基于电信网的家庭网关

维普资讯 http://www.cqvip.com

动的融合ＦＭＣ．￣统需要大量的家庭网关终端设备，进一步　推动了家庭网关标准的出台和技术的成熟。英国电信ＢＴ　和法国电信ＦＴ推出的ＦＭＣ业务就是典型的家庭网关成功　商用的案例。因此也可以认为家庭网络就是一个融合的网　络，即融合了固定和移动的网络。　２家庭网关的参考模型　基于电信网络的家庭网关必须具备的两个主要特点　是提供宽带接入能力和基于ＩＰ的数据处理能力。此外家庭　网关处于家庭网络的核心地位，因此除了要考虑满足用户　的需求外还要考虑其灵活的扩展性，这样既可以保证用户　的投资，又可以满足不断发展的业务需求。家庭网络组网　应该包括以下几个网络实体：网络接入功能实体（ＮＡＥ），　负责终结接入技术；家庭网络核心功能实体（ＨＣＥ），负责　完成家庭网络的核心功能，包括家庭内部设备的联网、远　程管理、ＱｏＳ、安全等；功能处理实体（ＦＰＥ），负责ＩＰ，非　ＩＰ的转换，以及信令和媒体格式的转换；用户终端功能实　体（ＥＵＴＥ），由用户直接使用，提供用户界面（ＵＩ）。家庭网　络的物理设备可以分为４类：接入网络终端设备、家庭网　关、适配设备、用户终端设备。其中适配设备完成：Ｉ￣ＩＰ设　备到ＩＰ网络的转化接入功能。　家庭网关所提供的业务有如下几类：　（１）宽带接入　后的家庭通信：家庭通信是家庭内最基本的业务，包括各　类电话业务，如固定电话、ＶｏｌＰ、移动电话、小灵通等　语音电话。且按照其特点，通信主要分两大类：家庭内部　成员之间的通信、家庭与外界的通信。　（２）家庭娱乐和　信息服务：家庭娱乐是对电信运营商传统通信领域的扩　展。通过与ＩＴ厂商、家电厂商以及广播电视内容提供商的　合作，家庭娱乐进一步实现电信综合信息提供能力。信息　业务主要满足家庭成员对家庭内部以及外部信息获取的需　求，并通过多种方式实现业务获取的便捷性以及个性化。　（３）家庭办公：通过远程接入企业网络，并且在家庭办　公室环境中通过布置传真机、网络打印机等设备，采用电　视会议电话等方式实时参与企业办公协同。　（４）智能家　居服务：智能家居的实现已远远超出了电信领域的范畴，　目前最大的困难不是技术因素，而是需要不同行业的厂商　基于电信网的家庭网关　协同一致，形成合力才能加速其发展进程。　从应用上看家庭网关应该具备的两个基本功能：连　接所有外部公共网络与家庭内部网络之间的桥梁；使用户　在家庭内部可以获得各种家庭服务的平台。从逻辑上看家　庭网关应该包括３个方面的功能：接入功能、业务功能和　管理功能。从功能上可以分别看出家庭网关的基本要求：　接入上必须有广域网侧接１３和局域网侧接１３，业务功能上　必须具有语音、数据等业务支持能力并有应用扩展能力；　管理功能上必须提供端对端的安全保证，提供基于业务级　的ＱｏＳ以及远程管理。因此可以将家庭网关看做是几个　功能模块的组合，包括接入功能模块：主要实现家庭网　络与电信网络的连接；联网功能模块：主要实现家庭内部　的用户终端设备之间的连接；传送功能模块：主要实现　家庭网络内部设备与电信网络之间的ＩＰ包的传送；核心功　能模块：包括地址功能、ＱｏＳ功能、安全功能、远程管　理功能、本地管理功能。其中地址功能主要实现家庭网关　自身ＩＰ地址获得以及支持家庭内部终端获得ＩＰ地址，ＱｏＳ　功能主要实现多业务流的分级处理及转发，安全功能主要　防止外部网络对家庭网络的非法访问以及内部网络的非法　接入，远程管理主要实现运营商对家庭网关的远程管理　与控制，比如基于安全的超文本传输协议（ＨＴＴＰ）方式的　ＴＲ０６９网管技术，本地管理主要实现家庭网关的本地登录　管理与控制；业务功能模块：业务功能模块与公共电信网　络的业务实现相关，业务种类繁多，其具备的功能也与特　定的业务相关。　