概 述
家庭网络是近年来随着Internet的普及和通信技术发展出现的一个新概念，它是计算机、家电、通信等多种技术相结合的产物，是在家庭范围内将计算机、信息家电、照明系统、安全报警系统等互相连接，组成一个家庭内部的网络，并与广域网相连接，在家庭内部以及家庭与广域网之间提供集成的语音、数据、多媒体、控制和管理功能的一种崭新的组网和应用技术。
目前家庭网络接入广域网的方式包括以太网、ADSL、FTTH、有线电视电缆接入等，宽带接入正在向语音、视频、数据三重业务整合发展，随着这种捆绑业务的日益流行，不久以后，用户将能获得遍及整个家庭的涵盖娱乐、通信、数据的更广范围的服务。而要获得这样的服务，用户必须在家庭内部首先构建相适应的基础网络设施，其安装必须简便，价格必须合理。另外，要能够提供高吞吐量以传输诸如高清晰电视等高质量音频、视频内容，还必须提供QoS以确保流畅的、不间断的数据传输。
然而，直到现在，在家庭中连接计算机和外围设备的技术并不适合于传输多媒体业务，比如，以太网技术，目前能提供至少100Mbit/s，甚至1000Mbit/s的连接速度，虽有足够能力传输多媒体内容，但除了新建建筑，并不是在任何地方都易于施工和安装。802.11x（WiFi）技术虽然提供了一定的无线数据业务传输能力，但是在传输高质量视频、音频数据时却缺乏所需的带宽和QoS，并且802.11x 技术迄今为止仍然无法保证在家庭中传输信号的稳定性。随着多媒体数据传输的需求日益增强，对网络的吞吐量、传输质量、延时控制等都提出了更高的要求。除了上述方法之外，包括IEEE 1394、蓝牙、HomePlug，HomePNA，MoCA，802.11n，以及UWB（超宽带）、60GHz无线技术等在内的其他一些新兴的有线和无线技术也正在组建家庭网络中逐步得以实现和应用。
几种新兴的家庭网络技术
目前正处于开发中的许多新兴技术将更适合于家庭网络中的多媒体业务，基于这些新技术的产品将更易于安装，支持语音、视频、数据三重业务整合所需的速度和QoS。这些新兴技术包括有线技术和无线技术两类，其中HomePNA、HomePlug、MoCA等属于有线技术，802.11n、UWB、60GHz等属于无线技术。
1. HomePNA技术
HomePNA（Home Phone line Networking Alliance，家庭电话线网络联盟）于1998年由3Com、AMD、IBM等11家公司共同建立，目前成员已经超过100家，覆盖网络、通信、硬件、软件和消费电子等行业领域。其目的是利用现有电话线路，以类似于以太网的技术提供一种低成本高宽带网络的解决方案。HomePNA技术利用现有电话线传输宽带数据信号，无需重新布线，满足用户宽带上网的要求，采用以太网CSMA/CD协议、频分复用技术实现上网的同时不会影响电话使用和收发传真。
HomePNA 1.0版标准的上下行速率均为1Mbit/s，最大传输距离为150m，可连接25个设备。HomePNA2.0版标准的上下行速率均为10Mbit/s，最大传输距离为300m。2005年5月，ITU推出了数据传输率达128Mbit/s的HomePNA 3.0规范，并且该标准数据率可以扩展到240Mbit/s，最大连接设备数目增至50个，具备诸如IP电话、因特网访问、HDTV、CD质量音频传输等三重业务整合所需的QoS机制，可作为家庭数字音频和视频应用的高速主干网络。2007年3月，国际电信联盟（ITU）宣布 HomePNA 3.1规范，该规范是目前唯一国际承认的家庭网络技术标准。 HomePNA 3.1标准允许服务提供商通过家庭内部电话线和电缆以最高320Mbit/s的速度提供高速的三重业务整合等互联网服务。
然而，目前的大多数家庭不会在所有的电视、音频设备、计算机边上都安装上电话插座，这对于HomePNA的推广，无疑是一个障碍。另外，HomePNA3.0的设备不能与高级DSL技术共享同一根电话线，当与WiFi设备距离太近时会偶尔受到干扰。
2. HomePlug技术
