家庭網絡的概念已經提出很長時間了，用于家庭組網的技術很多也比較成熟，但由于市場和用戶需求的原因，一直沒有得到太多的應用。隨著寬帶業務以及下一代網絡（NGN）的發展，家庭網絡逐漸成為業界的研究熱點，研究內容也和以前有所不同。如何在家庭內實現NGN提出的網絡融合?如何將各種業務引入家庭?家庭網絡中如何實現各種業務的自主加載和卸載?它們之間如何共享、交互各種信息?本文從NGN業務平臺和家庭網絡業務平臺融合的角度來探討如何解決以上的問題。
1、家庭網絡的業務平臺規范
1.1開放服務網關聯盟（OSGI）
OSGI是家庭網絡標準化組織之一，主要負責網關接口、開放的業務傳送和管理平臺標準的制定。OSGI規范為業務提供商、軟件開發商、設備供應商和網關運營商提供了開發、實施和管理業務的一個開放的平臺。OSGI規范使得服務供應商能夠在與本地網絡和設備相連的家庭網關中動態裝載和升級服務，允許多個網絡和設備共享一個網關，同時降低了為家庭提供寬帶和其他增值服務的開發成本。
OSGI定義了一個開放性的平臺，使得遠端的服務提供商所提供的應用程序、增值服務等可以視使用者的要求，隨時下載到用戶的設備（比如家庭網關）上，并自動安裝執行。不論是家庭網關、機頂盒、ADSLModem（ADSL調制解調器）還是CableModem（線纜調制解調器），只要支持OSGI規范，通過其定義的開放性的平臺，不同廠家開發出的服務軟件和設備都可以互通。OSGI規范所提供的平臺包括一個Java運行環境和業務組件的生命周期管理、數據存儲一致性管理、版本管理和服務注冊管理等功能。
1.2OSGI的系統結構層次
圖1為OSGI的系統結構層次圖。圖中的Bundle是該環境中的基于Java的應用，它包含Java類和向最終用戶提供功能的其他資源，即功能業務的子體。向其他Bundle提供服務的部件，稱為Service服務。Service是實現了特定接口的Java對象。OSGI框架的注冊功能用于在Bundle之間交換Service服務，它提供了家庭網絡業務所需的安全性和受控性。通過這種注冊機制，Bundle可以向其他Bundle提供服務，同時也可以使用其他Bundle的服務。注冊機制是有安全性保護的。Java環境提供了所需要的平臺無關性、可靠性和安全特性。
圖1 OSGI的系統結構層次圖
1.3OSGI的功能服務體系結構
OSGI服務體系架構如圖2所示。OSGI的功能服務體系架構主要由3種組件構成：Framework（框架）、Bundle（應用）和Service（服務）。Framework架構在JavaVM（Java虛擬機）上，Bundle是執行于Framework上的應用程序，而Service則是Bundle所提供導出（Export）或所需導入（Import）的接口服務。從服務端下載的Bundle會在OSGIFramework上自動安裝并執行，并向OSGI平臺注冊Bundle所提供分享或所需要的服務（Service）。以下部分將對OSGIFramework、Bundle和Service作詳細說明。
圖2 OSGI服務體系架構
OSGIFramework為一集成性的信息服務平臺，主要功能是提供Bundle的執行環境和動態地調整Bundle加載的生命周期（Bundlelifecycle）。OSGI Framework也提供管理機制以執行上面的Bundles，可以使用（Export）或（Import）Service。Bundle之間可通過Service的共享，節省程序的開發時間或增加程序的功能。Bundle的中文名稱是服務包，由OSGI Framework負責啟動與執行。就實際的作用而言，Bundle是一個Java Archive（JAR包），該JAR包含Java類（Class）、啟動類別（Activator Class）、清單文件（Manifest Header）和一些資源（如HTML網頁或JPG圖等）。
2、NGN業務平臺
NGN業務平臺需要能在一個網絡平臺上同時提供語音、數據、視頻和互聯網等各種具有不同質量保證要求的電信業務，因此NGN業務平臺必須能支持多種核心網絡及各種專用業務接口，在功能上需要具備開放性、可擴展性。
2.1NGN業務平臺應能支持多種網絡
NGN業務平臺應能支持多種網絡：
（1）公共交換電話網（PSTN）：通過智能網應用規程（INAP）（CS1，CS2）繼承和提供新的智能網業務；
（2）公用陸地移動通信網（PLMN）：通過移動網絡定制應用增強邏輯/無線智能網（CAMEL/WIN）協議支持移動的智能網業務；
（3）軟交換/IP多媒體子系統（softswitch/IMS）：作為應用服務器通過SIP支持NGN業務；
（4）Internet/Web：支持超文本傳輸協議（HTTP）、簡單對象訪問協議（SOAP）、可擴充標記語言（XML）和遠程撥號用戶認證系統（RADIUS）等協議，與核心網絡設備相連，并為用戶提供新的界面。
2.2NGN業務平臺對第三方業務接口的支持
