十几年前,人们透过网络拨接和世界接轨,当时因带宽限制,只能简单收发信件或浏览网页。随着网络技术爆炸性成长,人们要求更大带宽、更快传输速率、更稳定的传输质量及便利性,从SD、HD至Ultra-HD(4K)的影音传输,亦或不同装置同时分享相同串流内容等多元功能,高速多任务传输网络时代终将宣告来临。在众多家用高速网络技术标准HomePlug、MoCA、HomePNA、G.hn之中,究竟哪一种技术将会异军突起称霸天下?本篇文章将深入浅出介绍今年届满四岁的高效能家庭网络(G.hn:Gigabit Home Networking),该新兴技术旨在领先群雄开启智能家庭全新面貌,成为家庭网络应用的标准。
什么是G.hn?
G.hn为Gigabit Home Networking之简称,是由国际组织家用网格论坛(HGF :HomeGrid Forum)依照国际电信联盟标准化部门(ITU-T: International Telecommunication Union, Telecommunication sector)制定标准,推广的有线高速网络技术。HGF由全球各地公部门及包含知名系统、芯片制造商和营运服务商等私营企业共70家会员而组成,致力推广G.hn应用。客户端可通过各种线材例如电力线(Powerline)、同轴线缆(Coaxial Cable)、电话线(Telephone line)、光纤(Plastic Optical Fiber)作为网络联机,并以1Gbps的传输速度进行。
G.hn的技术发展并非建立在任何既有网络技术基础上,它是一个全新的技术。其问世绝非为了取代现有网络设备,亦或是限制消费者只能在G.hn或是其他技术装置之中做选择。它的最终目的为了扩展G.hn在电线、同轴线、CAT5网络线、光纤服务的涵盖范围,并将质量极大化。消费者无须为了G.hn技术而重新装潢布线,只需将符合G.hn规范的桥接模块接上家庭内的现有线路,就可以享受高速网络的乐趣。一般消费者也许会担心,G.hn和既有网络技术共存的状况下,是否会对传输速度造成影响?
今年HGF在拉斯维加斯举办的消费性电子展(CES: Consumer Electronics Show),成功展示G.hn和HomePNA同时使用同轴线,将IPTV内容传送至两个屏幕并正常播放,足以证明G.hn弹性分配及共存的特性,以下为CES现场展示示意图。
圖示1:CES展示圖,資料來源HomeGrid Forum Blog
http://homegridforum.typepad.com/homegrid_forum/2014/05/ghn-coexistence-with-hpna.html
G.hn不但可和既有网络技术在共同媒介中并存,也可透过不同媒介当作是该网络的延伸技术(Adjunct Network),两技术互不干扰。当HomePNA使用同轴线或是铜线时,G.hn可改采家家户户必备的电线,尤其在房间没有同轴或电话线分布的地方,G.hn可轻易通过电线做联机,无须装修添设线材设备可节省成本。ITU-T更加以利用电线的普遍使用性,开发了一套G.hn和电线技术标准(例如IEEE 1901)共存的技术G.cx,不但让两种网络技术分享线缆轮流使用,另解决一般使用电线遇到的困难点。
从电力厂连接到用户屋内的供电具有不受阻挠及断电的特性,故电线通讯(PLC: Power Line Communication)十分容易受到其他讯号源干扰,尤其在高度密集住户的亚洲城市,极易受到隔壁邻居的讯号源干扰。G.hn的高阶算法及讯号结构技术可排除其他网络传输讯号,能够筛选属于自己的讯号,达到十分好的效果。
除了有共存、稳定、高速传输、布线精简、涵盖范畴广,HGF顺应绿色地球趋势开发出低复杂度、低耗电的自动化家电管理技术G.hn Lite,该技术透过电力线传输并使用25 MHz频带,可和同媒介上的各个G.hn装置兼容。试想未来可透过智能型电视遥控器控制电灯开关,或直接管理家用安全系统,这类型家电应用皆为G.hn Lite的潜在产品,协会现也发起G.hn Lite认证测试。不同于广频度2-100 MHz主打影音传输的G.hn,使用25 MHz的G.hn Lite将专攻家庭自动化功能。
图示2:G.hn-Lite认证标志
而在积极开发智能家庭的网络标准的同时,HGF更于2013年5月和 HomePNA Alliance(Home Phoneline Network Alliance)合并,推动国际网络标准及相关设备的相符性与互操作性及认证(Compliance and Interoperability program: C&I)。
G.hn相符性及兼容性认证计划正式上路
凡通过Logo认证的产品不但可确认产品符合HGF标准,另可确保其与网络设备互通的兼容性。身为亚太地区第一间全球家庭连网G.hn产品验证机构及认证测试实验室的百佳泰,,期望在未来协助国内外厂商快速通过G.hn测试并取得产品认证资格,,在此我们将介绍协会的两项主要认证测试:
相符性测试(Compliance Testing: Silicon)
芯片测试为G.hn技术的核心,涵盖面向由最基本的网络架构至高级逻辑运算,以及避免与其他网络讯号干扰的设计为考虑,包含软件及固件是否依照协会标准及规格相符。
产品认证测试(Product Logo Certification Testing: Systems)
G.hn系统认证测试有个先决条件,即该系统必须采用G.hn认证芯片,系统测试以互用性及功能表现为主(Interoperability and performance),互用性是以在相同的线缆上,系统可和其他G.hn系统兼容,表现能力即其吞吐量大小。一般大型系统厂多以功能及系统测试为主,很少会单独测试芯片。HGF提供的芯片相符性测试,可省去日后G.hn系统和芯片间产生兼容性问题,尤其对资源较少中小型营运商,可节省不少时间及成本。
市场趋势观察
目前全球共有22家系统大厂宣布投入G.hn发展,其中包含Arris、Blu-Castle、CIG、D-Link、Gemtek、Netwave、ST&T、Teleconnect、Ubiquoss、ZTE和 ZyXEL等,芯片设计公司则有Marvell、Sigma Designs、Hisilicon、Metanoia、Triductor以及Xingtera。台湾工业技术研究院大胆预测,接下来的四年全球G.hn设备营业额将会达到6.67亿美元,说明市场对于G.hn的需求日以俱增。
今年HGF主动布局亚洲放眼世界,亚洲是世界通讯制造商聚集地,另有积极拓展亚洲市场的营运商例如中国电信和中华电信,中华电信更于2014年大力布署G.hn,开发高速宽带服务达到300 Meg光纤到家服务。HGF一路从四月份的上海技术论坛,到六月份的台北国际计算机展(Computex),展示了G.hn在不同线材媒介运用,在Computex技术开幕论坛,台湾厂商康全电讯(Comtrend)宣布推出第一个HGF认证的系统产品,另外Marvell成为第一个G.hn认证、含多输入多输出(Multi-input Multi-output: MIMO)技术的有线家庭网络技术芯片供货商,更进一步地扩展G.hn家庭网络覆盖范围以及提高传输吞吐率。
G.hn,一种涵盖同轴电缆、电话线与电力线的高传输速率有线家庭网络标准,它的共存兼容、稳定、1Gbit/s高速传输、布线精简、且不影响邻近设备技术特性,为各家电信营运商考虑纳入家庭智慧联网环境的重点。基于G.hn众多优势,美国宽带IP服务商Comcast也在ITPRoPortal网站发表了一篇相关技术文章,指出未来无线网络Wi-Fi可透过G.hn当作高速无线集线器(HUB),遍布屋内各个角落,显示G.hn技术发展的多样可行性。科技始终来自于人性,相信不久的将来,终端用户只需购买G.hn产品、简易安装、轻松连结、高速上网!