HomePlug技术（家庭插座电力线联盟）的推进者包括美国Arkados、美国Conexant系统、美国Intellon以及夏普4家公司。使用HomePlug技术，家庭中的电源线将作为家庭网络基础设施，通过覆盖于整个家庭的电源线，进行家庭内部音频、视频、数据业务的传输。用户只需简单地将HomePlug适配器插入一个标准的电源插座，然后将基于以太网、USB、WiFi标准的计算机或其它设备，如宽带路由器，与该适配器连接，家庭里另一地点安装了HomePlug适配器的设备将立即能通过电源线与之建立网络连接。
第一个HomePlug标准HomePlug 1.0在2001年1月得到批准，其理论数据率最高为14Mbit/s，稍快于802.11b 11Mbit/s的数据率，低于802.11g 54Mbit/s的数据率。HomePlug 1.0 Turbo版于2004年推出，其最大理论数据率提高到85Mbit/s。2005年12月通过认证的HomePlug AV标准支持高达200Mbit/s的数据率，并支持所有多媒体业务和电信应用所需的QoS级别。为了确保QoS，采用了TDMA（时分多路访问）与CSMA（带有冲突检测的载波侦听多路访问）协议。
HomePlug为了能支持智能家庭、家庭自动化等应用，在原有电源线上设计了一套低速的感测、监控用的网络，此技术称为HomePlug CC。此外，HomePlug技术还能够实现家庭与外网联接，直接使用电力线路接入Internet，实施宽带联网的应用，此技术称为 HomePlug BPL。
目前电力线联网还未获得广泛接受，原因在于人们对其提供的通信质量还有疑虑，除了因线路衰减和多路传输所造成的信号失真外，噪声是影响电力线数据可靠通信的关键因素。另外由于高速电力线通讯需要在电力线上注入高频信号（2～30MHz），有可能给其它通信系统带来电磁干扰，因此高速电力线通讯电磁兼容标准的制定是制约其在各国快速发展的主要因素。
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3. MoCA技术
MoCA（Multimedia over Coax Alliance，同轴电缆多媒体联盟）成立于2004年1月，创立者为Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola与Toshiba等。MoCA技术采用目前有线电视CATV使用的同轴电缆，因此无需另行布线、施工，就可在家庭内的PC和A/V产品之间构建高速的家庭网络。同轴电缆家庭网络架设完成后，个人计算机与电视、数字录放机、DVD、D-VHS、CD、MP3播放机等设备，将可彼此共享数字内容。MoCA技术在标准同轴电缆连接上支持高达270Mbit/s的连接速度，以及三重播放所需的QoS。这个带宽将允许多台计算机共享一个宽带电缆调制解调器来传输多个HDTV视频流。
MoCA技术的主要优势之一在于同轴电缆网络基本不会受到干扰，因为它工作在一个受保护的频段。而WiFi或电源线网络因使用非认证频段而缺乏保护。MoCA面临的问题是，对于一般家庭用户来说，不会在家庭安装足够多的电缆插座，这将使得MoCA技术比WiFi和HometPlug AV缺少一定的方便性。此外，由于技术非常新，相应的设备相对来说比较昂贵。
4. 802.11n技术
802.11n是下一代的无线网络技术的标准，在高吞吐量上有比较大的突破，可提供支持对带宽最为敏感的应用所需的速率、覆盖范围和可靠性。 802.11n结合了多种技术，其中包括Spatial Multiplexing MIMO（空间多路复用多入多出）、OFDM、20MHz和40MHz信道和双频带（2.4GHz和5 GHz），以便形成很高的速率，同时又能与以前的IEEE 802.11a/b/g设备兼容。802.11n通过采用这些技术，能够获得高达320Mbit/s的传输速率以及108Mbit/s的净传输速率，在不久的将来，这种技术将支持高达540Mbit/s甚至600Mbit/s的多媒体数据传输率。
