1.數(shù)字家庭中的業(yè)務(wù)和應(yīng)用概述

“數(shù)字家庭”的實質(zhì)是基于IP技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)及其上承載的業(yè)務(wù)。家庭網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)形形色色、多種多樣。揭開這些業(yè)務(wù)五彩的面紗，究其本質(zhì)，家庭業(yè)務(wù)通常可以分為四大類：

·家庭娛樂和信息服務(wù)；

·家庭通訊和固定移動融合業(yè)務(wù)；

·家庭終端內(nèi)部及外部聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；

·家庭安全及管理業(yè)務(wù)。

1.1 家庭娛樂和信息服務(wù)

PC上網(wǎng)是傳統(tǒng)的家庭娛樂和信息服務(wù)的形式。由于PC自身的強大功能和技術(shù)的快速發(fā)展，基于PC的業(yè)務(wù)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(zhì)量不夠高，但對于專業(yè)人士、青年人而言，往往更看中業(yè)務(wù)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(yuǎn)角度講，基于PC的業(yè)務(wù)會越來越豐富和被廣泛接受。最顯著的基于PC的娛樂業(yè)務(wù)是游戲，復(fù)雜、精致、情節(jié)生動的游戲是吸引許多人，尤其是中、青、少年上網(wǎng)的主要因素。

IPTV及其增值業(yè)務(wù)也是典型的這一類業(yè)務(wù)?；镜腎PTV業(yè)務(wù)包括：BTV、EPG（電子節(jié)目單）、VOD、NPVR（個人視頻錄制）等；還包括大量增值業(yè)務(wù)：如交互式電視（多角度選擇、重播關(guān)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(wù)、電視郵件、電視上網(wǎng)；游戲；卡拉OK；Amigo TV等。

1.2 家庭通訊和固網(wǎng)移動融合業(yè)務(wù)

通訊類業(yè)務(wù)除了高速上網(wǎng)，主要包括各類話音業(yè)務(wù)：包括傳統(tǒng)的PSTN話音、VoIP、無線語音等。面向數(shù)字家庭的通訊類業(yè)務(wù)發(fā)展的目標(biāo)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(yè)務(wù)，這一新興的業(yè)務(wù)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(wù)，獲得無縫的通信業(yè)務(wù)體驗。FMC主要有兩種實現(xiàn)方式，UMA和IMR。其中，UMA（Unlicensed Mobile Access），引入無需許可無線接入技術(shù)以提供與GSM/GPRS 相同的業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于 Bluetooth 或 WiFi 的覆蓋區(qū)域；UMA手機(jī)通過Bluetooth或WiFi 接入點和寬帶接入網(wǎng)絡(luò)（DSL， cable， 等）提供的透明IP承載，與UNC（UMA Network Controller）連接，并最終進(jìn)入GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)。IMR（Intelligent Mobile Redirect）指在布設(shè)有熱點/Access Point的地點，當(dāng)GSM/3G與Bluetooth/Wifi任意組合的雙模手機(jī)進(jìn)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(dāng)終端不在AP的范圍內(nèi)時，通過常規(guī)的GSM/3G線路處理所有呼叫。

1.3 家庭終端內(nèi)部和外部聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

即指家庭多臺IT設(shè)備共享寬帶接入、家庭內(nèi)部設(shè)備間的資料共享等應(yīng)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(nèi)部局域網(wǎng)可以實現(xiàn)PC、laptop、打印機(jī)之間的互聯(lián)互通，以構(gòu)建家庭辦公網(wǎng)絡(luò)，滿足SOHO一族的需求。

1.4 家庭安全及管理業(yè)務(wù)

這類業(yè)務(wù)含義較廣，主要包括：

·訪問管理：父母控制、遠(yuǎn)程訪問、防火墻等。

·安全管理：遠(yuǎn)程監(jiān)控、火災(zāi)報警、安防報警等；

·自動控制：家電遠(yuǎn)程控制、自動抄表等。

提出新業(yè)務(wù)并不難，難的是找到對用戶具有吸引力的業(yè)務(wù)；設(shè)計恰當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)功能；并用最佳的方式加以實現(xiàn)。接下來，我們提出兩類有現(xiàn)實意義的業(yè)務(wù)：視頻監(jiān)控及安防聯(lián)動業(yè)務(wù)和視頻通信業(yè)務(wù)，并探討業(yè)務(wù)流程、實現(xiàn)方式等問題。