一ｒ新，Ｌ二技一　ｒ，Ｌ　ｒ术一．一●●｛新二业一　●务一●　　３家庭网关的关键技术　家庭网关的关键技术主要为接入技术、家庭网关软　件中间件技术、ＱｏＳ策略、安全、管理以及模块集成度与　性价比等问题。　家庭网关的接入技术：家庭网关必须同时支持ＷＡＮ　和ＬＡＮ接入。目前家庭网关的上行统一的接１３和规范标准　正在制定中，同时还需要确定很多开放的可选技术。对于　接入技术而言，ｘＤＳＬ和光纤技术是首选的，而未来家庭　网络的无线化趋势，使基于无线局域网的Ｗｉ—Ｆｉ或者蓝牙　技术也应该得到广泛的应用，用户可以选择家庭无线网络　５５　２００６．１　０。广东通信技术　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｅ　技　≤　业务　、　．　加有线接入这种传统的模式。此外接入技术还需要考虑的　就是和３Ｇ网络以及后３Ｇ网络的结合，Ｉ１１前欧洲～些运营　商正在研究把家庭网络集成到ＵＭＴＳ网络中，做为３Ｇ网　络的一个延伸，每个家庭网关类似于一个简化的小型微蜂　窝。通过专用３Ｇ接入信道（ＥＶＤＯ，ＷＣＤＭＡ￣ＨＳＤＰＡ），　提供任何类型的蜂窝服务，比如话音、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ￣２ｋ、　下载、网络电视等。可以通过无线接入到ＴＤ・ＳＣＤＭＡ￣　络，克服２　ＧＨｚ频点的衰落，把家庭网关当作～个小的　“基站”。同时由于干扰环境局限在比较小的范围，采用　ＨＳＤＰＡ和ＥＶＤＯ技术可以达到几Ｍｂｉｔ，ｓ的传输速率。这么　做的好处一方面可以做到克服ＴＤ－ＳＣＤＭＡ步行移动衰落　大、组网复杂的问题，另一方面移动通信终端不需要改成　双模终端就可以同时使用室内室外的３Ｇ无线网络。同时　家庭网关内部也需要集成多种网络连接技术，如基于无线　局域网的Ｗ　Ｆｉ、以太网、ＵＷＢ和蓝牙等。　家庭网关的ＱｏＳ策略、管理和安全：家庭网关是一　个高级集成的网关，而要实现家庭网络的集成协作，必然　要求～套统～ｆｒｔＱｏＳｌｌｆｌｌ￣，家庭网络的各个元素，包括网　关、家庭终端设备、网络节点等同时支持这么～套分级的　ＱｏＳ结构。从水平层面看，为了内协同工作，需要提　供ＱｏＳ　ＷＡＮ／ＬＡＮ的映射；从垂直层面看，接入网和上层　协议同样需要Ｑ。ｓ接口和协作。同时由于不同的业务都需　要经过家庭网关，如何在复杂的组网模式下，区分不同的　业务流，能否做到对不同优先级业务流进行合适的调度都　对ＱｏＳ提出了很高ｆｒｔｌｌ－￣。家庭网关作为运营商网络的一　部分，必须具备远程控制、远程检测、远程设置等能力。　家庭网络的管理包括网关自身的管理、网关连接设备的管　理和零接触服务ＴｌｒＩｌｉｐ插ｌｉｐ用。家庭网关的管理希望用户　参与的越少越好，Ｉ！Ｉ前采用的远程管理协议主要有ＴＲ０６９　和简单网络管理协议（ＳＮＭＰ），而基于ＴＲ０６９的管理体系　会逐步成为主流。同时作为家庭设备连接宽带网络的关　口，家庭网关承担着保护家庭网络安全的重大责任，因　此，网关必须具备防攻击、防入侵的能力。家庭网关的安　全主要从３个方面加以考虑：设备安全、用户个人信息管　理和信息控制过滤。　家庭网关的模块集成度与性价比：应用于不同场合　；　ｌ　的家庭网关代表着不同的不同类型的产品，以满足特定需　求，比如电缆调制解调器、机顶盒等结合宽带调制解调器　以提供某些专门服务的特殊家庭设备，所以家庭网关概念　一直处于混淆之中。因此家庭网关应该支持不同类型的应　用，但是由于外部接入网络的不同特点，不同服务提供商　的不同商业模式以及涉及到商业问题，家庭网关统一的解　决方案短期内无法达成共识。电信运营商发展家庭网关遇　到的最大问题就是如何集成模块以满足不同用户的需求，　家庭网关如何应需而变，适应业务不断发展和丰富的需求　也挑战着运营商现有的运营模式。