家庭異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合:IEEE 1905.1a標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)詳述
目前智能電視、手機(jī)等終端裝置的使用量逐年增加,各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在家中可說(shuō)隨處可見(jiàn)。透過(guò)家庭中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),在家中將可以更輕松地在自己喜歡的位置使用各種上網(wǎng)裝置;有線網(wǎng)絡(luò)則提供了更高的帶寬(Bandwidth)以及質(zhì)量,甚至是透過(guò)家中的插座,都可以利用電力線隨時(shí)隨地使用網(wǎng)絡(luò)。
上述這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大眾并不陌生,在現(xiàn)今生活也都廣泛地被使用,因此也促使電子電機(jī)學(xué)會(huì)(IEEE)開(kāi)始訂定融合這些不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——IEEE 1905.1a.
本篇文章將從IEEE針對(duì)家庭異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的技術(shù)層面開(kāi)始介紹,亦即IEEE 1905.1a標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)論述、IEEE 1905.1與IEEE 1905.1a的差異性,并藉由技術(shù)面的概述,進(jìn)而探討家庭異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、應(yīng)用層面,以及智能家庭異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)普及之后所面臨的挑戰(zhàn)。
IEEE 1905.1a標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)論述
IEEE 1905.1a主要針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接層(Data-link Layer)擴(kuò)增定義抽象層(Abstraction Layer)的概念,存在于物理層(Physical Layer)與網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)之間,同時(shí)也可以稱做虛擬媒介訪問(wèn)控制層(Virtual MAC Layer),如圖1所示;以下將之簡(jiǎn)稱為1905 AL(1905 Abstract Layer)。
圖1虛擬媒介訪問(wèn)控制層
以圖2抽像層模型來(lái)看,介于上層(LLC)與下層(MAC)之間的灰色區(qū)塊即是1905 AL,1905 AL融合了不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從LLC往下層看,可以透過(guò)1905 AL MAC address來(lái)識(shí)別,亦即利用AL MAC address識(shí)別一個(gè)1905的裝置(以及此裝置是否為1905裝置)。
圖2抽象層模型(數(shù)據(jù)源:IEEE Std 1905.1a 2014 )
而從MAC/物理層(PHY)往上層看,1905 AL底層包含了不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的MAC address,其主要利用1905 Interface SAP與底下各個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介接(如IEEE 802.1、IEEE 802.11、IEEE 1901、MoCA等),在1905.1a的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中,并沒(méi)有要求修改底層的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),因此不須要改變?nèi)魏蔚讓泳W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的行為或是實(shí)作方式,也可以與舊有的通訊標(biāo)準(zhǔn)兼容。
在1905的裝置和裝置之間,則是傳送控制信息數(shù)據(jù)單元(Control Message Data Unit, CMDU)來(lái)交換信息,1905 CMDU可以依據(jù)1905協(xié)議中不同的信息類型(例如Topology Discovery Message、Topology Notification Message、Topology Query Message、Topology Response Message、Link Metric Query Message、Link Metric Response Message等),將信息包在TLV(Type Length Value)中做傳送。在信息轉(zhuǎn)送(Forwarding)的功能上,IEEE 1905.1a規(guī)格本身并無(wú)特別訂定Forwarding Entity的行為,而是使用IEEE 802.1 bridge實(shí)現(xiàn)。
透過(guò)1905 CMDU的交換,可以讓1905裝置透過(guò)群播(Multicast)的方式建立家庭網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌∟etwork Topology),以及通知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖儯ㄈ缬行碌木W(wǎng)絡(luò)裝置增加,或是既有的網(wǎng)絡(luò)裝置脫機(jī)),也可以進(jìn)一步利用單一傳播(Unicast)方式詢問(wèn)鄰近1905裝置的狀態(tài)(例如鄰近1905裝置底下有幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)接口的類型等信息),也包含了底層彼此相連的網(wǎng)絡(luò)接口鏈接狀態(tài)(Link State),如遺失封包的數(shù)量、傳輸封包的數(shù)量等。
IEEE 1905.1a藉通用物理層技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)整合
IEEE 1905.1a工作小組于2013年發(fā)行第一版后,隨即開(kāi)始討論1905.1a修正版,期間開(kāi)放且接受各方的請(qǐng)求,最后于2014年底發(fā)行IEEE 1905.1a正式版,最主要是制定一通用信息藉以支持額外的MAC/PHY異構(gòu)接口,例如ITU-T G.hn和G.hnem、HD-PLC 3 inside、HomePlug AV2、IEEE 1901.2 Narrow band PLC、HomePNA、MoCA 2.0、ZigBee、藍(lán)牙(Bluetooth)與其他未在IEEE 1905.1中定義的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)提高此整合機(jī)制的可用性。以下就IEEE 1905.1a新增加的CMDU,分成上層信息交換、能源管理、通用物理層支持等三大類進(jìn)行說(shuō)明。
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- 第 2 頁(yè):上層信息交換
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( 發(fā)表人:方泓翔 )