專利名稱：一種基于ip網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字家庭技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
伴隨著廣播電視網(wǎng)、電話網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，三網(wǎng)融合的概念已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界 和產(chǎn)業(yè)界越來越多的關(guān)注，三網(wǎng)融合已經(jīng)成為未來信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。應(yīng)當(dāng)指出的 是，三網(wǎng)融合在現(xiàn)有的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)情況下并不是指三大網(wǎng)絡(luò)在物理形態(tài)的融合，或者 以某種網(wǎng)絡(luò)取代其它網(wǎng)絡(luò)的存在。目前的三網(wǎng)融合應(yīng)該是指業(yè)務(wù)層面的融合，即借助現(xiàn)有 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其是IP技術(shù)，在一個具體網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層上可以同時開展數(shù)據(jù)、語音、和視頻等 多種不同業(yè)務(wù)，向人們提供全方位的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，即為國際上通稱的Triple Play (三重 服務(wù))。隨著三網(wǎng)融合的不斷發(fā)展，基于IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字家庭互動應(yīng)用和服務(wù)的開發(fā)成 為未來的一個發(fā)展趨勢。因此，采用IP網(wǎng)絡(luò)的接入方式也將不斷發(fā)展和普及。數(shù)字家庭公 共網(wǎng)關(guān)作為數(shù)字家庭的多媒體中心和設(shè)備管理中心，需要為家庭內(nèi)部設(shè)備提供外部網(wǎng)絡(luò)的 訪問出口，因此也需要支持基于IP網(wǎng)絡(luò)的接入和通信方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，能夠利 用目前的IP網(wǎng)絡(luò)使數(shù)字家庭中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連互通并且與外 部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。本發(fā)明提供一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)所述數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)包括接入模塊、基本功能模塊、操作系統(tǒng)模塊、硬件層模 塊；所述接入模塊，用于實現(xiàn)數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)與外部IP網(wǎng)絡(luò)以及家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的 連接；所述基本功能模塊，用于提供數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的基本功能；所述操作系統(tǒng)模塊，用于負(fù)責(zé)管理數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的各項功能，對相應(yīng)設(shè)備進(jìn) 行控制；所述硬件層模塊，用于提供與外部網(wǎng)關(guān)交互、聯(lián)系的各種接口。
所述接入模塊包括有線接入模塊和無線接入模塊；其中，所述有線接入模塊包含直接接入模塊、IP隧道模塊、PPP隧道模塊、路由接 入模塊、多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS方式模塊；所述無線接入模塊包括站點、基本服務(wù)單元、分配系統(tǒng)、接入點、擴(kuò)展服務(wù)單元、關(guān) 口六個子模塊。所述直接接入模塊直接接入IP網(wǎng)絡(luò)；所述IP隧道模塊的具體形式包括根據(jù)起源地驗證、無連接數(shù)據(jù)的完整性驗證、
4數(shù)據(jù)內(nèi)容的機(jī)密性、抗重播保護(hù)、有限的數(shù)據(jù)流機(jī)密性保證；所述PPP隧道模塊，使用第二層隧道協(xié)議L2TP構(gòu)成用戶到ISP的一個PPP會晤的 隧道，即一個PPP會話在隧道間傳輸，在第二層采用包交換形式或采用電路交換形式；所述路由接入模塊中，接入點可以是一個第三層路由器或虛擬路由器；所述多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS模塊中，接入點是一個MPLS的ATM交換機(jī)或具有MPLS 功能的路由器。所述站點作為網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分，具有為鑒權(quán)、結(jié)束鑒權(quán)、隱私、MAC數(shù)據(jù)傳輸 的功能；所述基本服務(wù)單元是用來描述站點的集合，包括兩種類型IBSS獨立基本服務(wù)單 元和基礎(chǔ)設(shè)施基本服務(wù)單元；所述分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元，分配系統(tǒng)具有聯(lián)接、結(jié)束聯(lián)接、分 配、集成、再聯(lián)接功能；所述接入點是提供無線站點和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點的設(shè)備，接入點具有接收無線局 域網(wǎng)的無線電信號的功能；所述擴(kuò)展服務(wù)單元具備增強無線網(wǎng)的覆蓋范圍的功能；所述關(guān)口是一個邏輯層，關(guān)口具備將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起 來的功能。