很多朋友对无线网关是什么意思，网关是什么意思还不了解，今天小绿就为大家解答一下。
家庭网关，Home网关是什么意思HG是家庭网络的核心组成部分。HG是一种高科技设备，连接家庭网络设备和外部网络(主要是广域网)。以前功能类似的设备只是提供宽带接入的调制解调器，采用无线技术让用户享受移动服务。然而，这种传统设备已经不能满足下一代业务和人们家庭融合环境的需求，因此HG作为一种提供多业务、多接口一体化的宽带接入设备，正逐渐走近人们的视野。HG的主要特点包括：第一，为HG和家庭网络设备提供远程管理接口，允许用户远程控制；其次，HG允许特定的服务或应用连接到特定的服务平台，并提供特定级别的QoS;再者，它还具有识别和充分利用家用设备的功能；最后，集中所有家庭设备的功能，打造一体化的家庭网络环境，使整个家庭应用更加人性化，通过简单统一的操作方式提供多功能应用。HG的功能演进架构关键技术问题：HG架构工作的目标是定义一个可扩展的支持多业务的基础架构。GW的功能可以包括整个家庭网络，也可以小到仅充当调制解调器。此外，架构的设计还需要权衡功耗和价格。家庭设备和QoS策略的高级集成：高级集成的目标是提供设备的端到端传输，以及在家庭内部网络和外部网络之间共享数据和服务的能力。实现家庭网络的融合与协作，需要有一个统一的QoS策略，家庭网络的所有元素，包括网关、家庭终端设备和网络节点，同时支持这样一个层次化的QoS结构。从横向层面来说，需要为内外网的协作提供QoSWAN/LAN映射。从垂直层面看，接入网和上层协议也需要QoS接口和协作。接入技术，关键技术问题：接入技术也很受关注。一个统一的接口和规范正在被制定成一个标准，许多开放的可选技术需要确定。对于接入技术，首先考虑应用的是xDSL和光纤技术。随着未来无线家庭网络的趋势，基于WLAN的Wi-Fi或蓝牙技术应该会得到广泛应用。用户可以选择家庭无线网络加有线接入的传统模式。最近的另一个选择也正在成为研究热点，那就是与3G网络的结合。一些欧洲运营商正在研究如何将家庭网络整合到UMTS网络中，作为3G网络的延伸，每个HG都类似于一个简化的迷你微蜂窝。提供任何类型的蜂窝服务，如语音、互联网接入、下载、网络电视等。通过专用的3G接入信道(WCDMA或HSDPA)。由于干扰环境被限制在相对较小的范围内，HSDPA可以实现几Mbps的传输速率。这样做的另一个好处是，用户的移动通信终端可以同时使用室内和室外的3G无线网络，而不用换成双模终端。家庭网关应具备以下能力：同时连接多种或不同种类的接入技术，使用多种技术可以构建同一个家庭网络；它可以同时处理多种类型的接入网络技术和多种类型的网络技术。网关必须能够桥接接入网络的QoS和归属网络的QoS；保证的访问内容不依赖于用于传输内容的硬件和传输机制；对最新技术的灵活支持，构建在灵活的平台上，可以轻松升级。根据服务和应用的不同，家庭网关可以分为三种类型：控制网关、应用网关和数据网关。音频和视频流是应用程序网关中的重要功能，因为它们使用户能够订阅基于Web的服务，如点播和VoIP呼叫。通过家庭应用网关可以完成以下服务。
