智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚（Convergence）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多年發(fā)展，市場(chǎng)上主要有美國(guó)電子電機(jī)工程師學(xué)會(huì)（IEEE）與國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)端通訊標(biāo)準(zhǔn)化組 （ITU-T）兩個(gè)陣營(yíng)在制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 1905.1標(biāo)準(zhǔn)其底層支援無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi）、以太網(wǎng)絡(luò)（Ethernet）、HomePlug、同軸電纜多媒體聯(lián)盟（Multimedia over Coax Alliance， MoCA）等無線與有線連網(wǎng)技術(shù)，并具備擴(kuò)充性；ITU-T則是利用電力線、同軸纜線和電話線等有線傳輸媒介發(fā)展G.hn技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　值得一提的是，IEEE陣營(yíng)CDHN（Convergent Digital Home Network）工作小組，甫于2014年2月底決議，將ITU-T的G.hn等標(biāo)準(zhǔn)納入IEEE 1905.1底層所支援的通訊技術(shù)之一，并改以IEEE 1905.1a命名；無獨(dú)有偶，ITU-T陣營(yíng)正制訂的OPAL（Open Protocol Abstraction Layer）標(biāo)準(zhǔn)亦提出以軟件抽象層（Software-based Abstraction Layer）的概念，試圖將市面上已存在的有線、無線通訊媒介整合在一起（向前相容于G.hn），以期加速推動(dòng)智能家庭多元聯(lián)網(wǎng)環(huán)境成型。本文將從介紹 1905.1a的角度，剖析這對(duì)智能家用混合式網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意涵。

　　突破智能家庭發(fā)展桎梏　異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)匯聚平臺(tái)擔(dān)重任

　　智能家庭聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迄今，電信營(yíng)運(yùn)商、應(yīng)用服務(wù)供應(yīng)商與網(wǎng)通系統(tǒng)廠商所遭遇的瓶頸，包括各式的家庭聯(lián)網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)（無線、有線）各自獨(dú)立，但互不相容，造成消費(fèi)者使用不便；以及智能家用聯(lián)網(wǎng)環(huán)境缺乏一個(gè)彈性的模組化設(shè)計(jì)架構(gòu)，導(dǎo)致制造整合各種異質(zhì)的通訊技術(shù)的成本過高；此外，智能家用應(yīng)用情境日趨多元，過去各個(gè)聯(lián)網(wǎng)裝置各自以孤島方式運(yùn)作，若不能達(dá)成互通，在缺乏完整通透基礎(chǔ)下，將難實(shí)現(xiàn)智能家庭理想。

　　IEEE 1905.1a或ITU-T OPAL標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，即是針對(duì)上述的瓶頸提供一個(gè)整合智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的契機(jī)。試想若將1905.1a或OPAL標(biāo)準(zhǔn)實(shí)作成一個(gè)家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)匯聚平臺(tái)，最大好處在于整合更多創(chuàng)新、多元智能家用匯流服務(wù)，如家中安全監(jiān)控、居家醫(yī)療保健、云端應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）裝置和家庭節(jié)能等。這也可用來解釋何以IEEE、ITU-T兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織不約而同提出以軟件抽象層的概念，將對(duì)方塬本制訂的通訊技術(shù)納入其自身標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。

　　納入G.hn標(biāo)準(zhǔn)　IEEE 1905.1a標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)身

　　1905.1a架構(gòu)（圖1）與1905.1的差異在于除既有的802.11（Wi-Fi）、P1901（電力線標(biāo)準(zhǔn)）、以太網(wǎng)絡(luò)及MoCA等無線、有線通訊技術(shù)外，IEEE CDHN工作小組更于2013年12月底，將包含ITU-T G.hn、MoCA 2.0、Homeplug 2.0、IEEE 802.15.4（Zigbee）、802.ah（Sub 1GHz）等底層通訊技術(shù)視為下一波相容擴(kuò)充的對(duì)象，其中以ITU-T G.hn被納入格外受矚目，因?yàn)镚.hn核心技術(shù)主要是支援電力線通訊，然而IEEE 1905.1標(biāo)準(zhǔn)早已支援同是電力線標(biāo)準(zhǔn)的P1901，因此兩大電力線標(biāo)準(zhǔn)面對(duì)智能家庭聯(lián)網(wǎng)之卡位戰(zhàn)，特別顯現(xiàn)出互別苗頭的氣氛。