因此家庭业务发展的首　要前提是解决家庭网关的个性化问题，如何以最少的模块　组合来满足最大多数用户的需求。此外家庭网关面临最突　出的问题是需求和价格之间的平衡，运营商希望设备能提　供尽可能多的功能以方便业务的开展，同时希望价格越低　越好，但制造商提出的价格远远超过运营商的期望。不过　还是有理由相信随着对家庭网关与家庭网络相关标准的制　定，各个生产厂家对于产品相关功能统一认识，能够生产　出高性价比，功能丰富的家庭网关，在运营商推动与培养　下，家庭网络会很快成为电信运营收入中的重要一环，从　而打开双赢的局面。　４家庭网关的展望　随着家庭网络的兴起，家庭网关的研究工作已全面　展开。由于一直以来缺少统一的标准，相应产品性能参差　不齐，制约了家庭网关的进一步发展。因此需要完善和修　改家庭网关标准，同时通过产业链上位于不同环节的厂商　的大力推动，家庭网关的成熟应用将指日可待。　家庭网络的兴起，其核心是家庭网关，发展家庭网　关有利于运营商挖掘接入门户价值，打造综合竞争优势。　整个电信业务的运营价值链中，运营商应该从最初的单纯　接入服务转到综合信息服务。下一带网络ＮＧＮ和三网融　合是大势所趋，家庭网关与运营商提供的服务、提供的功　能相融合，将使家庭更为舒适、高效、便捷和安全，由此　形成一整套的家庭信息服务系统。　参考文献　１　中　虱通信标准化协会・基于电信网络的家庭网络设备技术要　（下转第７８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

技术交　化对流入入Ｅｌ路由器的流量在多条路径间进行动态分配，　从而提高了网络流量请求的接受概率和资源利用率，并通　过仿真验证了算法的有效性。　参考文献　１　Ｄ　Ａｗｄｕｃｈｅ，Ｊ　Ｍａｌｃｏｌｍ，Ｊ　Ａｇｏｇｂｕａ，Ｍ　Ｏ　Ｄｅｌｌ，Ｊ　ＭｃＭａｎｕｓ．　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｔｒａｆｉｃ　Ｅｎｇｉｆｎｅｅｒｉｎｇ　Ｏｖｅｒ　ＭＰＬＳ．ＲＦＣ　２７０２，Ｓｅｐｔ．１　９９９　２　Ｚｈｅｎｙｕ　Ｌｉ，Ｚｈｏｎｇｚｈａｏ　Ｚｈａｎｇ，Ｌｅｉ　Ｗａｎｇ．Ａ　Ｎｏｖｅｌ　ＱｏＳ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｏｒｆ　ＭＰＬＳ　Ｔｒａｆｉｃ　Ｅｎｇｉｆｎｅｅｒｉｎｇ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　带宽要求。Ｍｂｉｔ／ｓ　０ｆ　ＩＣＣＴ２００３　图３　ＳＰＭＰ的拒绝概率　图２表明，在ＯＳＰＦ算法中，基于带宽的请求的拒绝　概率随着可选路径数目的增加而降低；图３表明新的算法　也具有上述优点，不同的是：路径数目的增加不仅降低了　３　Ｙｏｎｇｈｏ　Ｓｅｏｋ，￣ｏｕｎｇｓｅｏｋ　Ｌｅｅ，Ｙａｎｇｈｅｅ　Ｃｈｏｉ，Ｃｈａｎｇｈｏｏｎ　Ｋｉｍ．Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ　Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　ｏｒ　ｆＭＰＬＳ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ＩＥＥＥ　２００１　４　Ｋｙｅｏｎｇｊａ　Ｌｅｅ，Ａｒｍａｎｄ　Ｔ０ｇｕｙｅｎｉ，Ａｈｍｅｄ　Ｒａｈｍａｎｉ．