1.4 家庭數字化的技術標準和產業聯盟

技術標準是產業化的必經之路，產業聯盟是廠家抱團推動行業達到互贏互利的方式。數字家庭領域參與的有家電、互聯網以及通信廠家等，它們有自己的歷史發展淵源和技術所長，所以并沒有一個統一的能使各個行業都遵守的領域標準以及產業聯盟。但是從各自的行業背景出發，國內外出現了很多與數字家庭網絡有關的標準化組織及產業聯盟，它們大多數由網絡設備商、傳統的計算機或互聯網廠商、家電類廠商、家庭自動控制廠商以及通信領域的運營商和設備商等牽頭建立。

例如，國內有e家佳、閃聯、中國數字家庭產業聯盟、中國通信標準化協會（CCSA）等，國外有影音應用方面的數字生活網絡聯盟（Digtal Living Network Alliance，DLNA）、家庭監控應用的能源節約與家庭安全網絡（Energy Conservation and Homecare Network，EchoNet）聯盟、傳統的ITU-T的電信領域的標準化組織等。

其中閃聯和e家佳主要由一些家電和IT廠家組成，而CCSA家庭網絡工作組的成員則主要是來自電信行業的運營商和設備廠家。這些標準化組織成員單位的類型、建立時間以及負責的標準規范中的技術領域等都不相同，但目標都是家庭內部的網絡組網、設備的互聯互通等，它們目前并不關注家庭網絡提供服務的內容。

1. DLNA的數字家庭工作組

DLNA標準或聯盟，原名是數字家庭工作組（Digital Home Working Group，DHWG），于2003年6月由英特爾、IBM、惠普、NEC、微軟、索尼等17家企業發起成立，目標是建立開放的工業標準和互操作性平臺，簡化網絡消費電子、移動設備和個人計算機等設備間數字內容的共享，讓家庭用戶能通過家里的有線或無線網絡共享不同設備的數字內容。

但DLNA并不定義或者發展新的通信技術，它綜合了很多已經廣泛使用的標準和協議來形成一種家庭設備互聯互通的解決方案，讓盡可能多的設備來支持這種方案并遵守定義的操作規范，這樣可以減少支持DLNA設備的開發工作量，讓這些設備能夠在同一個網絡中完成互操作，例如它的網絡層是最通用的IP ，不依賴于任何物理媒介，它的XML對設備和服務采用統一的描述方式，HTTP是用來DLNA設備的信息交互，而SOAP是來確保DLNA設備的互操作性，并且音頻和視頻解碼都直接采用了已有的成熟技術等。DLNA互操作性指南包括五個部分內容，即體系結構和協議、媒體格式、鏈路保護、DRM互操作系統和設備配置文件，它為合作方提供了建立家庭網絡的可互操作網絡平臺以及設備所需的規范和信息。

在2005年，DLNA聯盟發布了支持互操作性的1.0版本，主要是為網絡家電設備、計算機和移動設備之間提供互操作性。它集成了目前已經有的通用即插即用協議（Universal Plug and Play，UPnP），支持大量已經使用的圖片、視頻和音頻等的媒體格式，例如各種不同的圖片（PNG、JPEG、GIF等）或視頻（MPEG-2、MPEG-4等），另外還包含了各種有線和無線的互聯標準。當時1.0版本的領域還比較窄，除了設備互操縱性的支持以外，還沒有考慮對家庭網絡的控制和管理、服務質量、網絡安全、版權保護等領域進行探討。

在2006年10月，DLNA發布了1.5版本，它在原來的基礎上增加到12種設備模型以及5種設備能力定義，主要包括移動式數字媒體服務器、移動式數字媒體播放器、數字媒體控制器和數字媒體打印機等。

DLNA協議互聯互通的關鍵是建立一個可用的設備模型。根據DLNA協議棧第四層體系結構的定義，DLNA設備必須支持這個抽象的、公用的設備模型。這個設備模型定義了控制點和設備之間的通信協議，并且把相關的通信分為六個過程，包括設備尋址、設備發現、設備描述、設備控制、設備事件和設備展示。

整個過程首先是支持DLNA協議的設備在加入DLNA的網絡后，通過設備尋址的方式能夠自動獲得IP地址；通過設備發現的機制，控制點可以知道當前DLNA網絡上有哪些設備；通過設備描述控制點可以知道設備相關的詳細信息以及設備能夠提供哪些服務；通過設備控制點可以使用該設備的服務；而通過設備事件可以將設備狀態的變換通知感興趣的控制點；通過設備展示控制點可以用瀏覽器查看設備狀態以及控制設備。

這樣通過支持這六個過程，DLNA的協議可以提供聯網設備之間的自動發現和自動聲明，以及信息交換和互操作等功能，從而達到“零配置”下設備的即插即用的效果。

在DLNA協議中提到的UPnP是開放的分布式網絡架構，能夠實現各種智能設備相互間對等的網絡連接（P2P）。它允許個人計算機、打印機、互聯網網關、Wi-Fi的AP、移動設備等能無縫地在網絡中互相發現各自的存在，然后進行數據共享和通信。UPnP支持任何操作系統，不需要復雜的網絡配置。對于DLNA集成的應用層的UPnP，DLNA做了技術融合的定義，讓UPnP能夠很方便地支持針對音頻和視頻等消費電子設備的自動互聯應用。