　　圖1　IEEE 1905.1a網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖　資料來源：IEEE，資策會(huì)整理

　　1905.1a的軟件抽象層負(fù)責(zé)各類異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資料之收集與通訊，而這些資料包括不同媒介裝置的參數(shù)、組態(tài)、效能與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞荣Y訊。組態(tài)與效能主要的功能如裝置位址與參數(shù)配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕⑴c診斷、運(yùn)作模式的配置以及狀態(tài)監(jiān)控、異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)通訊媒介裝置的通訊狀態(tài)、異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)通訊媒介裝置傳輸參數(shù)統(tǒng)計(jì)、量測(cè)指標(biāo)回報(bào)等。

　　1905.1a的軟件抽象層管理單元（Abstraction Layer Management Entity， ALME）負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)程序之解析和運(yùn)算。上層之應(yīng)用程式（High Layer Entity， HLE）可透過ALME服務(wù)存取點(diǎn)（Service Access Point， SAP）介面發(fā)出特定的請(qǐng)求/命令，透過該介面命令該通訊媒介的執(zhí)行、新建、開通、中止或刪除網(wǎng)絡(luò)管理程序。ALME可以存取管理程序的資料庫，以儲(chǔ)存各種管理訊息與參數(shù)資料。當(dāng)管理程序執(zhí)行時(shí)，會(huì)透過應(yīng)用程式介面（API）獲得必要資料，并加以整理統(tǒng)計(jì)。管理程序執(zhí)行結(jié)果也會(huì)透過API存至資料庫，上層之應(yīng)用程式便可透過API獲取該資料內(nèi)容。

　　若把1905.1a的ALME視為管理單元（Management Plane）的中控端，那么1905.1a的資料單元（Data Plane）包括裝置位址、通訊媒介描述的擴(kuò)充、轉(zhuǎn)送功能支援以及通訊媒介路徑維護(hù)、選擇、通訊媒介路徑資料庫的儲(chǔ)存；另一重要功能即對(duì)于各項(xiàng)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)通訊媒介的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和更新，更進(jìn)一步提供介面給邏輯鏈結(jié)控制層（LLC）存取。透過不同的SAP介面可以執(zhí)行下達(dá)指令、參數(shù)修改，此指令即會(huì)透過API 對(duì)資料單元再進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的參數(shù)更動(dòng)。API也提供外部程式存取介面，可直接將資料單元納入外部的監(jiān)控程式。

　　資料單元中HAL（High Abstraction Layer）處理模組可執(zhí)行基本（Primitives）程序，執(zhí)行資料運(yùn)算并存取所運(yùn)算的結(jié)果。外部或上層應(yīng)用管理單元亦可輕易地透過類似介面，撰寫/ 建立/執(zhí)行各種混合型網(wǎng)絡(luò)的資料分析統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，做為網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的參考，如終端設(shè)備管理、障礙排解、功能設(shè)定、規(guī)格升級(jí)等功能共同的溝通方式，透過超文字傳送協(xié)定（HTTP）可讓外部或上層應(yīng)用管理單元面對(duì)具有HAL模組的用戶端產(chǎn)品，進(jìn)行遠(yuǎn)端控制與設(shè)備管理。

　　IEEE 1905.1a主要特色如下：

　　．使用簡(jiǎn)易

　　1905.1a提供一般設(shè)定的過程，讓使用者可以很容易將支援1905.1的裝置加入網(wǎng)絡(luò)中，并建立安全鏈結(jié)、服務(wù)品質(zhì)（QoS）及網(wǎng)絡(luò)管理。

　　．煺路機(jī)制

　　當(dāng)其中一個(gè)媒介鏈結(jié)暫時(shí)中斷或是發(fā)生壅塞時(shí)，有其他媒介（路徑）替代方案可以置換，以此降低使用者不好的使用經(jīng)驗(yàn)。