家庭互联网服务：IPTV服务，包括支持视频点播、直播服务和远程教育的家庭网关；网络游戏业务：包括支持网络游戏终端开展游戏业务的网关设备；IP、可视电话、家庭视频监控服务和控制网关可以在远程网络上实现家庭控制和安全服务管理。例如，具有家庭控制网关的用户可以在工作或外出期间访问自动照明、加热和安全系统。家庭网关还允许网络服务提供商提供全新的服务包并创造新的收入来源。例如，通过与当地公共事业的联盟，服务提供商可以安全地向消费者提交能源消耗的形式，并提供日常使用定价等各种通知方式。家庭网关的应用前景家庭网关的应用将会大量出现。它最大和最多的应用是家庭中多台个人电脑同时共享一个宽带网络接入。例如，一个在家的孩子可以访问网络学习学校课程，而另一个家庭成员可以同时在线购物。多人同时操作网络，无需等待他人完成操作。网关在家庭中的应用不仅仅是高速互联网接入，未来的宽带接入将带来更多的服务，不仅是互联网接入，还包括混合视频和音频信息流的可视电话，以及其他互动形式的娱乐服务，如网络游戏。网关将实现智能路由算法，并将这些信息流(数据)分发给各种设备，如电话、智能电器、数字电视和音响。例如，高级家庭网关可以使用呼叫者ID信息向家中的电话发送电话呼叫。孩子的电话只能送到自己的房间，或者晚上10点以后的电话(不包括紧急电话)只能送到离卧室很远的地方。上述技术如何应用于家庭，有很多新的发展趋势。首先，高速宽带上网进入家庭。目前，大约1%的美国家庭拥有DSL和电缆调制解调器，到1999年底，超过100万美国家庭安装了这些设备。Forrester研究机构预测，到2003年，将有2000多万美国家庭通过DSL或电缆调制解调器接入宽带。其次，到2002年，联网家庭的数量也将迅速增加。木星通信公司预计，届时将有1500万个家庭网络。家庭网络的发展趋势将因家庭中多台PC的存在和其他电气设备的使用而加速。1999年，60%新购买的个人电脑来自已经拥有个人电脑的家庭。目前，大约15%的美国家庭拥有多台个人电脑。无论家庭网关的定义是什么，对于现在和未来的应用来说，家庭综合布线应该是这些网络应用的基础。没有合理的布线系统，家庭网关如何为我们提供个性化的网络服务？在这里，综合布线的作用不言而喻。构建下一代家庭网关面临的技术挑战及其解决方案。随着三网融合时代的到来，网络运营商现在越来越需要能够为用户提供有QoS保证的端到端服务的技术。当采用新的商业模式时，服务提供商需要更好地服务用户，留住用户群体，而WLAN家庭网关在这个过程中扮演着重要的角色。网络运营商需要新的家庭网关技术，以便用户可以在家中连接尽可能多的设备。网络运营商可以使用这些设备在家庭网络中的所有设备(从基础设施到终端设备)上捆绑各种服务和控制服务。基于802.11标准的WLAN设备正迅速成为家庭网络终端用户认可的事实上的标准。由于许多原因，基于802.11的WLAN家庭网关已经成为超过基于其他有线或无线标准(例如以太网、HPNA、HomePlug、UWB和蓝牙)的设备的最受欢迎的家庭网络设备。但最主要的原因是，他们使用未经许可的频段和标准的802.11技术。此外，它们还可以解决网络覆盖、端到端业务管理和QoS等重要问题。
DSL网关面临的挑战基于DSL的服务预计将继续超过电缆调制解调器或WiMAX服务，成为世界上最受欢迎的宽带服务。大多数DSL用户将选择WLAN家庭网关来连接他们家中的客户端设备(CPE)。为了在这个迅速转向独立解决方案的不断增长的市场中取得领先地位，基于DSL的WLAN网关制造商必须克服许多挑战。图1:家庭网关的结构框图这些挑战包括：(1)速率/范围——WLAN网关必须覆盖家庭的每个角落，无论设备离网关多远，网关都必须提供高数据吞吐率；(2)干扰/串扰3354随着无线设备数量的增加，出现网络拥塞和其他相关问题的机会也越来越多；(3)未来支持新兴业务的3354设备必须能够支持VoIP、视频等新兴业务；(4)安全/网络管理3354设备必须安全易用，并允许服务提供商帮助用户排除用户终端的故障；(5)发射功率为——的网关应采用符合全球发射功率标准的通用解决方案；(6)成本效益。