所述基本功能模塊提供的功能包括支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、通信應(yīng)用、接收管理、設(shè)備管 理、軟件在線升級、擴(kuò)展功能。所述基本功能模塊提供的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能中，包括數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)功能；對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括支持路由工作模式、橋接工作模式或橋接路由混合工作模式；在路由工作模式下，支持靜態(tài)路由；在路由工作模式下，支持動態(tài)路由，支持RIP vl/v2 ；在橋接工作模式下，支持IEEE 802. Id透明橋協(xié)議；在橋接路由混合工作模式下，分別支持路由工作模式下和橋接工作模式下的功 能。所述操作系統(tǒng)模塊提供的功能包括進(jìn)程管理、記憶空間管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通 訊、安全機(jī)制、驅(qū)動程序。所述硬件層模塊支持不同控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和多媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；所述硬件層模塊提供的接口包括以太網(wǎng)接口、無線局域網(wǎng)接口、無線家庭控制網(wǎng) 絡(luò)接口、有線家庭控制網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻流輸出接口。上述技術(shù)方案可以看出本發(fā)明實施例采用的一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共 網(wǎng)關(guān)，包括了接入模塊(包括有線接入模塊和無線接入模塊)、基本功能模塊、操作系統(tǒng)模 塊、硬件層模塊，可以實現(xiàn)不同功能，能夠利用目前的IP網(wǎng)絡(luò)使數(shù)字家庭中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通 過該數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連互通并且與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)中的有線接入模塊的參考模型示意圖；圖3是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)中的無線接入模塊的參考模型示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，能夠利用目前的IP網(wǎng)絡(luò)使數(shù) 字家庭中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過該數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連互通并且與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案分別進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖?；贗P網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)主要包括接入模塊、基本功能模塊、操作系統(tǒng) (OS)模塊、硬件層模塊。一 接入模塊接入模塊，用于實現(xiàn)與外部IP網(wǎng)絡(luò)以及家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連接。可以包括兩種接入 方式有線接入方式和無線接入方式。其中，有線接入方式包括直接接入、IP隧道、路由接 入、多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)模塊、PPP隧道方式。接入模塊包括有線接入模塊和無線接入模塊。(一 )有線接入模塊圖2是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)中的有線接入模塊的參考模型示意圖。如圖2所示，有線接入模塊包含直接接入模塊、IP隧道模塊、PPP隧道模塊、路由接 入模塊、多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)方式模塊。1)直接接入模塊用戶直接接入IP網(wǎng)絡(luò)，此時IP接入網(wǎng)僅有二層，S卩IP接入網(wǎng)中僅有一些級聯(lián)的 傳送系統(tǒng)，而沒有IP和PPP等處理功能。此方法簡單，是目前采用的較多的IP接入方式。2) IP隧道模塊具體形式包括根據(jù)起源地驗證；無連接數(shù)據(jù)的完整性驗證；數(shù)據(jù)內(nèi)容的機(jī)密性； 抗重播保護(hù)；有限的數(shù)據(jù)流機(jī)密性保證等。由于L2TP本身并不提供任何安全保障，僅提供較弱的安全機(jī)制，并不能對隧道協(xié) 議的控制報文和數(shù)據(jù)報文提供分組級的保護(hù)，采用IP隧道來保護(hù)通道安全，同時也能實現(xiàn) 非IP數(shù)據(jù)的保護(hù)。L2TP對第二層包進(jìn)行通道處理。它們對第三層協(xié)議來說，就可以用通道 處理來實現(xiàn)，如果事實上一個第二層的VPN已經(jīng)建立起來了，兩個異種網(wǎng)通過外部網(wǎng)絡(luò)從 邏輯上連接到目的地，然后可用IP隧道來保護(hù)這個第二層的VPN，并提供必要的機(jī)密性保 證。這就是第三種接入方式IP隧道，它可有效地保護(hù)數(shù)據(jù)包的安全