組成UPnP的基本單元包括設備、服務及控制點。其中的UPnP設備是最基本的功能單元，它能夠提供資源或者服務；服務是最小的控制單元，能夠通過狀態變量改變其他相關物理設備的狀態；而控制點在網絡中擔任控制者的作用，能夠發現并且控制網絡內的其他UPnP設備。完整的UPnP協議是由設備尋址、設備發現、設備描述、設備控制、事件通知和基于HTML語言的人機瀏覽界面幾部分構成。

UPnP同樣是基于已經廣泛使用的互聯網的協議與技術，主要包括IP、TCP、HTTP和XML等網絡協議組件，然后在這些技術的基礎上，通過使用SSDP、GENA、SOAP等協議從而建立一個完整的應用協議技術體系，實現在“零配置”的前提下提供網絡設備之間的發現、接口聲明和信息交換等互動操作規范。

UPnP的歷史可以回溯到1999年，微軟和其他25家公司推出了通用型即插即用模式，初衷是家庭中的智能化家電能和PC進行連接和資源共享。微軟的Windows Me操作系統支持UPnP技術，而Intel、SONY等公司從事相關芯片和系統的研發。支持UPnP標準的設備已經涵蓋了游戲桿、掃描儀、打印機、數字媒體適配器等很多家庭設備產品。UPnP技術原來是由對應的UPnP論壇來推動的，從2016年起，所有UPnP相關的工作都由OCF（Open Connectivity Foundation）來管理。

DLNA能夠得到很多廠家和設備的支持，是因為它并沒有創造新的技術，廠家不用去開發新的網絡協議，利用廠家原來支持的協議就能遵循DLNA的規范。DLNA的目標是建立一個基于開放的工業標準的互操作性平臺，讓企業根據這個規范來開發數字家庭有關的產品，達到家庭設備互聯互通、信息共享以及智能控制的效果。

到2014年9月，已經有超過25000臺設備獲得了DLNA認證，在它們的包裝上有DLNA的標志，說明它們已經獲得了與其他支持DLNA設備的互聯互通。到2015年，已有200多家公司成為DLNA聯盟的成員。2017年1月5日，DLNA在它的網站上申明“該組織已經完成了它的使命，將作為一個非營利的組織解散”，它的認證管理被另一家名為SpireSpark International的公司接管。

2. e家佳聯盟

e家佳是指家庭網絡標準產業聯盟，英文名稱ITopHome。這是在2004年由海爾、清華同方、長城、中國網通、春蘭、上海貝嶺、上廣電七家企業為主成立的產業聯盟。2005年6月，e家佳聯盟參與制定的《數字電視接收設備與家庭網絡平臺標準》獲得了信息產業部的批準，成為中國第一個家庭網絡推薦性行業標準。這份標準包含了家庭控制子網接口一致性測試規范、家庭控制子網通信協議規范、家庭網絡設備描述文件規范、家庭網絡系統體系結構及參考模型、家庭主網接口一致性測試規范和家庭主網通信協議規范等六項標準規范。

這個標準實際上定義了完備的家庭網絡體系結構，對家庭內部的所有電器設備（涉及傳統的家電設備，娛樂設備以及三表三防產品等）的通信協議、接口定義以及一致性測試規范進行了詳細描述。

e家佳的家庭網絡從功能上來說，可以是多媒體與數據網絡、控制網絡或其他網絡，也可以是兩種或兩種以上網絡的混合模型。

e家佳網絡是建立了主網通信及子網通信的機制，它采用的是分層次的網絡拓撲結構，通過不同的子網來完成互聯互通，通過家庭網關來實現家庭的管理。這樣e家佳的家庭網絡結構實際上包含兩個網段，即家庭主網和家庭子網。家庭主網和家庭子網都有自己的網關設備，在同一個家庭主網中的設備可以互相通信，然后通過它的內部主網關連接外部的互聯網。家庭子網的設備是通過自己內部的子網關與家庭主網相連接。

e家佳家庭網絡支持各種通信介質，例如射頻、紅外線、電力線、雙絞線、同軸電纜、光纖等。對于雙絞線網絡、電力線網絡和低功耗無線網絡來說，它們通過內部子網關連接到家庭主網上，然后通過內部主網關與外部網絡進行通信。

家庭主網通常用于傳輸高速的信息，帶寬要求比較高，是傳輸音頻和視頻信息的主要網絡。而家庭子網的分工用于傳輸較低速率的數據，帶寬要求比較低，這樣子網適合各種家電、水電煤氣的抄表、門禁防護等信息的低速傳遞。

