家庭异构网络融合:IEEE 1905.1a标准架构详述

时间:2015-08-01来源:网络

  IEEE 1905.1a藉通用物理层技术实现异构网络整合

  IEEE 1905.1a工作小组于2013年发行第一版后,随即开始讨论1905.1a修正版,期间开放且接受各方的请求,最后于2014年底发行IEEE 1905.1a正式版,最主要是制定一通用信息藉以支持额外的MAC/PHY异构接口,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、蓝牙(Bluetooth)与其他未在IEEE 1905.1中定义的网络传输技术标准,同时提高此整合机制的可用性。以下就IEEE 1905.1a新增加的CMDU,分成上层信息交换、能源管理、通用物理层支持等三大类进行说明。

  上层信息交换

  上层信息请求(Higher Layer Query Message)与上层信息响应(Higher Layer Response Message),用以交换上层信息,包含1905 AL MAC地址、信息版本、装置识别信息、设定与控制接口之URL、装置对应的IP地址等。透过上层信息的交换,预期将使IEEE 1905.1a具有更好的网络环境调适能力,并且使整个整合网络环境在运作上更具有效率。

  能源管理

  透过1905装置之间交换的能源状态消息(Interface Power Change Information TLV/Interface Power Change Status TLV),让彼此可以透过单一传播达的方式,也就是利用请求(Request)、响应(Response),达到节能省电的目的,例如透过Interface Power Change Information可以要求邻近装置几种使用能源的状态,如关闭电源(PWR_OFF)、启动电源(PWR_ON)、省电状态(PWR_SAVE)。当邻近装置接收到请求时,也会针对目前状态做几种响应,如状态改变完成(Request Completed)、状态不须要做任何调整(No Change Made)等。

  通用物理层支持

  包含通用物理层查询/回复(Generic Phy Query/Response Message)、网络拓扑探索(Topology Discovery)等控制信息。现行网通技术多样,可根据应用需求与布建环境选择不同的通讯技术,面对如此多样化的网络环境与应用场景,IEEE 1905.1a提供了通用物理层的概念,此举将使各种不同的网通技术得以交换物理层信息、进行拓扑探索,达到能弹性整合不同网络技术的目的。

  智能家庭异构网络趋势成形

  智能家庭异构网络的发展,主要基于各种不同家庭网络技术之整合应用,例如以自动化系统控制各项家用设备,提供智能互动、保全监控、环保节能、居家照护、云端存取、高速影音串流等等提高生活质量的应用。

  随着此趋势之发展,各种家电用品纷纷加入联网功能,使家电变得更智能且人性化。视听娱乐设备如智能电视,更可藉由因特网的丰富信息与宽带网络的普及,带来更缤纷的使用体验,满足使用者的多样化需求,而成为近年联网装置的热门产品。同时,居家环境的网络取用方便性,也可以让亲友之间的通讯变得更加便利,拉近人与人之间的距离。

  而在未来智能家电大量应用于智慧家庭的环境中,会有许多智慧互动空间,包含客厅、书房、厨房、卧室,甚至是庭园等等的智慧环境。异构网络整合扮演了相当重要的角色,方便且有效率地整合不同设备、通讯方式,势必成为未来发展趋势。

  想象一下走进未来智慧家庭的场景,透过感测网络技术,一进门会有互动玄关欢迎住户回家,同时根据时间与习惯,开启居家空间的灯光、空调,甚至是热水器等。走进客厅,可能会有可与行动装置整合的智能电视甚至是智能玻璃面板,整合多样服务,使用者除了可以享有喜欢的数字内容、透过体感互动满足人对于身心灵健康上的追求,也能实时控制家中各种装置、不漏接小区信息,掌握生活信息。书房则有触控书桌、电子画布、电子白板等等工作、学习用设备;厨房有智能型冰箱、可于因特网搜寻食谱做为调理参考的智能型调理工具等等。

  针对更多不同需求的应用,如居家照护需要的生命征象传感器、空气质量/温湿度传感器等,或是关系整个家庭空间安全的设备,如瓦斯侦测/遮断器、烟雾侦测器、警报按钮、红外线或超音波入侵检测等。这些机制都有助保障生命财产安全。

  而能源也是近来大家所关注的焦点,透过智能家庭网络,各项家电的用电状况以及用电比例将透过一管理机制进行监控分析,参考过去的使用的数据,设定适合的电力使用目标值,让家中电力消耗更具效率,轻松节约用电,主动省下不必要的浪费。上述这些都是现在与未来的发展趋势,导入智能家庭网络之概念,对于生活质量将可以大幅度地提升。

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关键词: IEEE 家庭网络

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