3) PPP隧道模塊從該節(jié)點至ISP使用第二層隧道協(xié)議(L2TP)構(gòu)成用戶到ISP的一個PPP會晤的 隧道，即一個PPP會話在隧道間傳輸，第二層既可采用包交換形式，也可以采用電路交換形 式，但無論如何要傳送的數(shù)據(jù)都從一個物理實體定址到另一個，并不存在路由跨越的概念， 可以認(rèn)為是以點到點形式進(jìn)行的，是一種仿真連接技術(shù)。用戶可以通過PPP層選擇ISP。4)路由接入模塊接入點可以是一個第三層路由器或虛擬路由器。該路由器負(fù)責(zé)選擇IP包的路徑 和轉(zhuǎn)發(fā)下一跳。路由方式包括基于ISDN的連接和基于FR及租用專線的連接，支持FR、IP/ IPX、PIP/RIP2、OSPF, IGRP 等協(xié)議。5)多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)模塊接入點是一個MPLS的ATM交換機(jī)或具有MPLS功能的路由器。目前MPLS為IP overATM的標(biāo)準(zhǔn)，MPLS的許多控制選項都有明確的規(guī)定，公用的 ATM網(wǎng)絡(luò)引入了 MPLS的技術(shù)方案。移動IP主要定義了三個主要功能實體(1)移動節(jié)點，是一臺主機(jī)或路由器，它在切換鏈路時從一條鏈路到另一條鏈路不 改變它的IP地址，也不中斷正在進(jìn)行的通信。(2)住地代理(Home Agent)，它是一臺路由器，有一個端口連接在移動節(jié)點的住地 鏈路上，這個端口截獲所有發(fā)往移動節(jié)點住地地址的數(shù)據(jù)包，并通過隧道將它們送到移動 節(jié)點最新報告的轉(zhuǎn)交地址上。(3)外地代理(Foreign Agent)。這是一臺有一個端口在移動節(jié)點的外地鏈路上 的路由器，它幫助移動節(jié)點完成移動檢測，并向移動節(jié)點提供路由服務(wù)，例如在移動節(jié)點使 用外地代理轉(zhuǎn)交地址時對通過隧道到達(dá)的IP包進(jìn)行拆封。( 二 )無線接入模塊無線接入模塊的主要功能是接收外部無線信號。同時，將數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的信 息，處理后轉(zhuǎn)換成對家電的控制或查詢信息。圖3是本發(fā)明的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)中的無線接入模塊的參考模型示意圖。如圖3所示，無線接入模塊包括站點、基本服務(wù)單元、分配系統(tǒng)、接入點、擴(kuò)展服務(wù) 單元、關(guān)口六個子模塊。1)站點站點是網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分，提供了一個連接到一個固定的分銷系統(tǒng)。站點具 有為鑒權(quán)、結(jié)束鑒權(quán)、隱私、MAC數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?)基本服務(wù)單元基本服務(wù)單元是指是用來描述站點的集合?；痉?wù)單元應(yīng)有兩種類型，IBSS獨 立基本服務(wù)單元和基礎(chǔ)設(shè)施基本服務(wù)單元。IBSS獨立基本服務(wù)單元之間可以獨立的交互， 不需要任何基礎(chǔ)設(shè)施；而基礎(chǔ)設(shè)施基本服務(wù)單元由站點和接入點AP組成。3)分配系統(tǒng)分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。分配系統(tǒng)具有聯(lián)接、結(jié)束聯(lián)接、分配、集 成、再聯(lián)接功能。4)接入點
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接入點是提供無線站點和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點的設(shè)備，接入點具有接收無線局域網(wǎng) 的無線電信號的功能。5)擴(kuò)展服務(wù)單元擴(kuò)展服務(wù)單元ESS具備增強無線網(wǎng)的覆蓋范圍的功能，使越來越多的站點需要更 有意義的放置在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去提高接入點的密度。6)關(guān)口是一個邏輯層，關(guān)口具備將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來的功 能。二、基本功能模塊基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的基本功能模塊，提供基本業(yè)務(wù)功能，即至少包 括支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、通信應(yīng)用、接收管理、設(shè)備管理、軟件在線升級、擴(kuò)展功能等功能。1)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)至少具備了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、IP網(wǎng)絡(luò)與非IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 和拓?fù)涔芾砭W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能。