家庭主網協議目前與當前的主流網絡協議兼容，例如物理層和數據鏈路層采用IEEE 802.3或IEEE 802.11協議，而網絡層和傳輸層采用TCP/IP ，它同時支持有線和無線的物理傳輸介質。當采用無線方式進行組網的時候，同時可以與有線以太網無縫連接。e家佳的主網協議也將計劃開發具有自主知識產權的技術方案，這樣會替代上述的網絡通信協議，目的是為了適應快速發展的家庭網絡的需求。

e家佳的家庭控制子網是由家庭控制子網網關、移動控制終端和支持相應的通信模塊的設備組成。它傳輸的是較低速率的數據，目標是實現各種家電設備、水電煤氣表、門禁防護、燈光控制、家庭自動化等設備的互聯互通以及集中控制等功能。

e家佳的家庭子網采用了具有自主知識產權的通信協議，支持多種靈活的組網方式，例如可以是對等網絡結構，也可以是星形組網的拓撲結構。家庭控制子網的通信方式主要是無線，但同時也支持有線方式互連的方案。無線通信的工作頻率范圍為787～797MHz頻段，如果與廣播電視頻率發生沖突，也可選用支持430～435MHz頻段，將來可以擴展到2.4GHz。

e家佳關注家庭網絡的控制與監控的應用，它與后面提到的X-10、CEBus、LonWorks和EIB等相關組織的研究領域相似。e家佳標準的推出，改變了國內家庭控制網絡只能依靠國外標準來實現的局面。

與國外的相關標準相比，e家佳主要有以下幾個特點。

1）e家佳的家庭子網是具有自主知識產權的通信技術，因此它跟國外的家庭控制網絡標準的物理層、MAC層和應用層有所區別。

2）e家佳高度重視家庭控制網絡中的無線射頻技術，它規定了根據中國國情所支持的相關頻段。

3）e家佳定義了統一的設備管理協議、設備描述文件和相應的規范，實現不同廠家設備之間的互聯互通和互操作。

4）它盡量支持已經非常成熟的技術和接口規范，例如在數據鏈路層上支持帶優先級的載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD），這樣能讓它定義的規范在數據傳輸上有盡可能廣泛的兼容性。在應用層上面，它兼容通用型即插即用標準。

3. “閃聯”標準

閃聯是信息設備資源共享協同服務（Intelligent Grouping and Resource Sharing，IGRS）的簡稱。閃聯可以看成是家庭網絡互聯在國內的主要標準，它等同于UPnP、OSGI、DHWG在家庭網絡中起到的作用，而e家佳則類似于后面提到的CEBus、X10、Lon-Works、ECHO-Net等關注互通中的控制作用。閃聯和e家佳在家庭網絡中互相融合和互相補充，實現了家庭網絡的互聯互通和控制管理。

閃聯標準工作組是2003年7月17日由信息產業部科技司批準，以聯想、TCL、康佳、海信、長城五家企業發起，以及7家單位共同參與的標準組織，目的是基于TCP/IP之上的應用層協議，企業或家庭中的設備遵循相同的接口標準，在特定的網絡中（有線或無線）支持多種設備、家用電器、通信設備之間的設備自動發現、動態組網、資源共享和協同服務。這樣能夠提高設備的互操作性，通過設備組合來提供各種業務。

按照工作組的名稱定義，閃聯工作組的主要目的就是制定并推廣我國數字家庭領域的3C協同標準《信息設備資源共享協同服務標準》，它涉及家庭內部信息資源共享業務。這里的3C是指計算機（Computer）、消費電子（Consumer Electronics）和通信產品（Communication Devices）。

IGRS標準于2005年6月29日正式獲批成為國家推薦性行業標準，是中國第一個“3C協同產業技術標準”。2007年2月，IGRS標準被建設部采納為建筑及居住區數字化技術國家標準。在2008年7月IGRS標準在國際標準化組織/國際電工委員會（ISO/IEC）的技術委員會的投票中被接納為ISO國際標準，這是第一個來自中國的ISO國際標準。

2012年2月，ISO/IEC通過它的官方網站向全球正式發布了閃聯的《音視頻應用框架》《基礎應用》《服務類型》和《設備類型》等4項標準，加上之前發布的《基礎協議》《文件交互應用框架》和《設備驗證》3項國際標準，閃聯1.0版本的全部7項標準成為中國3C協同領域第一個完整的ISO國際標準體系。

從協議的框架角度來看，IGRS標準由三部分組成，即核心基礎協議組、智能應用框架和特色應用。從互聯互通的場景來看，閃聯標準主要由局部互聯、場景域內互聯和全域互聯等三個部分組成。局部互聯主要發生在家庭或辦公場所，這是局部產品的應用；場景域內互聯主要根據特定的場景（例如生活、辦公等）來形成場景方案；全域互聯則關注更大區域內的自動互聯、資源共享以及協同服務。

從這里可以看到閃聯和DLNA以及e家佳的區別，DLNA和e家佳的應用范圍只是在家庭內部，主要是為了實現計算機、家電、通信設備的智能連接。而閃聯標準除了家庭網絡之外，還包括企業中的辦公應用以及社會中的相關資源的協同應用。

e家佳則是從家庭智能化出發，以傳統的電視機為中心，把智能化小區的建設作為合作的方式，共同逐步實現家居的智能化，它的聯盟伙伴包含了政府以及房地產開發商。

DLNA和閃聯都是以家庭娛樂方式為出發點，以P C為網絡連接的中心。DLNA聯合了微軟、Google、搜狐、聯想、方正等計算機、互聯網企業，目的是為了提供軟件和硬件以及各種應用的解決方案。而閃聯是以聯想為主的國內的3C廠商，目的是給消費者提供實用的3C融合體驗。

