家庭网关技术及标准发展趋势

　　随着各类数字音视频编解码技术、网络技术、通信技术在消费电子领域的大量应用，传统的音视频产业已经从模拟化、单机化，逐步迈入数字化、网络化、智能化进程。其中，网络技术、DRM、IPTV、家庭网络等技术的发展已经成为消费电子行业的热门看点。

　　2007年10月，笔者参加了国际电工委员会音频、视频、多媒体系统和设备分技术委员会（IEC/TC100） 2007年年会（第13届），会议代表们围绕基于数字音视频技术的消费电子领域技术发展趋势、国际组织间的交流与合作、标准的市场推广战略等几个主题内容进行探讨，也对网络技术、DRM、IPTV、家庭网络、节能环保等技术发展趋势进行了交流。本文将有关信息介绍如下。

　　新技术趋势

　　（1）网络技术

　　向数字音视频领域引入IP技术，源自传统音视频产业的数字化升级进程。世界范围内模拟电视、模拟音频广播向数字电视、数字音频广播的过渡，不仅带来了图像质量、声音质量的提高，也令传统的单向、广播式网络结构向双向、分布式网络演进。网络技术特别是IP技术的运用对于网络和终端设备管理、信息交互起着至关重要的作用。

　　为了适应这一变化，IEC/TC100在网络规划和终端设计等领域提出了新的建议和要求。有代表就建议：为适应数字电视和广播要求，应拓展现有有线电视网络频谱，提高资源利用率，为未来网络增值业务提供数据通道，音视频产品的频率未来将扩展到3GHz（第一步从55MHz到85MHz，然后扩展到2000MHz；再扩展到3GHz）。同时，在终端侧研究制定支持数字技术、可编程扩展、人机交互、网络远程控制的终端和接口标准。例如，IEC/TC100/TA5制定的IEC 60728数字音频接口、IEC 62436具有控制功能的媒体接口都是这一领域的典型代表标准，数字化、网络化在消费电子领域已经无处不在。

　　（2）DRM

　　DRM（数字版权管理）涉及内容较为广泛，在网络侧涵盖了信息管理、维护与分发、用户分类，在用户终端侧包括了接口硬件、加密算法和应用程序等诸多内容，它们都是为了管理并保护日益增多的公众、个人的数字音视频信息而进行的针对性设计。

　　IEC/TC100认为DRM在消费电子领域的标准化，首先应针对不同的应用业务和对象进行划分，进而将技术标准体系分为网络标准和终端标准。具体而言，IEC/TC100对于DRM的工作范畴定位为特定业务的实现和模型，特定终端和接口设计，从而避免和其他组织工作范围的冲突。此外，在线数字内容分配和家庭内部（个人多媒体终端网络）域管理也是未来重要方向之一。目前IEC/TC100/TA8已经完成了IEC 62224 数字版权管理和IEC 62227数字版权许可码等标准制定工作，一些新的提案正在进一步研究中。

　　（3）IPTV

　　近年来，电信标准化组织在IPTV领域成立了多个工作组制定标准，国内外一些主流电信运营商也在大力推动IPTV的商用化进程。对于传统的有线电信网络传统的话音业务需求的增长缓慢甚至减少，是大力推动数据增值业务的一大动因。但现状是，IPTV始终无法形成较大的市场规模，究其原因，包括技术体系需要完善，网络设备需要升级，节目内容不充足，商业模式有待完善等。其中有一点必须重视的是，消费电子厂商在这一领域的参与度和贡献度较低，因而一些设计与消费电子产品并不配套。如数字电视终端的主流屏幕尺寸已经达到50英寸，而有些IPTV的节目源只有VCD的清晰度，或是机顶盒只有AV输出端子，清晰度无法满足消费者观看要求。

　　因此，没有消费电子产商的参与，看似端到端的整体方案只是理想化模型。电信厂商和消费电子厂商相互配合才是解决之道。

　　为此，IEC/TC100已经主动与ITU等国际组织和厂商进行联络，希望在网络侧的内容管理与维护、终端侧的机顶盒（或多媒体终端）软硬件设计、接口、人机交互界面等开展合作或承担项目，以期推动产业的健康发展。