對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括支持路由工作模式、橋接工作模式或橋接路由混合工作模 式；在路由工作模式下，支持靜態(tài)路由；在路由工作模式下，支持動態(tài)路由，支持RIP Vl/ v2 ；在路由工作模式下，支持NAT，NAPT，符合RFC2663、RFC3022協(xié)議規(guī)范；在橋接工作模式 下，支持IEEE 802. Id透明橋協(xié)議；在橋接路由混合工作模式下，分別支持路由工作模式下 和橋接工作模式下的相關(guān)功能。2)通信應(yīng)用通信應(yīng)用應(yīng)包括實現(xiàn)數(shù)據(jù)廣播和數(shù)字廣播。數(shù)據(jù)廣播是把數(shù)據(jù)化的音頻、視頻、圖像、動畫、軟件包括以及計算機(jī)文件等各種 數(shù)據(jù)信息通過數(shù)字電視廣播信道以“推送”的方式傳輸；數(shù)字廣播是指將數(shù)字化了的音頻信號、視頻信號，以及各種數(shù)據(jù)信號，在數(shù)字狀態(tài) 下進(jìn)行各種編碼、調(diào)制、傳遞等處理。3)接收管理接收管理的核心是加擾和加密，基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)具有解擾和解 密功能，具體的，涉及以下方面數(shù)字權(quán)限管理數(shù)字權(quán)限管理(DRM)技術(shù)一般解決兩個方面的問題，一是加密傳 輸，防止內(nèi)容被竊取或篡改，二是拷貝管理，防止非法拷貝。在數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)參與的情 況下存在媒體內(nèi)容的復(fù)制問題，因此可以制定新的DRM系統(tǒng)加入媒體格式轉(zhuǎn)換和傳輸適配 的支持，或者擴(kuò)展已有的DRM系統(tǒng)，以支持媒體格式轉(zhuǎn)換和傳輸適配。密鑰管理基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)支持密鑰管理。認(rèn)證基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)可以對設(shè)備進(jìn)行設(shè)備認(rèn)證，以驗證該設(shè)備 是否具有合法使用業(yè)務(wù)的權(quán)限，還可以對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證，以保證用戶是合法的。某些業(yè) 務(wù)需要認(rèn)證用戶的身份，只有用戶提供合法的帳號和密碼才可以使用業(yè)務(wù)，并在認(rèn)證后始 終在同一設(shè)備上使用業(yè)務(wù)。認(rèn)證過程需要的信息包括帳號和密碼。用戶需通過密碼操作， 才能對網(wǎng)關(guān)或設(shè)備進(jìn)行配置或管理。4)設(shè)備管理
某些業(yè)務(wù)需要對設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，只有經(jīng)注冊的合法設(shè)備才可以使用該業(yè)務(wù)。認(rèn)證 過程可能需要設(shè)備擁有或提供的信息包括設(shè)備認(rèn)證密鑰；設(shè)備認(rèn)證證書；設(shè)備唯一標(biāo)識 符。6)擴(kuò)展功能不同的生產(chǎn)商可根據(jù)各自產(chǎn)品具體的需求，利用產(chǎn)品的擴(kuò)展功能對產(chǎn)品功能進(jìn)行 擴(kuò)展。三、操作系統(tǒng)模塊基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的操作系統(tǒng)模塊，負(fù)責(zé)管理該數(shù)字家庭公共網(wǎng) 關(guān)的各項功能，對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制。即至少應(yīng)實現(xiàn)進(jìn)程管理、記憶空間管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng) 絡(luò)通訊、安全機(jī)制、驅(qū)動程序這幾項功能。1)進(jìn)程管理進(jìn)程管理主要提供進(jìn)程調(diào)度、管理功能。是為了提高CPU的利用率而協(xié)調(diào)多道程 序之間的關(guān)系，使CPU得到充分的利用。2)記憶空間管理記憶空間管理提供尋找可用的記憶空間、配置與釋放記憶空間以及交換內(nèi)存和低 速儲存設(shè)備的內(nèi)含物等功能。3)文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確磁盤或分區(qū)上的文件的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；即在磁盤 上組織文件的方法。也指用于存儲文件的磁盤或分區(qū)，或文件系統(tǒng)種類。4)網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備對圖形和文字等形式的資料進(jìn)行采集、存儲、處理和傳輸?shù)?，使信?資源達(dá)到充分共享的技術(shù)。5)安全機(jī)制身份認(rèn)證機(jī)制是證明某人或某個對象身份的過程，是保證系統(tǒng)安全的重要措施。訪問控制機(jī)制是計算機(jī)安全領(lǐng)域一項傳統(tǒng)的技術(shù)，其基本任務(wù)就是防止非法用 戶進(jìn)入系統(tǒng)及合法用戶對系統(tǒng)資源的非法使用。自主訪問控制在這種機(jī)制下，文件的擁有者可以指定系統(tǒng)中的其他用戶對其文 件的訪問權(quán)。強制訪問控制指用戶與文件都有一個固定的安全屬性，系統(tǒng)用該安全屬性來決 定一個用戶是否可以訪問某個文件。最小特權(quán)管理機(jī)制在完成某種操作時賦予每個主體必不可少的特權(quán)。安全審計機(jī)制審計是為系統(tǒng)進(jìn)行事故原因的查詢、定位、事故發(fā)生前的預(yù)測、報 警、事故之后的實時處理提供詳細(xì)、可靠的依據(jù)支持。7)驅(qū)動程序是一種可以使計算機(jī)和設(shè)備通信的特殊程序，可以說相當(dāng)于硬件的接口，操作系 統(tǒng)只有通過這個接口，才能控制硬件設(shè)備的工作。四硬件層模塊基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，可以采用各種方式連接家庭網(wǎng)絡(luò)。硬件層模塊 提供各種接口，家庭網(wǎng)絡(luò)接口根據(jù)需要支持各種控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和多媒體與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