在閃聯協議的協議棧結構中，最上面的是各個用戶開發的應用，這些應用通過協議棧提供的服務支持以及客戶的描述規范來確認軟件集成的方案，然后發布在閃聯設備上。應用框架是一組支持某種特定應用的服務和客戶的集合，特定的智能應用框架向特定的應用提供充分的開發支持。閃聯設備上的服務和應用通過下層的閃聯標準協議來與其他閃聯設備上的服務和應用進行交互，完成互相發現和使用等功能。然后由底層的設備路由協議完成上層轉發過來的消息在網絡上的發送和接收，消息的傳輸則是基于現有的傳輸協議來實現。

從協議棧結構來看，閃聯是基于基礎協議，但側重于應用層的規范和交互的規則。它是在應用層上處理3C設備之間的互相連接、互操作以及共享數據和信息的流程。就像DLNA協議中設備的發現和識別功能，閃聯基礎協議規定了IGRS設備間如何相互發現及資源共享的機制，這些過程包括了設備相互發現及服務發現、設備間交互通道的創建、設備組管理等功能。

閃聯針對不同應用來提供設備和服務的類型定義以及設備的描述方法，它包含了數字媒體內容的保護、服務質量方面的應用技術規范。閃聯的應用是基于IGRS基礎協議和IGRS的應用框架，這些應用包括了IGRS基礎應用和IGRS擴展應用兩種類型。

4. 中國數字家庭產業聯盟（Digital Home Industry Alliance of China）

2008年7月，在國家工業和信息化部的指導下，國內外從事網絡、產品、技術、內容、服務和運營等數字家庭相關產業的企事業單位和機構自發組織成立了中國數字家庭產業聯盟。該聯盟由中國電子視像行業協會來管理。該組織是圍繞數字家庭產業鏈相關技術、產品、系統、解決方案、運營和服務等方面的非營利性服務組織，目標是“協助國家工業和信息化部、視像行業協會、國內各級政府開展數字家庭技術、產品、標準的產業化推廣、管理和監督”。該組織主要開展聯合研發、推廣應用、標準產業化、產業鏈建設等工作。該產業聯盟的會員單位主要有TCL集團、中山大學、華南理工大學、四川長虹電器、深圳創維等。

5. 中國電信的智慧家庭產業聯盟（China Intelligent Family Industry Alliance）

運營商通過寬帶接入實現了最后一公里和最后一百米的基礎建設，把網關放到用戶家里后的下一步目標是建立家庭網絡互聯互通的平臺。但家庭是電器設備廠家和互聯網廠家爭相角逐的地方，運營商并沒有足夠的能力建立跨行業的業務和服務標準。運營商能做的是借助自己網絡的基礎設施和網關設備來支持其他非運營商產品的連接，建立家庭網絡的生態環境。

中國電信帶著這樣的憧憬，在2014年7月24日，聯合電視機廠家、芯片廠家、終端廠家、渠道商和應用提供商共同發起成立智慧家庭產業聯盟的平臺，目標是提升家庭信息化產品功能和服務水平。聯盟成員包括愛上電視傳媒有限公司，海信、創維、海爾、TCL、長虹、康佳等多家電視機廠家，Marvell、高通等6家芯片廠家，華為、中興、烽火等36家終端廠家，蘇寧、國美等5家渠道商以及應用提供商。它們參與智慧家庭產業的研究開發和應用推廣，帶動產業繼續發展，希望構建良性的智慧家庭生態圈，并探討智慧家庭市場、行業應用、技術方案、產品以及標準化方案的現狀和未來發展趨勢等。

6. 中國移動數字家庭合作聯盟（China Mobile Digital Home Alliance，CMDHA）

和中國電信一樣，中國移動在2017年5月24日攜手互聯網公司、IT和家電企業、創業公司，發起成立數字家庭合作聯盟，目的是加強合作方的資源整合和優勢互補，共同建設開放共享和合作共贏的數字家庭新生態。數字家庭合作聯盟已經有小米、海爾、長虹、烽火、高通、阿里巴巴等覆蓋智能家居、家電、安防監控、芯片領域的合作伙伴加盟。這順應了目前家庭數字化消費已經逐漸成為大眾生活的主流趨勢以及智能家居快速發展的方向。

7. 家庭自動化控制規格的LonWorks

LonWorks規范是由美國Echelon公司在20世紀90年代初提出的現場總線技術，它的核心技術之一是LonTalk協議，支持OSI的全部七層協議，能提供一整套通信服務。1994年，Echelon和LonWorks用戶集團成立了LonMark協會，對互操作進行認證檢測。LonTalk協議的網絡開放性，以及分布式和互操作控制的網絡技術讓它得到了廣泛的應用。全球建立的LonWorks節點已經有數十萬，也在中國市場得到了應用。LonWorks的技術在1998年被美國國家標準學會（ANSI）和電子工業協會（EIA）認可，成為控制網絡的標準，即ANSI/EIA-709。

該標準在產業化、組網方案以及應用場景上都已經比較成熟。例如，在產業化方面，基于LonWorks協議的芯片采用神經元芯片作為技術的核心，包含了3個8位處理器，分別處理介質訪問控制、網絡處理和應用處理。設備的通信由LonTalk網絡標準語言來實現，設備中的應用程序不需要知道網絡的拓撲結構、設備的功能等，但能夠在網絡上與其他設備互相進行報文的發送和接收。它采用專門的網絡收發器使物理層可以支持多種介質，例如雙絞線、低壓電源線載波、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線等，并且可在同一網絡中混合使用。

