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新兴存储技术在住宅网关的应用及选择策略

21IC?? 2008年07月14日 ?? 收藏0

  住宅网关(RG)不仅是家庭中所有语音、视频和数据业务的中心入口和控制点,而且还是未来业务发展的基础。但由于缺乏具有鲁棒性、安全而灵活的存储系统,住宅网关设备发展缓慢。本文深入研究了采用增强型闪存解决方案开发住宅网关产品的技术和成本优势,以及发展趋势。

  住宅网关是在宽带接入网(WAN)和家庭局域网(LAN)之间充当家庭网络核心的一类设备,支持互联电器之间的双向通信和数据传输,并可接入互联网。住宅网关是提供通用高速互联接入的关键设备,可为不同宽带接入方式与多种家庭联网解决方案,如HomePNA、HomeRF、无线LAN或IEEE1394的集成提供平台和汇集点(convergence point)。同样, 住宅网关还是业务提供商通过互联网对本地设备进行远程业务配置的重要手段。

  推动住宅网关发展有诸多因素,包括以下几点:1. 新兴的本地网络技术不断涌现;2. 带有智能电子控制系统的家庭不断增加;3. 网络运营商不断扩展新业务;4. 互联网应用持续增长;5. 国际通用标准的制订;6. 宽带互联应用不断推广;7. 新兴休闲娱乐方式(包括数字电视)涌现。

  典型的网关架构

  由于宽带技术的应用相对行比较新,并在不断发展,因此住宅网关的功能也在不断完善。此外,住宅网关设计必须能满足未来5至10年的发展变化,这意味着必须以模块化、着眼于未来的方式设计相关的软件和硬件。为了更好地理解住宅网关,首先有必须了解其核心器件:住宅网关主要由处理器、存储器、数字调制解调器、家庭联网芯片组和相关软件组成,其中存储器包括易失性存储器(RAM)和非易失存储器(闪存)。

  处理器是住宅网关的核心器件,负责处理几乎所有的任务。处理器决定了适用的操作系统、可运行的软件、功耗及系统稳定程度等特性。此外,处理器还是整个系统成本的主要决定因素,处理器越新、越快、功能越强,住宅网关也就越昂贵,也更适用于未来的应用需要。现有的一些主流处理器实际上是将网络器件和CPU集成在高性价比芯片上的系统级芯片。

  与计算机一样,网关也需要存储器对用户或运营商发出的指令进行存储和操作。存储器可用的有效数据越多,网关运行的速度就越快。网关通常采用RAM和闪存,RAM存储的数据易失,因此一旦电源关闭,RAM将丢失所存储的内容。相反,即使断电闪存也能保障网关的操作系统和专用特性以及用户数据和网络数据等信息。闪存是重要资源的“保护神”,在可能的条件下应当为存储的代码和数据提供可靠而持长久的硬件和软件保护。

  由于网关支持多种调制解调器,因此具有较强的配置灵活性。这些调制解调器可为直播卫星、固定无线宽带、双向电缆网络,以及电力线局域网和ISDN的宽带接入网络提供互联。在住宅网关的本地网络侧,芯片组可为运行在本地网上的特定技术提供接口。除不同类型的宽带和本地网芯片组之外,所有的网关还包含支持设备运行所需软件的计算资源。

  住宅网关上运行的软件能改善家庭信息设备与业务之间的协同工作。软件虽然使用户无须关心系统部件的复杂性,但住宅网关必须具有极其稳定的操作系统,以调节如存储器和处理器利用率等资源的分配,操作系统还必须足够小以降低存储成本。此外,操作系统还必须具有灵活的模块化软件配置,以适应未来不断增长的器件架构需求,并进行远程更新和升级。

  住宅网关的功能

  住宅网关的设计决定于网络运营商提供的服务。传统上,服务提供商仅仅只获得接入上的收费,而住宅网关则有助于运营商提供适用于家庭的传统服务和增值服务。这些服务包括:

  1. 通信:为PC和互联网设备提供网络接入以及实现家庭多个设备互连的服务提供商将受到市场的欢迎。此外,增值电话业务,如基于IP的语音和单线多话路连接服务将得到更多用户的响应。

  2. 安全:基于住宅网关的安全系统可取代现有的安全系统。新兴的先进业务,如系统的远程监控可利用标准的互联网浏览器或移动电话实现,这将有效集成现有的核心业务和安全业务,并为用户提供更广泛的安全措施。

  3. 家庭自动化:将家庭自动化和现有家庭服务捆绑起来,这样可吸引更多以前对家庭自动化不感兴趣的用户来关注住宅网关。

  4. 未知业务:如果设计能真正着眼于未来应用,则必须考虑未来可能的需求,而这些需求目前还不被住宅网关设计工程师和业务提供商所了解。这只能通过真正的模块化架构才能实现,这种设计必须集成灵活的可扩展硬件平台,以及支持为开展新服务而对操作系统和应用程序升级的鲁棒性文件系统。

  住宅网关的类型

  住宅网关是在互联网和家庭内部网之间路由数字内容的面向用户的设备,目前主要有以下几类网关:

  1. 基于计算机的家庭服务器:基于计算机的网关也称为家庭服务器,理论上是最简单易行的一种住宅网关,因为目前已经具备了大量已安装并具处理能力的计算机、数字调制解调器和软件平台,这完全适用于配置家庭联网业务。


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