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其中，提供的接口包括以太網(wǎng)接口、無線局域網(wǎng)接口、無線家庭控制網(wǎng)絡(luò)接口、有 線家庭控制網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻流輸出接口。其中1)以太網(wǎng)接口數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)可提供2個以上全雙工10/100MbpS自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。以太 網(wǎng)接口應(yīng)遵循IEEE Std 802.3 TM-2002標(biāo)準(zhǔn)要求，支持自適應(yīng)連接網(wǎng)絡(luò)的功能。2)無線局域網(wǎng)接口數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的無線局域網(wǎng)，可以支持GB 15629. 1102-2003、GB 15629. 1104-2006 及 GB 15629. 1102-2003 和 GB 15629. 1104-2006 混合模式，或者支持 802. lib,802. Ilg及802. Ilb和802. Ilg混合模式，該模式為可選項；還可以支持用戶的鏈路層認(rèn)證，支持開放系統(tǒng)(Open System)和WAPI兩種認(rèn)證方 式，提供鏈路層認(rèn)證；應(yīng)支持發(fā)送速率自動調(diào)節(jié)和手動配置兩種工作模式還可以支持多SSID功能，個數(shù)應(yīng)該不小于4個，可以根據(jù)SSID設(shè)置不同的優(yōu)先級 和安全策略。3)音視頻流輸出接口數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)具有接收數(shù)字電視信號的能力或支持模擬音視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)功 能，至少具備下列信號端口之一傳送流接口、復(fù)合視頻信號接口 應(yīng)符合、亮度、色度分離 視頻信號接口、模擬音頻信號接口、RGB模擬基色視頻信號接口、YPBra模擬分量視頻信號 接口。為適應(yīng)數(shù)字音視頻通過有線方式傳輸，還可根據(jù)設(shè)計需求，增加數(shù)字音視頻接口， 如 HDMI、DisplayPort 等。另外，數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)還可以選擇支持以下類型(不限于)的家庭互連接口，提 供家庭網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)USB ；PLC ；HomePNA ；Zigbee ；UffB 等。另外，對于家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信接口，基于IP的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)可以選擇支持以 下類型(不限于)的家庭互連接口之一，提供家庭網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)低速率無線接口，應(yīng)符合IEEE 802.15 IEEE 802. 15《藍(lán)牙無線通信規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》；高速率無線接口，應(yīng)符合IEEE 802.15 IEEE 802. 15《藍(lán)牙無線通信規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》；藍(lán)牙接口，應(yīng)符合IEEE 802. 15《藍(lán)牙無線通 信規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》。另外，本發(fā)明的基于移動的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)中的家庭主網(wǎng)關(guān)與家庭子網(wǎng)關(guān)具備 如下地址分配與解析功能。1)地址分配11)主網(wǎng)關(guān)應(yīng)給每個子網(wǎng)分配子網(wǎng)標(biāo)識，以標(biāo)識不同的子網(wǎng)；12)子網(wǎng)關(guān)向主網(wǎng)關(guān)申請符合上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的地址，該地址包括子網(wǎng)標(biāo)識和網(wǎng)絡(luò) 地址兩部分；13)網(wǎng)關(guān)應(yīng)實現(xiàn)如下地址分配功能對于IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持DHCP服務(wù)器功能，為所管理的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配IP地 址?？赏ㄟ^家庭網(wǎng)關(guān)的管理配置接口啟動和關(guān)閉DHCP服務(wù)器功能，并可配置地址池等DHCP 服務(wù)器的相關(guān)數(shù)據(jù)；對于IP網(wǎng)絡(luò)，若所在子網(wǎng)沒有DHCP服務(wù)器，則終端設(shè)備需要支持AutoIP ；