尽管面临许多挑战，设备设计工程师和制造商正在开发相关的硬件和软件技术来解决这些问题。但是，他们采用的技术必须确保WLAN网关的成本不会增加到底线以上，或者不会给制造过程增加太多的复杂性。下面讨论的设计工程师使用的几种硬件和软件技术可以使WLAN网关满足服务提供商和最终用户的需求。峰值性能一个需要特别注意的硬件相关问题是射频性能，它会影响网关的数据传输速率和覆盖范围。如果射频性能太低，家庭网络覆盖会有盲区。幸运的是，有许多技术可以解决与硬件相关的RF性能问题。这些技术的合理应用可以使WLAN家庭网关的覆盖范围达到家庭的每个角落。这种网络覆盖针对拥挤网络环境中的多个设备进行了优化。提高射频性能的方法之一是增加输出功率，提高收音机的接收灵敏度。但是需要注意的是，每个国家对无牌照电台的发射功率都有限制。比如美国规定这种设备的最大输出功率不能超过30dBm。理想的解决方案应该是同时提高WLAN信号的输出功率和WLAN设备的接收灵敏度，两者都可以大大提高家庭网关的覆盖范围。但是设计工程师必须特别注意确保这些解决方案不会增加设备的成本或复杂性。设计工程师在系统设计上的长期考虑和创新，可以通过增加发射功率和提高接收机的灵敏度来扩大802.11 WLAN网络的覆盖范围。其他技术，如波束指向或智能天线设计，也可以解决传输速率、覆盖区域和消除覆盖盲区的问题，但这两种技术都需要软件和硬件的支持。此外，在网关设计中使用这些技术，设计和验证的高成本也可能是一个挑战。正在发展的802.11n标准为家庭网络环境提供了更高的数据传输速率，可以通过使用智能天线技术来解决这些问题。除了功率和天线设计问题，噪声也会降低RF性能。因为家庭网关具有诸如以太网和DSL PHY的高速接口，或者在电路板上的WLAN子系统和DSL子系统之间的串行或并行接口，所以噪声耦合更可能发生在家庭网关中。为了解决这个问题，RF噪声源必须与电路板的其余部分隔离开来，并加以屏蔽。鲁棒的RF架构和智能布线设计也是避免噪声耦合所必需的。干扰是WLAN家庭网关设计工程师面临的另一个硬件相关问题。这个问题通常会影响WLAN技术：越多的802.11无线设备靠近工作，它们相互干扰的机会就越大。即使没有连接到WLAN网关的无线设备也可能会造成干扰，例如车库门开启器、微波炉和蓝牙设备。此外，随着2.4GHz频段拥塞的加剧，干扰对802.11g性能的影响也越来越大。
由于802.11g正交频分多址(OFDM)接收机比802.11b接收机更容易受到干扰，这个问题会变得更加严重。其他潜在干扰源包括来自其他接入点和无线工作站的邻道干扰(ACI ),以及无线ISP、无绳电话和2.4GHz频段附近的大功率无线电发射机产生的信号。802.11的ACI问题，对于信道间距为5MHz的2.4GHz频段尤为困难。因为干扰问题只会变得越来越严重，所以WLAN家庭网关设计必须足够健壮，以应对现有和未来的干扰源。为了实现这一目标，家庭网关中使用的芯片的算法或智能设计必须保证家庭网关能够抵抗来自多个干扰源的多种类型的干扰。例如，可以使用窄带中的有效算法来提供能量检测和分组检测机制，以缓解2.4GHz频带中的干扰问题。可制造性和成本在提高家庭网关的性能和可靠性的同时，设计工程师还必须确保他们设计的最终产品具有良好的可制造性和最低的成本。网关设计要能在最短的时间内达到最高的制造良率，产品质量必须稳定一致。