1.數字家庭中的業務和應用概述

“數字家庭”的實質是基于IP技術的家庭網絡及其上承載的業務。家庭網絡中的業務形形色色、多種多樣。揭開這些業務五彩的面紗，究其本質，家庭業務通常可以分為四大類：

·家庭娛樂和信息服務；

·家庭通訊和固定移動融合業務；

·家庭終端內部及外部聯網應用；

·家庭安全及管理業務。

1.1 家庭娛樂和信息服務

PC上網是傳統的家庭娛樂和信息服務的形式。由于PC自身的強大功能和技術的快速發展，基于PC的業務往往更加豐富、更加精致。雖然，比起TV、Hi-Fi音響而言，PC對視頻、音頻的觀賞質量不夠高，但對于專業人士、青年人而言，往往更看中業務本身的豐富性和趣味性。而且，隨著PC的普及，對PC的使用越來越成為一種基本技能，所以從長遠角度講，基于PC的業務會越來越豐富和被廣泛接受。最顯著的基于PC的娛樂業務是游戲，復雜、精致、情節生動的游戲是吸引許多人，尤其是中、青、少年上網的主要因素。

IPTV及其增值業務也是典型的這一類業務。基本的IPTV業務包括：BTV、EPG（電子節目單）、VOD、NPVR（個人視頻錄制）等；還包括大量增值業務：如交互式電視（多角度選擇、重播關鍵鏡頭、集錦薈萃、交互式廣告、時移電視）；電子郵件、電視沖浪、電視商務、電視郵件、電視上網；游戲；卡拉OK；Amigo TV等。

1.2 家庭通訊和固網移動融合業務

通訊類業務除了高速上網，主要包括各類話音業務：包括傳統的PSTN話音、VoIP、無線語音等。面向數字家庭的通訊類業務發展的目標是：使通訊更加暢通、便宜、方便。特別值得提出的是FMC固定移動融合業務，這一新興的業務可以解決移動話音覆蓋率不足、移動話音價格較高的問題，最終用戶可以以便宜、便利的方式使用話音服務，獲得無縫的通信業務體驗。FMC主要有兩種實現方式，UMA和IMR。其中，UMA（Unlicensed Mobile Access），引入無需許可無線接入技術以提供與GSM/GPRS 相同的業務，主要應用于 Bluetooth 或 WiFi 的覆蓋區域；UMA手機通過Bluetooth或WiFi 接入點和寬帶接入網絡（DSL， cable， 等）提供的透明IP承載，與UNC（UMA Network Controller）連接，并最終進入GSM/GPRS網絡。IMR（Intelligent Mobile Redirect）指在布設有熱點/Access Point的地點，當GSM/3G與Bluetooth/Wifi任意組合的雙模手機進入AP的范圍時，雙模終端可以將所有呼叫的線路選擇到AP線路上，AP后的線路可能是固定/移動的線路；當終端不在AP的范圍內時，通過常規的GSM/3G線路處理所有呼叫。

1.3 家庭終端內部和外部聯網應用

即指家庭多臺IT設備共享寬帶接入、家庭內部設備間的資料共享等應用。PC、STB等可以共享RG的WAN口帶寬；TV可以播放存貯在PC里的視頻資料；家庭內部局域網可以實現PC、laptop、打印機之間的互聯互通，以構建家庭辦公網絡，滿足SOHO一族的需求。

1.4 家庭安全及管理業務

這類業務含義較廣，主要包括：

·訪問管理：父母控制、遠程訪問、防火墻等。

·安全管理：遠程監控、火災報警、安防報警等；

·自動控制：家電遠程控制、自動抄表等。

提出新業務并不難，難的是找到對用戶具有吸引力的業務；設計恰當的業務功能；并用最佳的方式加以實現。接下來，我們提出兩類有現實意義的業務：視頻監控及安防聯動業務和視頻通信業務，并探討業務流程、實現方式等問題。

2 家庭視頻監控及安防聯動業務

2.1 視頻監控及安防聯動業務概述

視頻監控是一種比較實用的業務，根據歐洲市場調研，家庭用戶對增加安全感的要求高于增加生活舒適度、家務自動化的要求。隨著我國經濟發展，視頻監控技術已開始廣泛用于各種行業，比如城市安防、環境監測、景點預覽、企業遠程監控等。家庭用戶對家庭監控、安防的要求也日趨成熟。視頻監控必將成為一項非常重要的數字家庭應用。

視頻監控業務的實現可以有多種方式，我們主要介紹以下兩點：一、將視頻圖像通過公共網絡傳遞到遠端的終端；遠端的終端可以是電腦、PDA、手機等多種IT設備；公共網絡包括接入網、核心IP網絡等。二、由統一的業務平臺完成業務控制和管理、用戶認證和管理、視頻文件的分發等工作。安防聯動和視頻監控都是家居安全方面的業務，兩者的解決方案可以結合得非常緊密。我們把它們結合在一起，共同作為為家庭用戶提供的家居安全解決方案。