對于非IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的地址分配機(jī)制，為所管理的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 分配地址。2)地址解析21)若源設(shè)備和目的設(shè)備處于同一子網(wǎng)(或主網(wǎng))中，則網(wǎng)關(guān)對數(shù)據(jù)包不做處理， 直接轉(zhuǎn)發(fā)；22)源設(shè)備和目的設(shè)備不在同一子網(wǎng)(或主網(wǎng))中源設(shè)備應(yīng)知道目的設(shè)備的子網(wǎng)(或主網(wǎng))標(biāo)識和網(wǎng)絡(luò)地址；網(wǎng)關(guān)解析源設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包，識別源設(shè)備和目的設(shè)備的子網(wǎng)(或主網(wǎng))標(biāo)識和 網(wǎng)絡(luò)地址；網(wǎng)關(guān)根據(jù)目的設(shè)備的子網(wǎng)(或主網(wǎng))標(biāo)識和網(wǎng)絡(luò)地址確定目的設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)和 地址；網(wǎng)關(guān)從設(shè)備注冊表中確定出目的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；根據(jù)目的網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，網(wǎng)關(guān)重新將數(shù)據(jù)打包，發(fā)送到目的設(shè)備。23)對于IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持ARP地址解析協(xié)議；24)在非IP網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持不同種類地址的映射；25)當(dāng)家庭網(wǎng)關(guān)同時連接IP網(wǎng)絡(luò)和非IP網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)完成IP網(wǎng)絡(luò)和非IP網(wǎng)絡(luò)之間 的地址解析。綜上所述，本發(fā)明實施例采用的一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，包括了接 入模塊(包括有線接入模塊和無線接入模塊)、基本功能模塊、操作系統(tǒng)模塊、硬件層模塊， 可以實現(xiàn)不同功能，能夠利用目前的IP網(wǎng)絡(luò)使數(shù)字家庭中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過該數(shù)字家庭公 共網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連互通并且與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行了詳 細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說 明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù) 本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不 應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
1權(quán)利要求
一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)包括接入模塊、基本功能模塊、操作系統(tǒng)模塊、硬件層模塊；所述接入模塊，用于實現(xiàn)數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)與外部IP網(wǎng)絡(luò)以及家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連接；所述基本功能模塊，用于提供數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的基本功能；所述操作系統(tǒng)模塊，用于負(fù)責(zé)管理數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的各項功能，對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制；所述硬件層模塊，用于提供與外部網(wǎng)關(guān)交互、聯(lián)系的各種接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述接入模塊包括有線接入模塊和無線接入模塊；其中，所述有線接入模塊包含直接接入模塊、IP隧道模塊、PPP隧道模塊、路由接入模 塊、多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS方式模塊；所述無線接入模塊包括站點、基本服務(wù)單元、分配系統(tǒng)、接入點、擴(kuò)展服務(wù)單元、關(guān)口六 個子模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述直接接入模塊直接接入IP網(wǎng)絡(luò)；所述IP隧道模塊的具體形式包括根據(jù)起源地驗證、無連接數(shù)據(jù)的完整性驗證、數(shù)據(jù) 