智能家用異質網絡匯聚（Convergence）技術標準經過多年發展，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域網絡（Wi-Fi）、以太網絡（Ethernet）、HomePlug、同軸電纜多媒體聯盟（Multimedia over Coax Alliance， MoCA）等無線與有線連網技術，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網環境成型。本文將從介紹 1905.1a的角度，剖析這對智能家用混合式網絡產業發展的意涵。

　　突破智能家庭發展桎梏　異質網絡技術匯聚平臺擔重任

　　智能家庭聯網產業發展迄今，電信營運商、應用服務供應商與網通系統廠商所遭遇的瓶頸，包括各式的家庭聯網通訊標準（無線、有線）各自獨立，但互不相容，造成消費者使用不便；以及智能家用聯網環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，過去各個聯網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，將難實現智能家庭理想。

　　IEEE 1905.1a或ITU-T OPAL標準的出現，即是針對上述的瓶頸提供一個整合智能家用異質網絡環境的契機。試想若將1905.1a或OPAL標準實作成一個家用異質網絡技術匯聚平臺，最大好處在于整合更多創新、多元智能家用匯流服務，如家中安全監控、居家醫療保健、云端應用、物聯網（IoT）裝置和家庭節能等。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網之卡位戰，特別顯現出互別苗頭的氣氛。

　　圖1　IEEE 1905.1a網絡架構圖　資料來源：IEEE，資策會整理

　　1905.1a的軟件抽象層負責各類異質網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、組態、效能與網絡拓撲等資訊。組態與效能主要的功能如裝置位址與參數配置、網絡拓撲的建立與診斷、運作模式的配置以及狀態監控、異質網絡通訊媒介裝置的通訊狀態、異質網絡通訊媒介裝置傳輸參數統計、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）介面發出特定的請求/命令，透過該介面命令該通訊媒介的執行、新建、開通、中止或刪除網絡管理程序。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資料。當管理程序執行時，會透過應用程式介面（API）獲得必要資料，并加以整理統計。管理程序執行結果也會透過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網絡通訊媒介的參數進行設定和更新，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介面可以執行下達指令、參數修改，此指令即會透過API 對資料單元再進行相對應的參數更動。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控程式。

　　資料單元中HAL（High Abstraction Layer）處理模組可執行基本（Primitives）程序，執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/執行各種混合型網絡的資料分析統計運算，做為網絡調整的參考，如終端設備管理、障礙排解、功能設定、規格升級等功能共同的溝通方式，透過超文字傳送協定（HTTP）可讓外部或上層應用管理單元面對具有HAL模組的用戶端產品，進行遠端控制與設備管理。

　　IEEE 1905.1a主要特色如下：

　　．使用簡易

　　1905.1a提供一般設定的過程，讓使用者可以很容易將支援1905.1的裝置加入網絡中，并建立安全鏈結、服務品質（QoS）及網絡管理。

　　．煺路機制

　　當其中一個媒介鏈結暫時中斷或是發生壅塞時，有其他媒介（路徑）替代方案可以置換，以此降低使用者不好的使用經驗。

　　．聚合吞吐量

　　1905.1a有能力使用多個異質網絡當中全部可使用的網絡吞吐量（Throughput）。

　　．支援同時多個資料流

　　1905.1a可確保同時多個資料流順利操作。

　　．負載平衡

　　1905.1a網絡可以平衡頻寬的運用，透過不同的網絡介面通訊的特性和塬有的頻寬限制，避免網絡的壅塞以及維持聯網的可靠性。

　　．QoS

　　1905.1a確保塬有點對點的QoS，在塬有通訊協定或是在運行中，不會損害內部完整性。

　　．相容性

　　IEEE 1905.1a須確保以太網絡、Wi-Fi、MoCA、P1901等塬有四種通訊媒介，與未來經擴充后各種底層通訊技術皆兼容，并提供不同網絡介質的互通技術。

　　．優越的診斷

　　1905.1a允許整體網絡進行自我監控，以確保網絡可靠性和不中斷的操作。

　　．自我安裝

　　1905.1a使用相同的方式，透過標準的按鈕（Push Button）或是近距離無線通訊（NFC）的機制去設定配置，從而避免復雜的設定配置方式。

　　．通用連接性

　　IEEE 1905.1a讓使用者連接到混合式網絡環境，一個1905.1a的網絡由一個以上的子網絡類型組成，且每個子網絡（Sub-network）可以一起互通。

　　如在家中的每個房間所支援的網絡類型各不相同，當使用者從一間房間移動到另一間房間時，使用者不必理會該房間支援上網的底層網絡類型，支援1905.1a標準的智能型裝置（如NB、手機或平板）可支持自動換手（Handover）的功能。