Ｈｙｂｒｉｄ　Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｏｒ　ｆＬｏａｄ　Ｂａｌａｎｃｉｎｇ　ｉｎ　ＭＰＬＳ　Ｂａｓｅｄ　ＩＰ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＩＥＥＥ　ＡＩＮＡ　２００６　圜　困　圆　圆　请求的拒绝概率，同时也拓宽了可接受的请求的带宽范　围，例如，对于一个具有５０　Ｍｂｉｔ／ｓ带宽的流请求，当只有　一５　Ａｎｗａｒ　Ｅｌｗａｌｉｄ，Ｃｈｅｎｇ　Ｊｉｎ，Ｓｔｅｖｅｎ　Ｌｏｗ，Ｉｎｄｒａ　Ｗｉｄｊａｊａ．ＭＡＴＥ：　ＭＰＬＳ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｔｒａｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩＥＥＥ　ＩＮＦＯＣＯＭ　２００１　６　Ｊ　Ｔａｎｇ。Ｃ　Ｋ　Ｓｉｅｗ　ａｎｄ　Ｇ　Ｆｅｎｇ．Ｐａｒａｌｌｅｌ　ＬＳＰｓｆｏｒ　条路径时，其拒绝概率为０．０８；而路径数目增加至４条　时，请求的带宽为１２０　Ｍｂｉｔ／ｓ时拒绝概率才达到０．０８。　ｃｏｎｓｔａｉｒｎｅｄ—ｂａｓｅｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｏａｄ　ｂａｌａｎｃｉｎｇ　ｉｎ　ＭＰＬＳ　５结论　本文主要描述了ＭＰＬＳ网络中实现流量优化的一种新　的动态多径路由算法。此算法可以根据网络负载的动态变　一－。●。。一＿＿＿．＿。－。。。●＿＿一一。－。。。●＿＿一一。－●＿●＿＿一＿一－－●＿●＿＿一＿＿－＿－－●＿●＿＿～＿～－－●＿●＿一－－●●＿＿～＿＿一ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｌＥＥ　Ｐｒ０．一Ｃｏｍｍｕｎ．，Ｖｏ１．１５２，Ｎｏ．１，Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２００５　（收稿日期２００６—０７．１９）　－－●●＿＿一＿＿一－－●●＿＿＿＿～一－－●＿●＿＿…＿～－－●＿●＿＿＿＿～．＿－－●＿●＿＿＿＿．＿＿－－●●一一　　＿＿一＿＿（上接第５６页）　求：家庭网关【Ｓ】．２００６　２　Ｈｏｍｅ　Ｇａｔｅｗａｙ　Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ．Ｈｏｍｅ　ｇａｔｅｗａｙ　ｒｅｌｅａｓｅ　１　ｒｅｑｕｉｒｅ—　究计划．敖立．　５　通信产业网．家庭网关：多业务宽带接入新军．北京邮电大　学．陈瑜，郑源水．　（收稿日期２００６—０９—１１）　ｍｅｎｔｓ［Ｓ】　３　中兴通信技术．２００６年７月２５日第四期．基于电信网的家庭网　关．王名　４　中兴通信技术．２００６年７月２５日第四期．家庭网络标准及其研　●－●●＿＿＿＿一～－－●＿＿＿＿＿－－●＿●＿＿一＿一。－●＿●＿＿一＿一－－●●●●＿～＿＿＿＿－－●●＿＿～＿＿一－－●●＿＿一＿＿一－－●●＿＿＿＿一一－－●●＿＿＿＿一一－－●＿＿●＿＿一～－－●＿●＿＿一＿…－－●●＿＿一＿＿＿．＿－－●●＿＿＿＿一＿．＿－●一　●＿＿一－●一　（上接第７４页）　施进行了全面改造，通信网防雷系统得到进一步完善，通　信设备抗雷击和防过电压水平有了明显提高。近两年，通　信电源、通信设备遭雷击损坏事故明显减少，综合性防雷　措施取得了显著效果。　事实证明，只有全方位认真细致地考虑雷击及过电　压因素，严格执行通信系统防雷有关规定，认真落实通信　７８　防雷技术措施，因地制宜地运用好接地一分流一均压一屏　蔽一限幅一隔离等综合防雷技术，不断改进防雷工作，加　强已有防雷设施的维护，才能更有效地预防雷电的侵袭，　使雷电损害降低到最小程度。　（收稿日期２００６－０７—２７）