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家庭網路的運作設備:資訊家電

家庭網路的運作環境包括家庭網路架構以及運作其上的資訊家電。資訊家電 涵蓋硬體架構、系統軟體與應用軟體三部分。

1. 硬體架構:一般對資訊設備的評估,多以設備功能的角度為依據來探討其硬

運算功能,因此,在辦公室裡使用 PC 來輔助工作進行是合理的,但若為了 Operating System)是當下探討 IA 系統軟體的研究主流。

3. 應用軟體:應用軟體是終端使用者最直接接觸的部分,其範圍涵蓋遠端控制

而在設備本質方面,傳統家電設備具有以下特性:

1. 種類多且繁雜。

2. 功能訴求單一而明確。

3. 可移動性高。

4. 絕大部分屬於小型設備,僅需要簡單的運算、儲存與溝通能力。

5. 除了視聽娛樂…等多媒體應用外,大部分設備僅需要單純的上網需求及 少量頻寬(遠端控制管理用)。

而資訊家電也自然地延續上述的功能特性及本質,在探討家庭網路的相關議 題時,資訊家電的功能及本質是絕對重要的影響因子,例如:使用者對資訊家電 的功能需求會直接影響網路服務品質保證機制的建立。

參、以 TCP/IP 為基礎的家庭網路架構

在第二章裡,我們簡要地介紹了家庭網路及資訊家電,也同時瞭解家庭網路 與資訊家電所面臨的問題,在於缺乏發展共識。換言之,號稱以家庭網路為設計 對象的標準雖然很多,但網路結構卻大異其趣,回顧前一章的描述,本文認為這 些家庭網路標準依協定結構性可分為兩類:一是架構完整的標準,如:CEBus、

EHS 及 LonWorks…等;另一是較偏向以網路存取層為設計訴求的家庭網路標準,

如:X10、HomePNA、CableHome、Wireless LAN(WLAN,IEEE 802.11 series)、

BRAN、DECT、SWAP 及 Bluetooth…等。雖然上列的所有標準都有學術單位或業 界公司支持,並且也已針對部分產品予以商業化,然而,以產業發展歷史來看, 外,企業也多採用TCP/IP 來建置 Intranet 及 Extranet;換言之,除了吸引使用者 外,Internet 也同時吸引了更多軟硬體廠商的投入,使得硬體價格更低廉,應用軟

HomeRF…等協定顯然已不同於一般 Internet 所使用的底層協定,但是這些較底層

的協定多與硬體相關(介面卡或硬體晶片),一般使用者根本毋須操心,自然也就 沒有使用上的困擾。為了進一步說明這種架構的好處,另以乙太網路(Ethernet)

之變革為例,Ethernet(IEEE 802.3)一直是架構區域網路最重要的協定之一,而 當網路頻寬需求增加時,在眾多的可行方案中,Fast Ethernet(IEEE 802.3u)以最 自然且最快速的方式取代了Ethernet,而當無線通訊的應用日趨增加之際,Wireless LAN(WLAN,IEEE 802.11x)立即成為重要的通訊協定,Ethernet、Fast Ethernet 及Wireless LAN 都是屬於網路層以下的協定,都能在上接 TCP/IP 的情形下,讓 使用者毋須學習額外的設定及操作即能順利連上Internet,而這正是 Fast Ethernet 及Wireless LAN 能在短時間之內快速普及的最大理由。總而言之,以偏向網路存 取層為設計訴求的家庭網路標準作為 HAN 中較底層的協定,而網路層以上依舊 採行TCP/IP 的協定,整體建置成本可謂最為低廉,而利用這種觀念將 Internet 延 伸至家庭網路的困難度也最低。

HAN 的網路存取協定攸關 HAN 的實際發展,本文認為家庭網路的實體連結 必定以毋須重新佈線為首要原則,所以,無線技術 WLAN 及 Bluetooth…等,勢 必成為 HAN 中的重要技術,而無線技術雖然方便,卻仍有不足之處,頻寬不足 實不為過,這樣的觀念就好像是企業利用 Intranet 來建置其企業網路(enterprise network)一般,圖 3-1 即是以 TCP/IP 為基礎的家庭網路架構。Network Access Layer 包括WLAN、Bluetooth…等屬於較底層的家庭網路協定,能讓各式各樣的資訊家 電 能 依 照 設備 特 性順利 地 連 結至 家 庭 網路, 甚 至 若干 高 速 網路技 術 , 如 : Multi-Protocol Layer Switching(MPLS),以及使用優先權觀念為運作基礎的媒體 存取協定。而自Internet Layer 起至 Application Layer,正好對應 TCP/IP 的前三層,

所使用的協定也是以TCP/IP 的相關協定為主,換言之,以 TCP/IP 為基礎的家庭

圖3-1 以 TCP/IP 為基礎的家庭網路架構圖

無論如何,家庭網路的網路存取協定,需要業界標準的進一步整合,而家庭 網路應提供的應用或服務,亦需要產官學界的集思廣益。雖然說HAN 在 Internet Layer 以上的通訊協定以比照 TCP/IP 為主,但基於 IA 的功能特性與一般通訊網 路中電腦的功能特性仍有差異,使得HAN 適用的協定與傳統 TCP/IP 中的協定之 間會有實作上的若干差異,需進一步研究探討,例如:網路位址轉換機制。