基于LonWorks技術的現場控制系統由支持LonWorks協議的節點和路由器、LonWorks收發器和LonWorks網絡管理等幾部分組成。它沒有集中控制器，組網方式靈活方便。在一個LonWorks的網絡中，各個節點的地位是平等的，每個節點都可以發起對其他節點的通信。LonTalk標準的媒質訪問控制協議稱為“帶預測的CSMA媒質訪問控制協議”，這種改進型的媒質訪問控制協議能夠有效提高網絡的利用率和性能，減少網絡沖突和碰撞的次數。Lon-Talk協議是獨立于物理媒介的，所以LonWorks可以在各種物理傳輸介質上運行和通信。根據不同信道的特征，LonWorks通信有不同的節點連接數量、數據傳輸速率和不同的最大傳輸距離。

LonWorks應用范圍主要包括樓宇自動化、家庭控制網絡、工業自動化控制等，在組建分布式的智能控制網絡方面有較好的性能。LonWorks在家庭控制網絡中的應用給小區住宅智能化帶來了新的解決方案。原來的做法是由各個廠家獨立和封閉的控制系統來實現各自的網絡和產品管理，但使用LonWorks后，可以把原先的系統轉變成可以互操作的家庭智能控制系統。通過支持LonWorks的協議和標準，廠家開發LonWorks兼容的智能控制節點，以及各種智能傳感器、處理數據的應用設備等，能夠組建新的家庭控制網絡。

8. 歐洲安裝總線（EIB）

歐洲安裝總線（European Installation Bus，EIB）是電氣布線領域使用范圍最廣的行業規范和產品標準。1990年5月8日，ABB、SIEMENS、MERTEN、GIRA、JUNG等七家歐洲電氣產品制造商組成聯盟，制訂歐洲安裝總線規范，成立了非商業性組織歐洲安裝總線協會（European Installation Bus Association，EIBA）。EIBA會員占據了大部分歐洲樓宇和家庭自動化設備市場的銷售額。

1990年Konnex協會成立，取代了原來的EIBA，同時EIB協議發展成為KNX協議。KNX協議除了保持EIB的優點以外，同時也借鑒了其他協議的優點，針對智能家居和網絡控制制定了與EIB完全兼容的標準。

EIB是一種標準的總線控制系統，控制方式為對等控制方式，而不是傳統的主從控制方式。EIB協議從本質上是遵循計算機網絡的OSI七層模型。物理層的介質支持雙絞線、電力線、無線和紅外線，最大傳輸速率為9600 kbit/s。在EIB的數據鏈路層，是采用沖突預防的載波偵聽多路存取（CSMA/CD）來控制數據鏈路，當有多個總線設備同時發送報文的時候不會出現因為沖突而導致數據丟失的問題。EIB的傳輸層支持廣播和點到點傳輸等多種通信方式。

9. 家庭電話線網絡聯盟（Home Phoneline Network Alliance，HomePNA）

HomePNA是家庭電話線網絡聯盟制定的一種家庭網絡的計算機互聯標準。在1998年，由3COM、AMD、IBM等11個公司共同建立這個網絡聯盟，目前已經有超過100多個公司加入聯盟，涉及了網絡、電信、計算機硬件及其他電子工業領域，它的目標是利用現有的電話線路進行網絡連接，建立統一的家庭內部網絡標準，從而實現互聯網的共享訪問、設備（打印機、存儲設備等）數據的共享等，它是家庭網絡連接的主要方案之一。

HomePNA的3.0版本是在2003年推出的，在2005年被國際電信聯盟接受為國際標準。2007年3月，ITU宣布HomePNA3.1規范。通過支持該標準，家庭內部網絡互連能夠支持高達320Mbit/s的數據傳輸速率，可以實現家庭中的高速多媒體業務以及更多的互聯網服務。在HomePNA 3.1的基礎上，HomePNA在2011年發布了新的寬帶接入標準“快速EoC”，把普通的家庭網絡拓展到多住戶的單元以及酒店行業的寬帶接入市場。

10. 家庭插電聯盟（HomePlug Powerline Alliance）

家庭中鋪設的常見線路除了電話線以外，還有一個是家家戶戶都有的電力線。松下、英特爾、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立了家庭插電聯盟，目的是為各種信息家電產品建立開放的電力線互聯網絡接入規范。聯盟成員同意選擇Intellon公司的技術作為基礎，并在2001年6月發布了HomePlug1.0規范。現在聯盟已經發展成為由69家公司組成的企業聯盟。HomePlug標準包括一系列的PLC技術規范，例如HomePlug 1.0、HomePlug 1.0-Turbo、HomePlugAV、HomePlugBPL、HomePlug Command&Control等，形成了一套完整的PLC技術標準體系。家庭設備通過支持這個技術規范，使得家庭的計算機、攝像機、音響、電話等能夠以電力線的方式來實現高速的數據傳輸和互聯網連接，這是電力線通信在智能家居領域的拓展。

除了HomePlug以外，另一個重要的電力線聯盟是通用電力線聯盟（Universal Powerline Association，UPA），該聯盟于2004年12月成立，包括DS2、Ambient Corpaeration、Sumitomo、Ilevo Scheinder等，其中DS2公司是起主導作用的成員。這個聯盟涵蓋了家庭內部的電力線網絡和電力線接入網兩大領域。