2.2 視頻監控及安防聯動業務場景描述

開展視頻監控業務的家庭，首先要在家庭內部部署攝像頭，數量可以是1個或多個，攝像頭實時拍攝場景圖片，圖片可以存儲。攝像頭還可通過有線或無線方式連接到家庭網關，進而與公共網絡連接。

家庭成員可以便捷地了解家庭內的情況。通過手機或PC等終端設備，觀看家中的實時狀況或歷史錄像。比如，有孩子的家庭，父母可以隨時查看孩子在家里的活動。

當家里沒有人時，家中景物是靜止的；一旦有不速之客闖入，必將產生動作畫面，所以，可以認為如果產生動作畫面即意味著家庭安全受到威脅。但是，家庭成員不可能一直保持對攝像頭的遠程查看，那么如何及時知道家中有人闖入呢？攝像頭的動態監測功能可以解決這個問題。攝像頭可以捕捉到任何微小的畫面，并自動比較連續兩幀畫面以自動偵查出物體移動引起的變化。此外，家用視頻監控系統還可以具備多路視頻移動探測功能，用戶可根據實際需要，在每路攝像機的畫面上設定防范探測區域，每路畫面可設定多個探測區域，使用視頻報警的時間可由用戶自己設定。當防范區域被運動目標觸發時，系統立刻報警，在屏幕上提示有移動目標侵入并自動進行錄像跟蹤。

攝像頭發現異常狀態后，會通知視頻監控平臺的網管服務器，服務器會采取預先設定的一些措施以通知家庭成員，比如發郵件去指定的郵箱，發短信、彩信給手機，甚至撥打110，等等。

2.3 視頻監控及安防聯動業務的實現

2.3.1 系統組成

視頻監控業務系統主要由以下元素組成：

1. 前端設備：攝像頭、本地存儲設備

隨著公共網絡IP化，攝像設備也在向網絡化方向演進，從傳統模擬攝像頭，到數字攝像頭，再到現在普遍使用的網絡攝像頭。網絡攝像頭綜合實現了傳統數字攝像頭和基本網絡視頻服務器的功能，并提供通用的數據接口，如Ethernet、WLAN和WiFi等。攝像頭通常使用的編碼方式為MEPG-4、H.264和AVS等高效視頻編碼技術，在家庭網絡的有限帶寬下可實現CIF、QCIF等分辨率的全動態效果。本方案中的攝像頭還將提供接傳感器的開關式接口，更為適合家庭簡約化的需求。

本地存儲設備用來存儲攝像頭拍攝下來的圖像，攝像頭或攝像服務器本身通常是不帶存儲功能的。本地存儲設備可以以硬盤覆蓋模式不間斷地存儲視頻數據，或按照設定時間觸發存儲，存儲的數據可以編程定期刪除。可以利用家庭中現有的PC機安裝應用軟件來實現。存儲設備并非必須設置在家中，用戶也可以選擇將圖像保存在網絡上業務平臺的存儲服務器中。

2. 終端設備：PC、手提電腦、手機等

終端設備是用來查看視頻監控圖像、或接收相關聯動通知的設備，一般是一些便于隨身攜帶、能夠與公共IP網絡連接到設備。目前最常用的是PC、手提電腦、手機。

3. 業務平臺：流媒體服務器、存儲服務器、網管服務器、認證服務器、監控終端

流媒體服務器：提供視頻分發功能。當同時多人通過遠程登陸觀看同一個監控點的圖像，或者當查看圖像的同時又要對前端歷史數據進行備份時，就存在視頻文件或視頻流的控制和分發問題。我們的解決方案中，推薦使用流媒體服務器，又稱作流媒體網關，來解決這個問題：當需要對數據進行網絡存儲的時候，流媒體網關首先從攝像頭獲取數據，然后再將視頻數據保存到存儲設備上。當用戶需要進行視頻點播的時候，用戶首先向流媒體服務器發出請求，流媒體網關再向存儲設備獲取數據，然后流媒體服務器把監控視頻數據發送給用戶。

存儲服務器：用來存儲視頻數據。當用戶不在家中設置本地存儲設備時，可以將視頻監控的圖像存儲在網絡中的存儲服務器內。而當用戶家中有本地存儲設備時，可以選擇將重要的文件在存儲服務器中作備份。

認證服務器：對用戶統一進行帳號生成、授權、認證，杜絕非法用戶對網絡的入侵和非法監視。用戶通過帳號和密碼確認自己的身份進行遠程管理；識別遠程訪問人員身份的合法有效性；接受其控制請求和返回相應數據。

網管服務器：安裝在網管服務器上的視頻管理軟件是整個解決方案的核心，它建立在分布式的客戶-服務器結構基礎上，支持電信級的用戶管理和設備管理，解決了大規模、分布式網絡監控下的集中管理的問題。視頻管理系統由配置管理、圖像管理、告警管理、安全管理等四個模塊組成，并提供標準的SNMP網絡接口。