提高家庭网关可制造性的一种方法是通过将更多功能集成到独立解决方案中来优化设计。现在的网关设计都是采用单板架构或者双板卡架构，不同的架构成本和可制造性会有所不同。最后，网关必须具有很强的自校准功能，并能得到芯片内置制造软件的支持。另一个硬件挑战是尽可能降低BOM成本。芯片中更多功能的进一步集成和存储器封装的减少将有助于降低BOM成本。易于使用的家庭网关软件应该有助于提高产品的即插即用性能。产品使用越方便，用户满意度越高，购买和频繁使用新业务的机会也越大。对于家庭网关来说，安全功能设置简单并且能够帮助用户排除客户端故障是非常重要的。简而言之，服务提供商不仅想要管理通过家庭网关提供给用户的无线家庭网络服务，还想要可视化地监控端到端的服务。因此，那些具有诊断和故障排除工具的设备非常受欢迎，这些工具使得服务提供商能够发现客户设备的问题。虽然这些是软件目前要解决的问题，但很快就会要求它们支持新的服务，如漫游和视频服务，并将进入家庭网络的手机切换到移动VoIP模式。因为易用性是如此重要的一个因素，设计工程师应该在网关中集成一套灵活的模块化软件。该软件具有丰富的API，可以使设备制造商轻松设计家庭网关，以满足独特的家庭网络需求。因此，家庭网关不仅需要支持实时和嵌入式操作系统，还需要集成和应用各种技术，并使最终用户能够构建和使用客户端应用。图2:家庭网关的架构演变另一个软件挑战是在为电路板上的每个数据接口提供多级QoS支持的同时，保持系统的性能。网关的DSL、以太网和WLAN接口有各自的局限性和QoS要求，因此将这些接口集成到单个处理器中是一个挑战。设计工程师必须集成和优化每个级别的QoS，并使其在单个CPU中的单个操作系统上运行。用低成本的主CPU保证WLAN系统的多模性能是另一个软件挑战。大多数系统需要高WLAN性能特征，例如分组串联和分组聚合，以实现高TCP/IP或UDP数据吞吐量。高速ADSL2和多端口以太网支持给低成本设备带来了巨大的WLAN性能压力。除了降低成本之外，上市时间也变得越来越重要。制造商必须在最短的时间内完成新产品的设计、开发和上市。
对于家庭网关来说，如果有一个支持软件架构的公共平台，会更容易快速上市。通用的软件架构使得家庭网关平台具有可移植性和可重用性，这将大大缩短驱动程序的开发时间。支持未来新兴业务的媒体设备，只能提供数据业务的家庭网关很快就会被淘汰，服务提供商将转而使用具备完整媒体功能的网关。WLAN家庭网关中仍然会有高端和低端产品，但它们都需要不断改进，以满足新兴的三网融合和四网融合商业模式的要求。同时，它们必须支持高数据传输速率。此外，WLAN家庭网关还需要兼容VDSL2和802.11n等新兴技术，支持视频流传输和视频信号的高速传输。此外，随着家庭WLAN设备数量的快速增加，空气中会充斥着更多的无线信号，因此家庭网关必须足够健壮，能够在如此嘈杂的无线环境中工作，同时保持稳定的性能。毫无疑问，家庭网关在网络中扮演着越来越重要的角色，它将成为服务提供商和用户之间最重要的接口。因此，这种设备必须能够支持所有类型的新服务，在任何无线网络中工作，并提供端到端的QoS。预计在不久的将来，存储功能也将成为家庭网关的另一个重要需求。虽然WLAN家庭网关给设计工程师带来了许多挑战，但它们为服务提供商提供了改善用户服务和增加收入的重要机会，因此克服这些挑战将为服务提供商及其用户带来丰厚的回报。
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