2 家庭視頻監(jiān)控及安防聯(lián)動業(yè)務(wù)

2.1 視頻監(jiān)控及安防聯(lián)動業(yè)務(wù)概述

視頻監(jiān)控是一種比較實用的業(yè)務(wù)，根據(jù)歐洲市場調(diào)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(wù)自動化的要求。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)已開始廣泛用于各種行業(yè)，比如城市安防、環(huán)境監(jiān)測、景點預(yù)覽、企業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控等。家庭用戶對家庭監(jiān)控、安防的要求也日趨成熟。視頻監(jiān)控必將成為一項非常重要的數(shù)字家庭應(yīng)用。

視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)傳遞到遠(yuǎn)端的終端；遠(yuǎn)端的終端可以是電腦、PDA、手機(jī)等多種IT設(shè)備；公共網(wǎng)絡(luò)包括接入網(wǎng)、核心IP網(wǎng)絡(luò)等。二、由統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺完成業(yè)務(wù)控制和管理、用戶認(rèn)證和管理、視頻文件的分發(fā)等工作。安防聯(lián)動和視頻監(jiān)控都是家居安全方面的業(yè)務(wù)，兩者的解決方案可以結(jié)合得非常緊密。我們把它們結(jié)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(jiān)控及安防聯(lián)動業(yè)務(wù)場景描述

開展視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的家庭，首先要在家庭內(nèi)部部署攝像頭，數(shù)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(wǎng)關(guān)，進(jìn)而與公共網(wǎng)絡(luò)連接。

家庭成員可以便捷地了解家庭內(nèi)的情況。通過手機(jī)或PC等終端設(shè)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(dāng)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(chǎn)生動作畫面，所以，可以認(rèn)為如果產(chǎn)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(yuǎn)程查看，那么如何及時知道家中有人闖入呢？攝像頭的動態(tài)監(jiān)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(xù)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(jiān)控系統(tǒng)還可以具備多路視頻移動探測功能，用戶可根據(jù)實際需要，在每路攝像機(jī)的畫面上設(shè)定防范探測區(qū)域，每路畫面可設(shè)定多個探測區(qū)域，使用視頻報警的時間可由用戶自己設(shè)定。當(dāng)防范區(qū)域被運動目標(biāo)觸發(fā)時，系統(tǒng)立刻報警，在屏幕上提示有移動目標(biāo)侵入并自動進(jìn)行錄像跟蹤。

攝像頭發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)后，會通知視頻監(jiān)控平臺的網(wǎng)管服務(wù)器，服務(wù)器會采取預(yù)先設(shè)定的一些措施以通知家庭成員，比如發(fā)郵件去指定的郵箱，發(fā)短信、彩信給手機(jī)，甚至撥打110，等等。

2.3 視頻監(jiān)控及安防聯(lián)動業(yè)務(wù)的實現(xiàn)

2.3.1 系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要由以下元素組成：

1. 前端設(shè)備：攝像頭、本地存儲設(shè)備

隨著公共網(wǎng)絡(luò)IP化，攝像設(shè)備也在向網(wǎng)絡(luò)化方向演進(jìn)，從傳統(tǒng)模擬攝像頭，到數(shù)字?jǐn)z像頭，再到現(xiàn)在普遍使用的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。網(wǎng)絡(luò)攝像頭綜合實現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)字?jǐn)z像頭和基本網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的功能，并提供通用的數(shù)據(jù)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(shù)，在家庭網(wǎng)絡(luò)的有限帶寬下可實現(xiàn)CIF、QCIF等分辨率的全動態(tài)效果。本方案中的攝像頭還將提供接傳感器的開關(guān)式接口，更為適合家庭簡約化的需求。

本地存儲設(shè)備用來存儲攝像頭拍攝下來的圖像，攝像頭或攝像服務(wù)器本身通常是不帶存儲功能的。本地存儲設(shè)備可以以硬盤覆蓋模式不間斷地存儲視頻數(shù)據(jù)，或按照設(shè)定時間觸發(fā)存儲，存儲的數(shù)據(jù)可以編程定期刪除。可以利用家庭中現(xiàn)有的PC機(jī)安裝應(yīng)用軟件來實現(xiàn)。存儲設(shè)備并非必須設(shè)置在家中，用戶也可以選擇將圖像保存在網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)平臺的存儲服務(wù)器中。

