IEEE 1905.1a敲邊鼓 智能家庭異質(zhì)網(wǎng)絡加速成形
智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡匯聚(Convergence)技術標準經(jīng)過多年發(fā)展,市場上主要有美國電子電機工程師學會(IEEE)與國際電信聯(lián)盟遠端通訊標準化組 (ITU-T)兩個陣營在制定相關標準。IEEE 1905.1標準其底層支援無線區(qū)域網(wǎng)絡(Wi-Fi)、以太網(wǎng)絡(Ethernet)、HomePlug、同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MulTImedia over Coax Alliance, MoCA)等無線與有線連網(wǎng)技術,并具備擴充性;ITU-T則是利用電力線、同軸纜線和電話線等有線傳輸媒介發(fā)展G.hn技術標準。
值得一提的是,IEEE陣營CDHN(Convergent Digital Home Network)工作小組,甫于2014年2月底決議,將ITU-T的G.hn等標準納入IEEE 1905.1底層所支援的通訊技術之一,并改以IEEE 1905.1a命名;無獨有偶,ITU-T陣營正制訂的OPAL(Open Protocol AbstracTIon Layer)標準亦提出以軟件抽象層(Software-based AbstracTIon Layer)的概念,試圖將市面上已存在的有線、無線通訊媒介整合在一起(向前相容于G.hn),以期加速推動智能家庭多元聯(lián)網(wǎng)環(huán)境成型。本文將從介紹 1905.1a的角度,剖析這對智能家用混合式網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意涵。
突破智能家庭發(fā)展桎梏 異質(zhì)網(wǎng)絡技術匯聚平臺擔重任
智能家庭聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迄今,電信營運商、應用服務供應商與網(wǎng)通系統(tǒng)廠商所遭遇的瓶頸,包括各式的家庭聯(lián)網(wǎng)通訊標準(無線、有線)各自獨立,但互不相容,造成消費者使用不便;以及智能家用聯(lián)網(wǎng)環(huán)境缺乏一個彈性的模組化設計架構,導致制造整合各種異質(zhì)的通訊技術的成本過高;此外,智能家用應用情境日趨多元,過去各個聯(lián)網(wǎng)裝置各自以孤島方式運作,若不能達成互通,在缺乏完整通透基礎下,將難實現(xiàn)智能家庭理想。
IEEE 1905.1a或ITU-T OPAL標準的出現(xiàn),即是針對上述的瓶頸提供一個整合智能家用異質(zhì)網(wǎng)絡環(huán)境的契機。試想若將1905.1a或OPAL標準實作成一個家用異質(zhì)網(wǎng)絡技術匯聚平臺,最大好處在于整合更多創(chuàng)新、多元智能家用匯流服務,如家中安全監(jiān)控、居家醫(yī)療保健、云端應用、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)裝置和家庭節(jié)能等。這也可用來解釋何以IEEE、ITU-T兩大國際標準組織不約而同提出以軟件抽象層的概念,將對方塬本制訂的通訊技術納入其自身標準當中。
納入G.hn標準 IEEE 1905.1a標準現(xiàn)身
1905.1a架構(圖1)與1905.1的差異在于除既有的802.11(Wi-Fi)、P1901(電力線標準)、以太網(wǎng)絡及MoCA等無線、有線通訊技術外,IEEE CDHN工作小組更于2013年12月底,將包含ITU-T G.hn、MoCA 2.0、Homeplug 2.0、IEEE 802.15.4(Zigbee)、802.ah(Sub 1GHz)等底層通訊技術視為下一波相容擴充的對象,其中以ITU-T G.hn被納入格外受矚目,因為G.hn核心技術主要是支援電力線通訊,然而IEEE 1905.1標準早已支援同是電力線標準的P1901,因此兩大電力線標準面對智能家庭聯(lián)網(wǎng)之卡位戰(zhàn),特別顯現(xiàn)出互別苗頭的氣氛。
圖1 IEEE 1905.1a網(wǎng)絡架構圖 資料來源:IEEE,資策會整理
1905.1a的軟件抽象層負責各類異質(zhì)網(wǎng)絡資料之收集與通訊,而這些資料包括不同媒介裝置的參數(shù)、組態(tài)、效能與網(wǎng)絡拓撲等資訊。組態(tài)與效能主要的功能如裝置位址與參數(shù)配置、網(wǎng)絡拓撲的建立與診斷、運作模式的配置以及狀態(tài)監(jiān)控、異質(zhì)網(wǎng)絡通訊媒介裝置的通訊狀態(tài)、異質(zhì)網(wǎng)絡通訊媒介裝置傳輸參數(shù)統(tǒng)計、量測指標回報等。
1905.1a的軟件抽象層管理單元(AbstracTIon Layer Management Entity, ALME)負責處理網(wǎng)絡管理相關程序之解析和運算。上層之應用程式(High Layer Entity, HLE)可透過ALME服務存取點(Service Access Point, SAP)介面發(fā)出特定的請求/命令,透過該介面命令該通訊媒介的執(zhí)行、新建、開通、中止或刪除網(wǎng)絡管理程序。ALME可以存取管理程序的資料庫,以儲存各種管理訊息與參數(shù)資料。當管理程序執(zhí)行時,會透過應用程式介面(API)獲得必要資料,并加以整理統(tǒng)計。管理程序執(zhí)行結果也會透過API存至資料庫,上層之應用程式便可透過API獲取該資料內(nèi)容。
若把1905.1a的ALME視為管理單元(Management Plane)的中控端,那么1905.1a的資料單元(Data Plane)包括裝置位址、通訊媒介描述的擴充、轉送功能支援以及通訊媒介路徑維護、選擇、通訊媒介路徑資料庫的儲存;另一重要功能即對于各項異質(zhì)網(wǎng)絡通訊媒介的參數(shù)進行設定和更新,更進一步提供介面給邏輯鏈結控制層(LLC)存取。透過不同的SAP介面可以執(zhí)行下達指令、參數(shù)修改,此指令即會透過API 對資料單元再進行相對應的參數(shù)更動。API也提供外部程式存取介面,可直接將資料單元納入外部的監(jiān)控程式。
資料單元中HAL(High Abstraction Layer)處理模組可執(zhí)行基本(Primitives)程序,執(zhí)行資料運算并存取所運算的結果。外部或上層應用管理單元亦可輕易地透過類似介面,撰寫/ 建立/執(zhí)行各種混合型網(wǎng)絡的資料分析統(tǒng)計運算,做為網(wǎng)絡調(diào)整的參考,如終端設備管理、障礙排解、功能設定、規(guī)格升級等功能共同的溝通方式,透過超文字傳送協(xié)定(HTTP)可讓外部或上層應用管理單元面對具有HAL模組的用戶端產(chǎn)品,進行遠端控制與設備管理。