　　．聚合吞吐量

　　1905.1a有能力使用多個(gè)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中全部可使用的網(wǎng)絡(luò)吞吐量（Throughput）。

　　．支援同時(shí)多個(gè)資料流

　　1905.1a可確保同時(shí)多個(gè)資料流順利操作。

　　．負(fù)載平衡

　　1905.1a網(wǎng)絡(luò)可以平衡頻寬的運(yùn)用，透過不同的網(wǎng)絡(luò)介面通訊的特性和塬有的頻寬限制，避免網(wǎng)絡(luò)的壅塞以及維持聯(lián)網(wǎng)的可靠性。

　　．QoS

　　1905.1a確保塬有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的QoS，在塬有通訊協(xié)定或是在運(yùn)行中，不會(huì)損害內(nèi)部完整性。

　　．相容性

　　IEEE 1905.1a須確保以太網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、MoCA、P1901等塬有四種通訊媒介，與未來經(jīng)擴(kuò)充后各種底層通訊技術(shù)皆兼容，并提供不同網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的互通技術(shù)。

　　．優(yōu)越的診斷

　　1905.1a允許整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自我監(jiān)控，以確保網(wǎng)絡(luò)可靠性和不中斷的操作。

　　．自我安裝

　　1905.1a使用相同的方式，透過標(biāo)準(zhǔn)的按鈕（Push Button）或是近距離無線通訊（NFC）的機(jī)制去設(shè)定配置，從而避免復(fù)雜的設(shè)定配置方式。

　　．通用連接性

　　IEEE 1905.1a讓使用者連接到混合式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，一個(gè)1905.1a的網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)以上的子網(wǎng)絡(luò)類型組成，且每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)（Sub-network）可以一起互通。

　　如在家中的每個(gè)房間所支援的網(wǎng)絡(luò)類型各不相同，當(dāng)使用者從一間房間移動(dòng)到另一間房間時(shí)，使用者不必理會(huì)該房間支援上網(wǎng)的底層網(wǎng)絡(luò)類型，支援1905.1a標(biāo)準(zhǔn)的智能型裝置（如NB、手機(jī)或平板）可支持自動(dòng)換手（Handover）的功能。

　　前述1905.1a的ALME提供管理服務(wù)的接口和介面，給抽象軟件層資料單元和底層的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并依照上層的應(yīng)用程式的需求，向ALME SAP發(fā)出特定的請(qǐng)求，并產(chǎn)生相對(duì)的回應(yīng)。這些請(qǐng)求的動(dòng)作包含ALME-GET-INTF-LIST.request、ALME-GET-INTF- LIST.response、ALME-SET-INTF-PWR-STATE.request、ALME-SET-INTF-PWR- STATE.confirm、ALME-GET-INTF-PWR-STATE.request、ALME-GET-INTF-PWR- STATE.response、ALME-SET-FWD-RULE.request、ALME-SET-FWD-RULE.confirm、ALME- GET-FWD-RULES.request、ALME-GET-FWD-RULES.response、ALME-MODIFY-FWD- RULE.request、ALME-MODIFY-FWD-RULE.confirm、ALME-REMOVE-FWD-RULE.request、 ALME-REMOVE-FWD-RULE.confirm、ALME-GET-METRIC.request、ALME-GET- METRIC.response等型式。

　　透過上述1905.1a的管理單元、資料單元協(xié)同合作，可實(shí)現(xiàn)智能家用混合式網(wǎng)絡(luò)的叁大基本功能，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕ㄖ门c識(shí)別（Topology Discovery and Identification）、傳輸路徑選擇（Path Selection）、不同實(shí)體網(wǎng)絡(luò)媒介間轉(zhuǎn)送的規(guī)則與機(jī)制（Forwarding Rules）。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕ㄖ门c識(shí)別是透過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄓ崊f(xié)議，用以管理家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)不同裝置的狀態(tài)；傳輸路徑的選擇主要挑選成本較低的路徑為傳輸主要路徑，以提升網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)；制定與管理轉(zhuǎn)送的規(guī)則（Forwarding Rules）與機(jī)制，則能有效轉(zhuǎn)送異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)介面的資料。