2. 終端設(shè)備：PC、手提電腦、手機(jī)等

終端設(shè)備是用來查看視頻監(jiān)控圖像、或接收相關(guān)聯(lián)動通知的設(shè)備，一般是一些便于隨身攜帶、能夠與公共IP網(wǎng)絡(luò)連接到設(shè)備。目前最常用的是PC、手提電腦、手機(jī)。

3. 業(yè)務(wù)平臺：流媒體服務(wù)器、存儲服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、監(jiān)控終端

流媒體服務(wù)器：提供視頻分發(fā)功能。當(dāng)同時多人通過遠(yuǎn)程登陸觀看同一個監(jiān)控點的圖像，或者當(dāng)查看圖像的同時又要對前端歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行備份時，就存在視頻文件或視頻流的控制和分發(fā)問題。我們的解決方案中，推薦使用流媒體服務(wù)器，又稱作流媒體網(wǎng)關(guān)，來解決這個問題：當(dāng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)存儲的時候，流媒體網(wǎng)關(guān)首先從攝像頭獲取數(shù)據(jù)，然后再將視頻數(shù)據(jù)保存到存儲設(shè)備上。當(dāng)用戶需要進(jìn)行視頻點播的時候，用戶首先向流媒體服務(wù)器發(fā)出請求，流媒體網(wǎng)關(guān)再向存儲設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，然后流媒體服務(wù)器把監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶。

存儲服務(wù)器：用來存儲視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶不在家中設(shè)置本地存儲設(shè)備時，可以將視頻監(jiān)控的圖像存儲在網(wǎng)絡(luò)中的存儲服務(wù)器內(nèi)。而當(dāng)用戶家中有本地存儲設(shè)備時，可以選擇將重要的文件在存儲服務(wù)器中作備份。

認(rèn)證服務(wù)器：對用戶統(tǒng)一進(jìn)行帳號生成、授權(quán)、認(rèn)證，杜絕非法用戶對網(wǎng)絡(luò)的入侵和非法監(jiān)視。用戶通過帳號和密碼確認(rèn)自己的身份進(jìn)行遠(yuǎn)程管理；識別遠(yuǎn)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(yīng)數(shù)據(jù)。

網(wǎng)管服務(wù)器：安裝在網(wǎng)管服務(wù)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(wù)器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，支持電信級的用戶管理和設(shè)備管理，解決了大規(guī)模、分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控下的集中管理的問題。視頻管理系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)的SNMP網(wǎng)絡(luò)接口。

家庭網(wǎng)關(guān)不是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個組件，但它是家庭業(yè)務(wù)的承載平臺，所以其性能和功能對于視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的開展至關(guān)重要。

2.3.2 系統(tǒng)工作流程

遠(yuǎn)程通過公共網(wǎng)絡(luò)查看家中情況的過程如下：

·家庭成員的終端（手機(jī)或PC）通過公共網(wǎng)絡(luò)訪問視頻監(jiān)控平臺。首先到認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行身份認(rèn)證。通過后，向流媒體服務(wù)器提出訪問某個監(jiān)控點的要求。

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

·流媒體服務(wù)器將上述資料發(fā)送給遠(yuǎn)程訪問者。如果有多個遠(yuǎn)程訪問者要訪問同一個視頻資料，流媒體服務(wù)器只從相關(guān)設(shè)備中得到一份資料，然后再分發(fā)給各個訪問者。這樣做的好處是：節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬；減輕相關(guān)設(shè)備負(fù)擔(dān)。

· 如果需要對當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，流媒體服務(wù)器首先得到該圖像數(shù)據(jù)，然后存儲在存儲服務(wù)器中。

3 家庭視頻通信業(yè)務(wù)

視頻通信是一類業(yè)務(wù)，可以衍生出很多種業(yè)務(wù)。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(xiàn)點到點的家庭視頻通信——視頻電話。借助視頻會議系統(tǒng)，可以實現(xiàn)視頻電話會議。只要在NGN平臺上增加視頻會議應(yīng)用服務(wù)器，即可實現(xiàn)該功能。