11. 基于X-10標準的智能化系統

X-10是美國家庭智能化的主要通信協議。它誕生于1978年，以住宅電力線作為控制總線，不需要增加任何布線，通過電力線將控制器與各功能接口器相連，然后實現設備控制和管理。X-10協議在家用電器控制、家庭安全監控以及室內儀表數字讀取等方面都能發揮重要作用。

X-10協議是以60 Hz或50 Hz的電力線為載波，以120 kHz的脈沖作為調變波而研發的控制技術。因為市場上銷售的大多數家電都沒有提供對X-10協議的支持，所以需要在電力線與家電電源之間增加一個X-10模塊，通過網關對X-10模塊進行控制，從而實現網關對家電的間接控制。家電和對應的X-10模塊在一起稱為X-10設備，X-10設備分為信號發射設備、信號接收設備以及雙向收發設備。

X-10協議的缺點是物理媒介單一，僅依靠電力線來進行通信和控制。各個國家的家庭配電體系標準是不同的，所以該標準具有地域性的特點，在全球范圍推廣的程度比較低。中國雖然也有X-10的產品，但應用范圍比較小。

12. 消費電子總線（Consumer Electronic Bus，CEBus）

在1984年，美國電子工業協會（Electronics Industry Association，EIA）根據當時生活的發展，認為X-10協議已不能滿足各種應用的需求，于是召集了很多廠商重新進行家庭消費產品互聯的通信網絡標準的制定，并在1990年制定出了另一套家庭自動化控制協議的草案，即CEBus。EIA在1992年正式推出了這個針對家庭的電器聯網標準CEBus，編號為EIA-600，主要是為家庭設備之間提供數據交換和控制信息傳遞的通信標準，該標準包括了網絡介質相關的物理設計層與網絡拓撲結構、數據協議、通用控制語言等3個方面。EIA成立了CIC這一非營利性組織來主導該技術，CIC有許多知名度很高的成員，例如微軟、IBM、Compaq、AT&T和Sony等。如今CEBus已獲得美國ANSI標準化組織的承認。

CEBus是很有競爭力的網絡家電互聯規范的工業標準，它是家庭設備即插即用技術的領先者，能支持電力線、射頻、紅外線、光纖、同軸電纜和雙絞線物理介質，最大限度地利用了已有的物理媒介來實現家庭網絡的構建。

CEBus也參考了OSI的7層模型，但設計與OSI相比要簡單。它分為物理層、數據鏈路層、網絡層和應用層四層，另外CEBus還包括了系統管理層的部件。對于應用層，CEBus定義了一種面向對象的、嚴格的設備描述語言CAL （Common Application Language），描述的內容涵蓋了家庭中不同家電的功能和業務情況。

CEBus給各種應用在介質上分配相應的物理信道，而系統管理層負責站點的初始化、監控站點以及管理和維護整個網絡的功能。網絡拓撲結構可以是總線型、星形、樹形或混合型。總線中每個節點的地位是平等的，類似于LonWorks，CEBus不需要一個主控設備。

CEBus的標準主要分為低速（低于10kbit/s）網絡的控制和高速數據信號傳輸的網絡控制。對于多節點競爭訪問網絡資源，CEBus使用以太網協議的一種改進的載波偵聽多路訪問/沖突檢測以及沖突分辨協議（CSMA/CDCR）的方式來控制其節點對介質的訪問，當幾個節點在發送數據有沖突的時候，其中一個優先級較高的節點能夠成功發送數據。

13. 家庭音頻視頻互通（Home Audio/Video Interoperability，HAVI）

索尼公司聯合日本和歐洲的其他7家企業（飛利浦、湯姆遜/RCA、日立、松下、夏普、根德和東芝）在1998年推出了面向家庭數字化音頻和視頻產品的網絡互聯規范HAVI。這是國外家電廠商成立的標準化組織，目的是將電視機、錄像機等各種音頻視頻設備通過IEEE1394技術一起接入網絡，不再使用各種設備自身的遙控器，而是定義一個通用的智能遙控器來控制家庭娛樂網絡中的所有器材，能夠通過家庭網絡進行遠程操作和數據傳輸等操作。該標準的1.0版本在2000年1月份被正式公布。

14. EchoNet協會（Energy Conservation and Homecare Network）

EchoNet協會于1997年12月成立，是日立公司聯合日本國內152家企業組建而成，期間得到了日本政府的支持。它的目標是制定家庭網絡標準體系，并且支持家庭能源管理、居家醫療保健等服務。該標準對于設備之間的物理連接沒有特殊要求，希望盡可能通過無線或者有線來廣泛地連接各種設備。

EchoNet的家庭網絡架構是由EchoNet控制裝置、EchoNet路由器、EchoNet設備所構成。開始的時候幾個組織成員各自推出了相關產品，但因為產品間兼容性比較差，所以沒有得到很好的應用。為了提高兼容性，三洋、夏普、東芝和三菱電機四家公司在2003年12月聯合開發遵循ver3.0技術規格的網絡家電核心技術——iReady，從而加強不同品牌間的網絡家電互聯。