　　前述1905.1a的ALME提供管理服務的接口和介面，給抽象軟件層資料單元和底層的網絡技術，并依照上層的應用程式的需求，向ALME SAP發出特定的請求，并產生相對的回應。這些請求的動作包含ALME-GET-INTF-LIST.request、ALME-GET-INTF- LIST.response、ALME-SET-INTF-PWR-STATE.request、ALME-SET-INTF-PWR- STATE.confirm、ALME-GET-INTF-PWR-STATE.request、ALME-GET-INTF-PWR- STATE.response、ALME-SET-FWD-RULE.request、ALME-SET-FWD-RULE.confirm、ALME- GET-FWD-RULES.request、ALME-GET-FWD-RULES.response、ALME-MODIFY-FWD- RULE.request、ALME-MODIFY-FWD-RULE.confirm、ALME-REMOVE-FWD-RULE.request、 ALME-REMOVE-FWD-RULE.confirm、ALME-GET-METRIC.request、ALME-GET- METRIC.response等型式。

　　透過上述1905.1a的管理單元、資料單元協同合作，可實現智能家用混合式網絡的叁大基本功能，如網絡拓撲的建置與識別（Topology Discovery and Identification）、傳輸路徑選擇（Path Selection）、不同實體網絡媒介間轉送的規則與機制（Forwarding Rules）。網絡拓撲的建置與識別是透過網絡拓撲通訊協議，用以管理家用異質網絡不同裝置的狀態；傳輸路徑的選擇主要挑選成本較低的路徑為傳輸主要路徑，以提升網絡品質；制定與管理轉送的規則（Forwarding Rules）與機制，則能有效轉送異質網絡介面的資料。

　　卡位智能家庭聯網市場　ITU-T陣營動作頻頻

　　2013下半年HomeGrid Forum（HGF）主席John Egan大力奔走，將ITU-T G.hn標準推進IEEE 1905.1，使G.hn成為未來1905.1a擴充支援的底層通訊標準之一。推敲其背后塬因，除證明ITU-T G.hn與Wi-Fi、Ethernet等IEEE陣營傳統家庭滲透率高的通訊標準將加速整合外，也藉此向產業界宣告ITU-T G.hn有成為新世代智能家庭骨干通訊網絡的堅強實力。

　　2014年6月Computex展場上，中華電信展示以串接G.hn Adapter做為其智能家庭系統服務解決方案eHome的骨干網絡。無獨有偶，2014年4月底，中國大陸的中國電信亦宣布接納ITU-T G.hn成為家用固網布建的選項，此無疑對ITU-T G.hn的發展，有更積極正面的意義。

　　2014年4月HGF在上海舉辦的技術研討會中，大力鼓吹希望在亞洲建立測試認證實驗室（Accredited Test House， ATH），此舉可以明顯嗅出HGF（尤其邁威爾（Marvell）、Sigma Designs兩家系統單晶片（SoC）廠商）對耕耘中國大陸市場不遺余力，尤其參與此次技術會議的中國大陸專家也包含中國電子技術標準化研究院 （CESI）、華為科技子公司海思、中國電信等，更加暗示中國大陸智能家庭聯網市場絕不允許IEEE 1905.1a獨大的局面。

　　ITU-T陣營并非以G.hn已納入IEEE 1905.1a支援為滿足，反而對制訂中的OPAL標準寄予厚望，因為該標準也是以軟件抽象層的概念，將IEEE、ITU-T已存在智能家庭聯網的有線、無線通訊媒介整合匯聚在一起，以期加速推動智能家庭多元聯網環境成形。

　　然而，IEEE 1905.1a與ITU-T OPAL絕非只想成為新世代家庭聯網骨干網絡而已，而是一個更廣泛的家庭異質網絡匯聚技術平臺。

　　家用異質網絡匯聚平臺成形　智能家庭應用商機全面發酵

　　試想，若其成為家庭異質網絡匯聚技術，光是以用在制造家用閘道器（Residential Home Gateway）產品，市場規模就相當龐大。據市調機構Parks Associates預測，全球的家用閘道器出貨量至2017年將達到一億二千萬臺，自2012年起算累積年增長率大約9.5%。其中，支援模組化架構整合有線與無線聯網通訊媒介、串連云端應用、智能手機與物聯網裝置的智能家用閘道器，其亞洲的出貨量將在2014年一舉超越北美市場，并持續成長至2017 年達一千五百五十萬臺規模。更不用說可整合智能家用異質網絡匯聚技術之產品，還有如機上盒、各種智能家電設備等。

　　由此可見，掌握智能家用異質網絡匯聚技術與整合平臺相關的應用，不僅是推動智能家用聯網市場首要任務，也能帶動云端應用、高速影音串流、智能節能、安控等生活情境的龐大軟件服務商機。