以前的業務開發模式與下層網絡結合緊密，這樣就導致業務的發布與網絡結構有關，不同的網絡之間業務交互困難，業務融合難度大；業務實現復雜，開發周期長，投資收益低，不利于第三方開發。一些傳統的電信業務，如呼叫中心業務等仍然通過運營商向終端用戶提供，同時，也需要向增值業務提供商開放網絡能力，發掘網絡的潛力，因此需要具備開放的第三方業務接口，目前NGN業務平臺比較主流的業務接口是ParlayAPI（應用編程接口）。
2.3NGN業務平臺應具備開放性
根據現有的網絡狀況和NGN建設的進展，電信運營商應考慮基于統一的平臺建設下一代的業務平臺來提供各類業務，在新建業務平臺的同時兼容原有的智能網業務平臺。新建的平臺將支持固定交換網、個人手持式電話系統（PHS）和軟交換網等多種核心網絡，提供的業務不僅是窄帶語音業務，也包括多媒體業務在內各種新型業務，以及提供開放的第三方業務開發接口。在建立業務平臺的同時，要考慮將來家庭網絡發展的需要，如何在業務平臺上開發適合家庭網絡的業務，需要提供開放的接口，對家庭網關提供業務的加載和支持。
NGN業務平臺應具備開放性，需支持：
（1）跨網絡支持，支持PSTN、PHS、NGN、因特網協議（IP）、碼分多址（CDMA）、全球移動通信（GSM）和第三代網絡（3G）等。（2）向第三方開放的API，支持Parlay、ParlayX。（3）業務與網絡無關，即業務可以跨網絡提供。（4）需要提供對家庭網關通信的支持。
2.4NGN業務平臺架構
通過以上的分析，目前理想的NGN業務平臺的架構應如圖3所示。
圖3 NGN業務平臺架構
圖3所示的業務平臺提供統一的分布式處理環境，為內部的各個模塊的交互提供通道。NGN業務平臺從物理上分為4層：業務應用層、網絡控制層、承載傳送層和邊緣接入層。從功能邏輯上可歸納為以下三點：（1）協議功能：支持信令網、固定網絡和移動網絡的各種協議；（2）平臺能力：提供各個業務需要使用全面的公共處理能力，為了和家庭網絡業務平臺OSGI配合，應用服務器需要提供OSGI功能，并能使用插件的形式進行各種業務功能的自由加載和卸載；（3）業務集合/對外接口：在公共能力之上，建立各類業務，通過開放業務接口，將平臺能力開放給第三方進行開發，使業務的開發與具體的網絡無關。
模塊化的系統結構決定了業務與底層網絡以及平臺能力的無關性，在高級的業務開發工具的支持下，可以快速地開發和部署新業務。
通過業務平臺提供統一的標準計費和營帳接口，可以很容易開發新的業務，并且和現有的業務支撐系統融合在一起，便于維護和升級。
3、家庭網絡業務平臺與NGN業務平臺融合的考慮
家庭網絡與NGN的銜接是電信增值業務發展的需要，也是用戶獲得在線服務及娛樂的需要，這種情況是系統集成商和業務提供商所要考慮的。下一代電信網絡的核心要求是能向用戶提供比傳統電信網更豐富多彩的業務，實現網絡與業務的分離；傳統的電信終端設備都專屬于某一特定的電信業務，即使具備了在家庭中的聯網能力，也不能改變它們自身所具有的功能，因此業務分離出來對于終端來說是一個巨大的挑戰；家庭網絡業務平臺是一個開放性的平臺，能夠為遠端的業務提供者與本地的設備之間提供完整的點對點服務傳送方案，使得遠端的服務提供商所提供的應用程序、增值服務等可以視使用者的要求，隨時下載到用戶的設備（比如家庭網關）上并自動安裝執行。
因此，在家庭網絡業務平臺和NGN業務平臺融合方面，我們需要在以下三個方面做工作：
（1）OSGI架構與電信業務平臺的融合
目前中國電信的NGN業務平臺已經成熟，并且已經有大量的電信增值業務在使用，如果需要把家庭網絡的有關業務（如家電遠程控制、電視終端上網等）引入到目前的NGN業務中，需要對目前的NGN業務平臺進行升級，對其提供插件功能，使它可以自由加載和卸載OSGI的Bundle。NGN業務平臺提供OSGI的接口只是二者結合的一個很小的部分，其他如各種家用電器的通用標準的制定，業務能力的控制還有很多工作需要做。
（2）家庭網絡與各種現存網絡的融合
融合網絡的目標是實現寬帶NGN、家庭網絡、固定網絡和移動網絡的融合。融合后的網絡將實現對固定資源、移動資源、寬帶資源和家庭網絡資源的有效利用；實現用戶及業務在固定、移動和寬帶網絡環境下的互通；實現用戶虛擬的駐地網絡環境并建立家庭多終端業務環境。這樣，各種網絡之間的互通，將為各種不同業務終端之間的通信創造條件。
（3）OSGI在NGN環境下的定位與應用
關于OSGI在NGN環境下的定位與應用，由于NGN業務平臺的業務接口主要采用由Java實現的ParlayAPI來實現，所以如何將NGN業務平臺上用ParlayAPI實現的業務邏輯與家庭網關上的OSGI業務結合起來，是需要進一步相互提供支持的。由于目前在NGN業務平臺上實現的業務需要專用的終端，我們可以把NGN專用的終端功能做成一個或幾個Bundle供服務端下載到家庭網關上來實現有關NGN終端，從而實現終端的融合。
4、結束語
家庭網絡是一個龐大的社會系統工程，需要運營商、接入商、業務提供商、設備商和應用軟件提供商、智能小區開發商和智能家居廠家等一系列商家的合作與配合。只有加強產業鏈各方的合作，才能共同打造出一個前景廣闊的家庭網絡市場。