內(nèi)容的機(jī)密性、抗重播保護(hù)、有限的數(shù)據(jù)流機(jī)密性保證；所述PPP隧道模塊，使用第二層隧道協(xié)議L2TP構(gòu)成用戶到ISP的一個PPP會晤的隧道， 即一個PPP會話在隧道間傳輸，在第二層采用包交換形式或采用電路交換形式； 所述路由接入模塊中，接入點可以是一個第三層路由器或虛擬路由器； 所述多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS模塊中，接入點是一個MPLS的ATM交換機(jī)或具有MPLS功能 的路由器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述站點作為網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分，具有為鑒權(quán)、結(jié)束鑒權(quán)、隱私、MAC數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?；所述基本服?wù)單元是用來描述站點的集合，包括兩種類型=IBSS獨立基本服務(wù)單元和 基礎(chǔ)設(shè)施基本服務(wù)單元；所述分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元，分配系統(tǒng)具有聯(lián)接、結(jié)束聯(lián)接、分配、集 成、再聯(lián)接功能；所述接入點是提供無線站點和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點的設(shè)備，接入點具有接收無線局域網(wǎng) 的無線電信號的功能；所述擴(kuò)展服務(wù)單元具備增強無線網(wǎng)的覆蓋范圍的功能；所述關(guān)口是一個邏輯層，關(guān)口具備將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來的 功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述基本功能模塊提供的功能包括支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、通信應(yīng)用、接收管理、設(shè)備管理、軟件在線升級、擴(kuò)展功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述基本功能模塊提供的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能中，包括數(shù)字轉(zhuǎn)發(fā)功能；對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括支持路由工作模式、橋接工作模式或橋接路由混合工作模式； 在路由工作模式下，支持靜態(tài)路由； 在路由工作模式下，支持動態(tài)路由，支持RIP vl/v2 ； 在橋接工作模式下，支持IEEE 802. Id透明橋協(xié)議；在橋接路由混合工作模式下，分別支持路由工作模式下和橋接工作模式下的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述操作系統(tǒng)模塊提供的功能包括進(jìn)程管理、記憶空間管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊、安全機(jī)制、驅(qū)動程序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)，其特征在于 所述硬件層模塊支持不同控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和多媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；所述硬件層模塊提供的接口包括以太網(wǎng)接口、無線局域網(wǎng)接口、無線家庭控制網(wǎng)絡(luò)接 口、有線家庭控制網(wǎng)絡(luò)接口、音視頻流輸出接口。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)。該數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)包括接入模塊、基本功能模塊、操作系統(tǒng)模塊、硬件層模塊；所述接入模塊，用于實現(xiàn)數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)與外部IP網(wǎng)絡(luò)以及家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連接；所述基本功能模塊，用于提供數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的基本功能；所述操作系統(tǒng)模塊，用于負(fù)責(zé)管理數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)的各項功能，對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制；所述硬件層模塊，用于提供與外部網(wǎng)關(guān)交互、聯(lián)系的各種接口。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠利用目前的IP網(wǎng)絡(luò)使數(shù)字家庭中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過數(shù)字家庭公共網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互連互通并且與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
文檔編號H04L12/46GK101984611SQ201010510929
公開日2011年3月9日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者李彥, 羅笑南, 趙丹丹 申請人:中山大學(xué)