15. 服務網關組織的標準

開放式服務網關組織（Open Service Gateway initiative，OSGi）成立于1999年，它的目標是建立一個開放的服務規范，制定家庭外部網絡向家用電子設備提供業務所需的接口和服務標準，它是定義外部互聯網與家庭網絡之間的規范，目前已推出了3.0版本。該組織已有成員80多個，是以網絡設備商為主的標準化組織，同時涵蓋了電信服務商、設備商、計算機、家電、控制系統供應商等成員。

OSGi標準是一系列應用編程接口（API）的集合。這些應用編程接口包括核心的API和可選的API，共同構成了OSGi的網關規范。OSGi可以使用已有的Java標準來實現。OSGi規范的目的是通過在網關上實現標準接口來為家庭內部設備提供服務，所以它對家庭網絡的物理層沒有什么要求。

16. 互聯網家庭聯盟IHA （Internet Home Alliance）

這是2000年成立的較早的家庭網絡組織，主要成員包括思科、通用、惠普、IBM、松下、SUN、惠而浦及微軟等公司，成員有30多家，還包括一些通信設備、自動化軟件開發商及廚具制造商和零售商等。聯盟的主要目的是解決家電在家庭網絡中的互聯、互聯網接入以及相關的服務，例如當出現家庭網絡連接故障的時候，能夠支持廠商快速定位故障原因等。

17. 中國通信標準化協會（China Communications Standards Association，CCSA）

中國通信標準化協會（CCSA）是2002年12月18日在北京成立的。協會的主要任務是開展通信標準的研究工作，它涉及的單位和企業包括了運營商、設備商、研究單位、大學等，協議的主要內容是關于中國國內的通信標準化工作，也著力于把具有中國自主知識產權的標準推向世界。對于家庭網絡來說，該協會提出了基于電信網絡的家庭網絡標準系列，主要包括基于電信網絡的家庭網絡系列技術要求和基于電信網絡的家庭網絡系列設備技術要求，它們分別是《基于電信網絡的家庭網絡總體技術要求》和《基于電信網絡的家庭網絡設備技術要求——家庭網關》。這兩份標準中詳細定義了基于電信網絡的數字家庭網絡體系結構和數字家庭網絡的功能，標準也探討了家庭網絡能支持的業務等。

18. 聯盟和標準的小結

各種標準化組織在制定數字家庭相關的技術規范的時候，其背后通常都有企業推動以及地域需求，然后根據它們的行業背景來推出相關的標準，所以互相之間的技術接口、消息格式、數據傳輸方式通常是不兼容的，甚至可能有比較大的差異。例如，大多數的標準都有自己定義的物理層和數據鏈路層的消息格式，如果它們申明是開放性的平臺，一般是指在物理層或者數據鏈路層上向應用層提供開放接口。這些標準通常不會提供應用層的兼容性或訪問接口，因為標準組織中的成員希望能在各自的行業中保持對應用和服務的控制權。

本節開頭提到的DLNA和UPnP在現有的家庭網絡或數字化設備中已經得到了廣泛的應用。它們沒有要求開發新的技術，而是在目前很多已有的成熟技術上建立一個互聯互通的規范體系，所以它們在行業和家庭中的應用沒有受到很多局限。但DLNA和UPnP是基于較高處理器性能的，所以對于家庭中低成本和低功耗的設備控制來說并不是理想的技術系統。

LonWorks的技術和相應的設備成本適用于家電控制網絡，物理層的傳輸媒介以中低速率為主，但LonWorks并不是家庭網絡的高速率數據傳輸的合適方案。

EchoNet主要是由日本家庭設備廠商組成，所以它們的關注點是家庭電器設備控制和管理，在物理層上沒有包括已經廣泛應用的IEEE 802.11等傳輸標準，支持的是電源線、藍牙、紅外及早期日本自己的控制傳輸標準HBS等。它有明顯的地域性特點，并不是全球普遍應用的標準。

這些聯盟組織的標準和規范各自有相應的適用場景，還沒有一套完整的技術體系能涵蓋家庭應用的所有需求，即從網絡連接到應用服務的所有環節。另外，國際上的這些家庭網絡和控制標準并沒有在國內得到高度關注和大規模使用，國內做家庭網絡的行業其實對這些標準不是非常熟悉。即使國內已經有了閃聯和e家佳，不過國內的家庭網絡本身沒有得到全面發展，所以這些標準的應用目前還有很大的發展空間。

本節討論的企業標準和聯盟主要是以數字家庭方案為主的產業聯盟，沒有涵蓋后面章節中要介紹的具體的通信技術標準及其組織，例如第2章將要詳細討論的Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave等技術和它們的技術聯盟，這些技術在IEEE或其他標準組織完成技術規范定義后，由相應的芯片或設備廠家組成的企業聯盟來推廣產品的規格認證、互通性和商業化。

在后面的章節中可以看到技術聯盟或企業聯合是通信或互聯網行業發展過程中的典型特征之一。通信或互聯網技術都會牽涉到芯片研發、設備制造、應用服務或運行維護等多方面，沒有一家公司或運營商能涵蓋產業鏈的所有領域，必然需要不同的企業互相配合，才能推動一項新技術從研究到標準規范定義、從研發設計到生產制造、從應用服務到運行維護的過程，新技術誕生到規模商業化的過程至少需要兩三年甚至有寒窗十年以上的爬坡經歷。行業中的旗艦公司有能力投資新技術領域，但要形成產品讓人們受益，既要提前做好戰略決策和產品生命周期的計劃，也要有產業鏈的合作伙伴推動技術的演進和產品化的支持。家庭智能化得到發展是多種技術交融的結果，例如寬帶接入、家庭網絡、物與物相連的通信技術以及人工智能最近十年的耕耘。除了技術的匯聚以外，作為商業化的產品方案，家庭智能化發展的背后可以看到需要有技術聯盟和企業聯合的不斷推動。