　　在沟通的同时，IEC/TC100针对网络多媒体的标准化工作也在稳步推进。为了保障多媒体信息在公众网络传输质量，提供客观的评价手段，IEC/TC100新成立的TA11（多媒体信息质量，Quality of Multimedia Information）已开展PWI61966第十部分网络彩色图像质量评估和第11部分网络视频质量评估等标准的编制工作。

　　（4）家庭网络

　　家庭网络是近年来IEC、ISO/IEC/JTC1、ITU等多个国际标准化组织争论的焦点话题之一，部分人士认为这些组织间存在着标准重叠或重复的领域，因此也存在很多竞争和争论。而笔者却认为，虽然同为“家庭网络”这一名称，但因标准化对象、业务内容和目标并不相同，因而家庭网络对各个组织的定位和意义各不相同：IEC主要针对消费电子产品的互联互通；ISO/IEC/JTC1主要针对信息产品的互联互通；ITU则是希望电信网络在家庭范围的延伸。正是因为以上情况，国际上对“家庭网络”这一名字没有统一的概念和范畴。从目前应用对象和产业化前景来看，各自产业可以根据自身业务发展需要，并行推动各自技术发展和产业应用，并没有本质性的技术冲突，不应有排他性。所谓的冲突，可能出于组织间的领域争夺与划分，在现阶段过分的强调冲突不利于发展。

　　如果从单“家庭网络”这一名词考虑，家庭范围内更多的是消费电子产品，因而消费电子产业更适用于这一名词，也更适于开发符合消费者需求的家庭网络产品。正是因为这一点，DLNA（Digital Life Network Alliance）这一国际上最知名的家庭网络企业联盟选择了IEC/TC100作为标准化平台。在IEC/TC100/TA9的组织下，现已发布了“IEC 62481-1 DLNA家庭网络设备互操作导则第一部分：结构和协议”和“IEC 62481-2 DLNA家庭网络设备互操作导则第二部分：媒体格式”共2个标准。IEC/TC100也在同步推动其他国家或组织提交的标准，如IEC 62457基于TCP/IP的家庭网络通信协议和IEC 62480多媒体家庭网络适配器接口也已经完成了编制工作。此外中国在IEC/TC100提交的首个国际标准草案IEC 62514家庭多媒体网关规范由于反映了消费电子对于家庭网络管理和内容分配的需求，支持了电信标准有利于家庭内外信息的沟通，获得了国外代表的支持。

　　（5）节能环保

　　环境保护与和能源消耗等问题日益突出，节能环保设计已经受到了消费电子厂商的高度重视。IEC/TC100已确定将节能、环保作为IEC/TC100所辖范围内标准项目评价的重要指标，决定由IEC/TC100/TA1制定有关的评价内容和方法。

　　加强交流与合作

　　为了更好的利用业界现有的主流技术和标准，加速标准化进程，拓展工作领域，IEC/TC100正逐步加强与相关组织的合作，由他们主导部分标准项目的制定，分享业界成熟经验和成果。这其中较为突出的是AES（Audio Engineering Society）和SMPTE（Society of Motion Picture and Television Engineers），他们越来越多的参与IEC/TC100标准制定工作，其作用愈发显著。AES正在参与关于音频设备规范和数字音频接口，同时还参与AV Lip-sync的标准制定工作；SMPTE正参与IEC/TC100/TA6关于高速数据存储设备的标准制定工作。此外，该组织也参与了AV Lip-sync，色彩管理以及数字接口的标准化工作。IEC/TC100的工作领域多属消费电子，这一领域涉及的组织广、技术更新快，通过组织间的合作IEC/TC100将可以扩大国际标准的影响力，提高标准的实用性。

　　对于不同组织间潜在的工作范围或标准项目的重叠，IEC/TC100的观点是：第一，凡属于音视频个人消费电子领域范畴的接口、终端维护与管理、个人多媒体终端网络、相关设备的检测要求和方法，终端的网络管理与维护以及相关网络业务等内容，应属于IEC/TC100的工作范围，这意味着前文提及的几个热点领域均包含其中；第二，建立信息沟通渠道和机制，提出TC100的工作领域划分建议，如目前IEC/TC100与ISO/IEC/JTC1在个人多媒体网络领域的交叉，IEC/TC100建议ISO/IEC/JTC1应重点研究低层协议与网络机制；对于IEC/TC100与ITU在IPTV和家庭网络领域，IEC/TC100建议应把家庭范围内的终端、接口、网关等内容划归IEC/TC100工作范围，电信网络侧支持ITU标准。