802.11n目前处于一种“标准滞后、产品早产”的状况，802.11n标准1.0 版草案于2006年3月份被定为工作草案，2007年7月IEEE通过2.05版本草案，2008年1月通过3.02版标准草案。802.1ln最终标准还尚未得到IEEE的正式批准，但采用MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括Airgo、Bermai、BroADCom以及杰尔系统、Atheros、Cisco、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等，而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。
主导802.11n标准的技术阵营有两个，即WWiSE联盟和TGnSync联盟。这两个阵营都希望在下一代无线局域网标准之争中处于优先地位，不过两大阵营的技术构架已经越来越相似，例如都是采用MIMO OFDM技术，正在走向融合。
然而，因为它还只是一个正在开发中的技术，新的802.11n产品可能并不会兼容所有设备联入家庭网络。并且，目前的802.11n产品价格昂贵，不可能大规模部署。另一个潜在的问题是该技术虽能增加覆盖范围，但有可能会导致更多串扰，丢失数据，以及不稳定的连接。
5. UWB技术
UWB（Ultra Wide Band，超宽带）技术是一种使用1GHz以上频宽的先进的无线通信技术，虽然是无线通信，但其拥有100Mbit/s到2Gbit/s的数据速率。 UWB的特点在于不使用电波，这与之前的无线通信截然不同，由于原来的无线通信在通信时需要连续发出电波，自然要消耗电能，而UWB是发出瞬间尖波形电波，也就是所谓的脉冲电波直接按照0或1发送出去，由于只在需要时发送出脉冲电波，因而大大减少了耗电量。
这项技术规范在传输多媒体数据时将不再存在制约早期WiFi产品的串扰和中断问题。在与802.153或竞争802.15.3a 个人域网络（PAN）标准结合以后，这项技术将有效改善家庭用户的安全性。
由于它具有高吞吐量，UWB能够支持播送高质量视频的多通道流，这使它能够创建一个无线家庭多媒体网络。然而，计算机或其它设备必须被放置于大约10m以内，作为一个UWB节点。另外这项技术不能有效将信号送达任意角落或穿过高密度材料。因此，UWB只能运用于单个房间。IEEE于2006年1月放弃了对UWB标准的工作。超宽带论坛和蓝牙特别兴趣组仍然致力于UWB的研究。
6. 60GHz无线技术
60GHz无线技术是由LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司组成的WirelessHD小组推动的组建家庭网络的另一无线技术，这种技术使用尚未被批准的60GHz频段，在10米范围内，以高达5Gbit/s的速度在家庭内的娱乐设备之间传送未经压缩的高清视频和音频数据。
但WirelessHD技术在许多方面都还处在理论层次、实验室阶段，其理论上的最高传输能高达20Gbit/s，但实际上第一阶段只能达到5Gbit/s，理论上能够进行非视线内（Non Light Of Sight；NLOS）的穿透性传输，但目前只能提供视线（light of sight；LOS）传输，WirelessHD技术必须要能做到Room-to -Room的穿墙传输才有意义。该新兴技术将同已有的 1394FireWire、HDMI、802.11n以及UWB等技术进行竞争。2008年1月，WirelessHD 1.0规范发布。
结 语
上文介绍的几种构建家庭网络的新兴技术各具特点，表一对这些技术的特性进行了归纳。相对于有线网络技术，无线网络技术的最大优点是可以随意移动，不受家庭电话插座、电源插座数量的限制，而且可以省去各种专用的连接电缆，特别是对于便携式电脑、移动电话等移动式信息电器使用起来更是得心应手，是当今也必将成为今后组建家庭网络最为普遍使用的一种方式，有着十分诱人的发展前景。
家庭网络技术涉及计算机、通信、家电等领域，不同领域的组织对家庭网络的技术标准有着各自不同的理解，但是，这些领域正在走向融合，相关的技术也正在向着提供语音、视频、数据整合业务这种趋势在不断发展。哪些技术能最终取胜，还依赖于技术能否取得突破和广泛应用。我国的一些研究机构及企业也纷纷参与到家庭网络技术的研究及相关技术标准的制定，并在产业化方面作出了可喜的尝试，这对于这些新兴的家庭网络技术在我国的普及及应用将起到积极的推动作用。