本書每章節的技術討論大多數都離不開技術聯盟和企業聯合，為了能更好地理解行業內的技術聯盟，在此將它們的特征簡要概括如下。

1. 技術聯盟有非常明確的技術目標和企業利益

不管是Wi-Fi聯盟、藍牙特別興趣小組、ZigBee聯盟、Z-Wave聯盟等無線技術聯盟，還是家庭電話網絡聯盟、寬帶網絡論壇等有線連接的技術聯盟，它們要推進的技術標準規范和方向都非常明確，也都符合企業產品主戰場的盈利要求。這樣它們才能有興趣和動力促進技術標準不斷升級換代，從1.0版本到2.0版本再到更高的版本，持續研發自己的芯片或設備，從產品中獲利，然后又反過來繼續對技術進行改進和發展。

2. 參與技術聯盟的成員必須是涵蓋產業鏈上下游的企業

這些產業鏈上下游的企業中特別要包含行業中有領先地位的企業的參與。相同領域的公司多數是市場競爭關系，而在產業鏈中上下游的公司彼此是合作或依賴關系。就像上面提到的，如果要盡快把技術產品化和商品化，在行業中進行長期合作的意愿遠高于短期的競爭利益，優勢互補和取長避短是行業聯合的規律。以藍牙技術聯盟為例，1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM與英特爾5家公司成立了藍牙特別興趣活動小組（Special Interest Group，SIG）來推動技術標準的研究和發展。根據各家公司所長，英特爾來負責芯片和傳輸軟件，愛立信負責無線射頻和移動電話軟件，而IBM和東芝負責計算機接口規格的開發。這幾家公司都發揮各自所長，從芯片到設備以及領域應用進行合作。1999年藍牙特別興趣小組的5家公司又與微軟、摩托羅拉、3COM、朗訊共同發起并成立了藍牙技術推廣組織，從而在全球快速推進了藍牙技術的研究以及應用產品的開發。產業鏈上下游企業的聯合、全球化的分工與合作是當前行業得到發展的必經之路，尋求合作伙伴是新技術進行產業化的重要舉措之一。

3. 技術聯盟或企業聯合尋求行業技術的全球化來最大程度地發揮作用和影響

把企業聯盟的標準提交給IEEE或者ITU-T等，推動技術標準在全球行業范圍內的標準化。例如，ZigBee聯盟在2001年8月成立并開始定義技術規范，然后在2006年9月基于ZigBee技術的IEEE 802.15.4-2006標準正式發布。另一個例子，在2017年，國內的運營商、相關的設備商以及芯片廠家等產業鏈的合作伙伴對下一代PON技術進行深入研究，把50G固定波長作為下一代PON技術的演進方向，形成了PON演進的共識。然后在2017年12月ITU-T SG15Q2中間會議中，國內產業界正式聯合提交了50G TDM-PON標準研究和立項建議并被批準立項。

也有IEEE或ITU-T的標準定義在先，然后由技術聯盟或企業聯合來推動技術的產業化。例如IEEE 802.11標準在批準之后，由Wi-Fi聯盟聯合企業通過認證的方式來推廣技術在產品中的實現，并確保不同設備之間的互聯互通。ITU-T的電信寬帶接入標準制定之后，寬帶論壇通過制定網絡管理協議或者組織互通測試來推動ITU-T的標準在設備商和運營商的應用。

4. 聯盟與聯盟之間的互相依賴與協作

本書章節中討論具體技術的時候有企業的技術聯盟，但在應用領域的時候又有相應的行業聯盟。例如本節中數字家庭方案為主的DLNA數字家庭工作組、“閃聯”標準、e家佳聯盟、中國數字家庭產業聯盟、中國電信的智慧家庭產業聯盟、中國移動的數字家庭合作聯盟等，它們選取部分技術聯盟提供的技術規范（Wi-Fi聯盟的互通規范、寬帶論壇的TR069管理協議等）作為各自的基礎，它們可能只是以技術的集成與融合作為自己的應用，也有可能定義部分各自的技術規范（例如中國電信的e-Link，中國移動的And-Link等），然后把這些技術融合到家庭服務的領域中。可以看到，基礎技術的標準聯盟通過金字塔式的逐層疊加又形成了行業的應用聯盟。行業的應用聯盟又涵蓋了產業鏈上下游的合作伙伴，共同為相同的領域定義產品規范和應用場景。作為企業來說，既可能是技術聯盟的成員，又可能是應用聯盟的成員，在技術聯盟中討論單個技術標準規范的定義，在應用聯盟中討論產品的協同配合。企業要想有更遠目標的發展和發揮市場中的主導作用，選擇合適的聯盟進行合作是立足長久發展的戰略之一。對于普通的消費者來說，正是不同類型的企業聯盟的積極協作，不同技術的交融，才能看到智能家庭逐年的變化和發展，得到新的生活體驗。