　　在产业联盟和行业组织迅速成长的今天，包括IEC在内的传统国际标准化组织已经受到了来自各个方向的竞争压力，IEC认识到只有适时的推出符合市场需要的标准，才能够维护自身的权威性，保持健康发展的活力。为此，IEC已经在2007年11月建立了IEC市场战略部（IEC Market Strategy Board），其目的是研究推出符合市场需求的标准，推动各成员国特别是P成员国使用IEC国际标准。

　　中国提案获支持

　　笔者在此次IEC/TC100/TA9会议上就中国的家庭网关国际标准草案作了专题介绍。中国提出，将家庭多媒体网关将网关定位为联络家庭内外网、家庭内部不同子网的桥梁，它不是家庭网络的中心设备；家庭多媒体网关形态并不固定，而是根据不同业务需求制定了一些基本技术要求，因此家庭网关具体的形态可能是独立的，也可能处于机顶盒或电脑中。该方案以音视频消费电子为主体，并在一定程度上体现了通信、IT对于家庭网络的需求，这一思路符合国际家庭网络发展趋势。

　　中国提出的观点得到了外国专家的支持，他们认为由于不同组织对于家庭网络的业务定义不同，因此参考模型也不同，各个模型之间不应有排他性，针对消费电子特别是音视频交互业务的家庭网络是IEC/TC100的工作重点，因而家庭网关作为重点项目是必不可少的。

　　客观地看，中国提案能够得到国际的认同，主要有两个原因：一是IEC/TC100希望推进针对消费电子的家庭网络标准，这符合该组织的自身发展要求；二是因为家庭网关是家庭内网和外部公网的接口，中国草案既考虑了消费电子的需求，也考虑的电信方面的一些基本要求，这种跨领域的标准内容结构符合国际标准化的思路，因而获得了广泛支持。

　　分析与展望

　　从此次会议提及的发展战略和正在制定的标准分析，随着音视频领域技术的快速更新，标准化领域已凸显出五个特征，列举如下。

　　（1）国际标准本地化，本地标准国际化。

　　IEC委员会制定国际标准市场推进计划中的重要的一项工作就是推动IEC标准在各成员国的使用，提高标准使用率。

　　我们认为对于一些属于技术共性的标准应该积极采纳。对于一些需要适应本国自身市场和技术基础的技术标准，在国际标准基础之上进行创新也是一种选择，这种继承性创新，既有利于提高自主创新能力，也有利于提高中国技术标准的国际化程度，便于被国外同业理解。而国际标准的引用过程，可以提高我们对国际标准化趋势的认知程度，有利于推动符合国际市场需求的自主标准走出国门。

　　（2）消费电子领域的新技术带动新业务模式。

　　在此次会议出现最多的就是IP技术、DRM技术，家庭网络，数字音频、视频编解码和传输技术。IEC/TC100已经将IP技术、DRM技术，家庭网络作为未来发展的重点，在传统消费电子产业更新换代的过程中，新技术对于标准的贡献程度将日益明显。

　　（3）组织间的领域交叉越来越多。

　　正因为技术的交叉应用才出现了各个组织的工作领域交叉的局面。每个组织应该有自身明确的定位和工作范围。当然为了避免不要的争执，一定的信息沟通也是必要的，但是沟通不意味着放弃。这也是基本工作原则。笔者建议工作范围的界定应以标准化对象作为划分依据，而不宜以共用的基础技术作为划为依据，这样便于工作领域的划分。

　　（4）节能、环保将是未来的音视频产品标准的必备要求。

　　此次中国提出的节能环保的建议，受到了国外主流厂商的高度重视，并迅速分配了工作。这对于中国自主技术标准的制定也具有一定的借鉴性。当前，自主创新、和谐发展、环境保护与资源的合理利用等已被列中国的发展规划之一，在标准化工作中提出适合中国国情切实可行的节能方法和措施，这符合中国电子信息产业的发展战略。

　　（作者单位：中国电子技术标准化研究所）