，HGF在上海舉行的技術研討會獲得中國電子技術標準化研究院(CESI)、華為科技子公司海思、中國電信等組機及業者的出席力挺，表態大陸智能家庭聯網市場不會讓IEEE 1905.1標準獨大。

此外，在2014年年6月COMPUTEX展場上，中華電信展示以串接G.hn Adapter做為其智能家庭系統服務解決方案eHome的骨幹網路。凡此種種，顯示ITU-T G.hn的推廣大有進展。

制定1905.1a及OPAL  推動異質網路匯聚

面對G.hn的勢力的逐步擴張，IEEE的CDHN(Convergent Digital Home Network)工作小組，於是在2014年2月底決議，將ITU-T的G.hn等標準納入IEEE 1905.1底層所支援的通訊技術之一，並改以IEEE 1905.1a命名。

與IEEE採取類似的動作，ITU-T的開放式協定抽象層(Open Protocol Abstraction Layer；OPAL)標準也試圖將市面上已存在的有線、無線通訊媒介整合在一起，且向前相容於G.hn。此新標準預計在2014年底會制定完成。

透過這兩大勢力的努力，智慧家庭異質網路匯聚(Convergence)得以進一步實現，可望解決現今不同家庭網路間難以互通的問題，加速智慧聯網家庭的到來。。

根據資策會智通所組長何智祥的說明指出，OPAL新標準是以軟體定義(Software Defined Network)的概念實作虛擬橋接功能(Software Defined Virtual Bridging)，使家用原本的有線與無線聯網媒介可以整合，具體落實家庭各種異質聯網環境相容與互通情境。以軟體定義網路架構的概念實作OPAL標準，最大好處在於可以整合更多創新、多元智慧家用匯流的雲端服務(Cloud Services)。

隨著IEEE 1905.1a與ITU-T OPAL標準被提出，預期智慧家用有線和無線家庭網路的整合將大有進展。透過將這些標準實作家用閘道器(Home Gateway)中，進而使各種家用終端聯網設備得以互聯互通，並提供個人雲、家庭雲等雲端服務，一個智慧家庭環境可以快速成型。

事實上，IEEE 1905.1a與ITU-T OPAL的野心絕非僅止於成為新世代家庭的聯網骨幹網絡，其更大的企圖在於成為家庭異質網絡匯聚技術平台，如此一來，由此延伸的家用閘道器、機上盒、智能家電設備等商機將大為可觀。因此，IEEE 1905.1a與ITU-T OPAL標準的後續發展值得台灣廠商持續關注。