但是，在家庭環(huán)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(jī)是每家都有的，其主要功能為顯示，能否把電視機(jī)作為所有視頻業(yè)務(wù)終端的顯示器呢？答案是肯定的。目前的視頻業(yè)務(wù)主要有兩種：IPTV及其增值業(yè)務(wù)，其終端為機(jī)頂盒＋電視機(jī)；視頻通話，其終端為視頻電話，可進(jìn)一步分解為兩個功能：VoIP處理功能及簡單的網(wǎng)絡(luò)功能，和顯示功能。顯然，如果有一種終端（暫稱為增強型機(jī)頂盒），集成了機(jī)頂盒功能、VoIP處理功能及簡單網(wǎng)絡(luò)功能，和電視機(jī)配合，可以綜合實現(xiàn)IPTV及視頻通話兩大類業(yè)務(wù)。

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

4 家庭網(wǎng)關(guān)的功能和作用

在前面介紹視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)時提到，家庭網(wǎng)關(guān)對視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的開展起到重要作用。家庭網(wǎng)關(guān)之于家庭業(yè)務(wù)，就如同IP承載網(wǎng)絡(luò)之于網(wǎng)上業(yè)務(wù)和應(yīng)用；家庭網(wǎng)關(guān)是家庭內(nèi)部多種業(yè)務(wù)的承載平臺，其性能和功能對于家庭內(nèi)部多種業(yè)務(wù)的開展至關(guān)重要。

家庭網(wǎng)關(guān)在業(yè)務(wù)提供中完成如下功能：

·連接公共網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)家庭內(nèi)部IT設(shè)備。如，攝像頭和本地存儲設(shè)備就是通過家庭網(wǎng)關(guān)相互連接的。家庭網(wǎng)關(guān)擁有完善的數(shù)據(jù)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(wǎng)控制、遠(yuǎn)程Web接入、DDNS等功能。家庭網(wǎng)絡(luò)一般采用動態(tài)IP地址，無論是異地的家庭成員還是業(yè)務(wù)平臺的服務(wù)器，要想找到家庭網(wǎng)絡(luò)就必須掌握其當(dāng)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(shù)。DDNS，動態(tài)域名解析，適用于家庭網(wǎng)絡(luò)IP地址動態(tài)分配的情形；該技術(shù)將家庭網(wǎng)絡(luò)的域名和動態(tài)得到的IP地址進(jìn)行綁定，因而通過域名就可以訪問家庭網(wǎng)絡(luò)，而無需知道家庭網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的IP地址。

·提供QoS保證，確保其上承載的多種業(yè)務(wù)能夠順利開展。當(dāng)家庭內(nèi)部開展了上網(wǎng)、話音、視頻等多類業(yè)務(wù)后，QoS成為必備功能。

·家庭網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程管理、自動故障檢測等功能，使得運營商可以對家庭網(wǎng)絡(luò)提供更加高效率、高質(zhì)量的維護(hù)，進(jìn)而保證了家庭業(yè)務(wù)的高質(zhì)量。

·家庭網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程管理、固件自動升級等功能，可以提供新業(yè)務(wù)的自動部署。包括業(yè)務(wù)自助開通、關(guān)閉業(yè)務(wù)，自助修改業(yè)務(wù)參數(shù)，等。該功能為運營商部署新業(yè)務(wù)帶來了便利，進(jìn)而促進(jìn)了新業(yè)務(wù)的開展和普及。

因此，家庭網(wǎng)關(guān)是家庭網(wǎng)絡(luò)的核心，對家庭內(nèi)部開展豐富多樣的業(yè)務(wù)起到關(guān)鍵作用。

5 小結(jié)

家庭業(yè)務(wù)是家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最根本的推動力。但我們要的不是理論上的業(yè)務(wù)，而是有實際意義的業(yè)務(wù)：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(xiàn)方式簡潔高效，技術(shù)上沒有障礙，政策上沒有限制；業(yè)務(wù)終端便于使用。這樣的業(yè)務(wù)及相關(guān)的解決方案才是發(fā)展家庭網(wǎng)絡(luò)真正需要的。

此外，家庭業(yè)務(wù)涉及到運營商、電信系統(tǒng)設(shè)備制造商、IT廠商、家電廠商、業(yè)務(wù)服務(wù)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(chǎn)業(yè)鏈上的利益方之間的協(xié)作；也只有這樣，家庭網(wǎng)絡(luò)和家庭業(yè)務(wù)才會蓬勃地發(fā)展起來。