家庭網關不是視頻監控系統的一個組件，但它是家庭業務的承載平臺，所以其性能和功能對于視頻監控業務的開展至關重要。

2.3.2 系統工作流程

遠程通過公共網絡查看家中情況的過程如下：

·家庭成員的終端（手機或PC）通過公共網絡訪問視頻監控平臺。首先到認證服務器進行身份認證。通過后，向流媒體服務器提出訪問某個監控點的要求。

· 流媒體服務器和該監控點聯系，可以根據需要得到如下視頻資料中的一種或幾種：攝像頭的實時監控圖像，本地存儲設備中的歷史監控圖像，存儲在存儲服務器中的歷史監控圖像。

·流媒體服務器將上述資料發送給遠程訪問者。如果有多個遠程訪問者要訪問同一個視頻資料，流媒體服務器只從相關設備中得到一份資料，然后再分發給各個訪問者。這樣做的好處是：節省網絡帶寬；減輕相關設備負擔。

· 如果需要對當前圖像數據進行存儲，流媒體服務器首先得到該圖像數據，然后存儲在存儲服務器中。

3 家庭視頻通信業務

視頻通信是一類業務，可以衍生出很多種業務。如視頻電話、視頻會議等。借助NGN平臺和視頻電話終端，可以很容易地實現點到點的家庭視頻通信——視頻電話。借助視頻會議系統，可以實現視頻電話會議。只要在NGN平臺上增加視頻會議應用服務器，即可實現該功能。

但是，在家庭環境中，太多的終端對生活而言是不方便的，人們希望一個終端可以有多種用途。比如，電視機是每家都有的，其主要功能為顯示，能否把電視機作為所有視頻業務終端的顯示器呢？答案是肯定的。目前的視頻業務主要有兩種：IPTV及其增值業務，其終端為機頂盒＋電視機；視頻通話，其終端為視頻電話，可進一步分解為兩個功能：VoIP處理功能及簡單的網絡功能，和顯示功能。顯然，如果有一種終端（暫稱為增強型機頂盒），集成了機頂盒功能、VoIP處理功能及簡單網絡功能，和電視機配合，可以綜合實現IPTV及視頻通話兩大類業務。

在我們討論家庭中的視頻應用時，我們發現，終端在該類業務中起到非常重要的作用。經過整合的新終端，不但能夠完善地提供相互獨立的業務，還可以提供出一些綜合性的新業務，提升用戶的服務體驗；就更不必提整合終端在家居環境、使用便捷等方面帶來的好處了。

4 家庭網關的功能和作用

在前面介紹視頻監控業務系統時提到，家庭網關對視頻監控業務的開展起到重要作用。家庭網關之于家庭業務，就如同IP承載網絡之于網上業務和應用；家庭網關是家庭內部多種業務的承載平臺，其性能和功能對于家庭內部多種業務的開展至關重要。

家庭網關在業務提供中完成如下功能：

·連接公共網絡，互聯家庭內部IT設備。如，攝像頭和本地存儲設備就是通過家庭網關相互連接的。家庭網關擁有完善的數據功能，可以提供諸如支持多種IP地址分配方式、防火墻、NAT、上網控制、遠程Web接入、DDNS等功能。家庭網絡一般采用動態IP地址，無論是異地的家庭成員還是業務平臺的服務器，要想找到家庭網絡就必須掌握其當前的IP地址，這是很不方便的。DDNS就是解決這個問題的一項技術。DDNS，動態域名解析，適用于家庭網絡IP地址動態分配的情形；該技術將家庭網絡的域名和動態得到的IP地址進行綁定，因而通過域名就可以訪問家庭網絡，而無需知道家庭網絡當前的IP地址。

·提供QoS保證，確保其上承載的多種業務能夠順利開展。當家庭內部開展了上網、話音、視頻等多類業務后，QoS成為必備功能。

·家庭網關的遠程管理、自動故障檢測等功能，使得運營商可以對家庭網絡提供更加高效率、高質量的維護，進而保證了家庭業務的高質量。

·家庭網關的遠程管理、固件自動升級等功能，可以提供新業務的自動部署。包括業務自助開通、關閉業務，自助修改業務參數，等。該功能為運營商部署新業務帶來了便利，進而促進了新業務的開展和普及。

因此，家庭網關是家庭網絡的核心，對家庭內部開展豐富多樣的業務起到關鍵作用。

5 小結

家庭業務是家庭網絡建設最根本的推動力。但我們要的不是理論上的業務，而是有實際意義的業務：對最終用戶有吸引力；貼合用戶目前的需求或潛在的需求；實現方式簡潔高效，技術上沒有障礙，政策上沒有限制；業務終端便于使用。這樣的業務及相關的解決方案才是發展家庭網絡真正需要的。

此外，家庭業務涉及到運營商、電信系統設備制造商、IT廠商、家電廠商、業務服務提供商，需要他們共同推動。我們相信，未來越來越多地將會看到整個產業鏈上的利益方之間的協作；也只有這樣，家庭網絡和家庭業務才會蓬勃地發展起來。