　　卡位智能家庭聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)　ITU-T陣營(yíng)動(dòng)作頻頻

　　2013下半年HomeGrid Forum（HGF）主席John Egan大力奔走，將ITU-T G.hn標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)IEEE 1905.1，使G.hn成為未來1905.1a擴(kuò)充支援的底層通訊標(biāo)準(zhǔn)之一。推敲其背后塬因，除證明ITU-T G.hn與Wi-Fi、Ethernet等IEEE陣營(yíng)傳統(tǒng)家庭滲透率高的通訊標(biāo)準(zhǔn)將加速整合外，也藉此向產(chǎn)業(yè)界宣告ITU-T G.hn有成為新世代智能家庭骨干通訊網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)強(qiáng)實(shí)力。

　　2014年6月Computex展場(chǎng)上，中華電信展示以串接G.hn Adapter做為其智能家庭系統(tǒng)服務(wù)解決方案eHome的骨干網(wǎng)絡(luò)。無獨(dú)有偶，2014年4月底，中國(guó)大陸的中國(guó)電信亦宣布接納ITU-T G.hn成為家用固網(wǎng)布建的選項(xiàng)，此無疑對(duì)ITU-T G.hn的發(fā)展，有更積極正面的意義。

　　2014年4月HGF在上海舉辦的技術(shù)研討會(huì)中，大力鼓吹希望在亞洲建立測(cè)試認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室（Accredited Test House， ATH），此舉可以明顯嗅出HGF（尤其邁威爾（Marvell）、Sigma Designs兩家系統(tǒng)單晶片（SoC）廠商）對(duì)耕耘中國(guó)大陸市場(chǎng)不遺余力，尤其參與此次技術(shù)會(huì)議的中國(guó)大陸專家也包含中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院 （CESI）、華為科技子公司海思、中國(guó)電信等，更加暗示中國(guó)大陸智能家庭聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)絕不允許IEEE 1905.1a獨(dú)大的局面。

　　ITU-T陣營(yíng)并非以G.hn已納入IEEE 1905.1a支援為滿足，反而對(duì)制訂中的OPAL標(biāo)準(zhǔn)寄予厚望，因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)也是以軟件抽象層的概念，將IEEE、ITU-T已存在智能家庭聯(lián)網(wǎng)的有線、無線通訊媒介整合匯聚在一起，以期加速推動(dòng)智能家庭多元聯(lián)網(wǎng)環(huán)境成形。

　　然而，IEEE 1905.1a與ITU-T OPAL絕非只想成為新世代家庭聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)而已，而是一個(gè)更廣泛的家庭異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚技術(shù)平臺(tái)。

　　家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚平臺(tái)成形　智能家庭應(yīng)用商機(jī)全面發(fā)酵

　　試想，若其成為家庭異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚技術(shù)，光是以用在制造家用閘道器（Residential Home Gateway）產(chǎn)品，市場(chǎng)規(guī)模就相當(dāng)龐大。據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)Parks Associates預(yù)測(cè)，全球的家用閘道器出貨量至2017年將達(dá)到一億二千萬臺(tái)，自2012年起算累積年增長(zhǎng)率大約9.5%。其中，支援模組化架構(gòu)整合有線與無線聯(lián)網(wǎng)通訊媒介、串連云端應(yīng)用、智能手機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)裝置的智能家用閘道器，其亞洲的出貨量將在2014年一舉超越北美市場(chǎng)，并持續(xù)成長(zhǎng)至2017 年達(dá)一千五百五十萬臺(tái)規(guī)模。更不用說可整合智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚技術(shù)之產(chǎn)品，還有如機(jī)上盒、各種智能家電設(shè)備等。

　　由此可見，掌握智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)匯聚技術(shù)與整合平臺(tái)相關(guān)的應(yīng)用，不僅是推動(dòng)智能家用聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)首要任務(wù)，也能帶動(dòng)云端應(yīng)用、高速影音串流、智能節(jié)能、安控等生活情境的龐大軟件服務(wù)商機(jī)。