E2449095a99a2df59494c00bc11f5f3f 智慧電視、智慧手機、智慧電鍋、智慧洗衣機等等,這年頭似乎所有的 3C 家電都要掛上「智慧」2個字,才顯得流行、潮、容易賣。這當中有些產品的確是具有較多的可程式化功能,有些產品完全是混水摸魚,擦邊球也想硬給它劃入同類產品。另外常常跟智慧化產品相提並論的字眼就是數位家庭,不過數位家庭的定義就嚴謹許多,在定義上數位家庭需要4大應用:居家照護、數位娛樂、能源管理、居家保全等4項,以本文來說,將集中於數位娛樂方面,並實際說明為了建構數位娛樂,有哪些通訊技術是你必須要了解的。

手機、平板、電視參戰

在多年前,數位家庭曾經喧騰一時,可惜當時3C產品的嵌入式處理器效能太薄弱,數位家庭中的影音娛樂還是圍繞著電腦打轉。如果讀者曾經在當時買過套裝電腦或是筆記型電腦,或許產品上就有貼著DLNA的認證貼紙。

DLNA 是 Digital Living Network Alliance 的縮寫,該聯盟在2003年成立,至今有相當多的產品支援該規範。包 括Intel、Samsung、Panasonic、Sony 等廠商都是聯盟成員。

之後 iPhone 和 Android 裝置推出,帶領嵌入式處理器的效能一同發展,加上同期電視從 CRT 轉換成 LCD 也差不多了,製造商於電視中加入更多聯網以及影音娛樂功能,使得手機和電視突然躍升到檯面上形成不小的勢力。也由於行動裝置的崛起,人們不再呆呆的坐在電腦前方,而是喜歡在家中的任何角落使用。不信?SquareTrade 統計出在家中使用 iPhone 時,有9%的損壞原因是因為掉到馬桶裡去。

網路是基礎建設

如果說道路、電力、水力……是國家的基礎建設,那麼網路就算是數位家庭的基礎建設。有了網路,各項產品才可以相互交換資訊,你才能從電視上觀看電腦裡的全家出遊影片,使用手機遙控家中大小電器。

這裡的網路採用的規格較為廣泛,除我們經常見到的 Ethernet 有線網路、Wi-Fi 無線網路之外,還有感測裝置以及家電產品常用的 Z-Wave和Zigbee 協定,個人區域網路的藍牙,近場通訊技術 NFC 都包含在內。在台灣除了原本就標榜智慧家庭的建案外,一般人還是比較少碰觸到 Ethernet和Wi-Fi 以外的通訊技術,而且在影音娛樂方面,Ethernet 和 Wi-Fi 也是比較適合乘載的通訊技術,頻寬較大。

 

▲若家中無法架設 DLNA/UPnP,請先進入路由器的管理介面,看看是否將 UPnP 關閉了。

UPnP 是關鍵

前述提到數位家庭中的影音娛樂大多透過 DLNA 為主,而 DLNA 的技術則是架構在UPnP 之上。UPnP 的全名為 Universal Plug and Play,是種網路上的隨插即用協定,只要是支援UPnP的網路裝置,就可以在不需人為設定網路下,自動的加入區域網路,相互連結與溝通,對此網路中的其他裝置廣播自身功能,也可向其他裝置要求描述自身功能。同時可利用 UPnP 控制其他裝置,或是利用 UPnP 告知其他裝置自身的狀態更新,如播放中、紙張用完等。

譬如說某台支援網路列印的印表機,連接至區域網路後可宣告自身的列印功能,其他電腦便可利用它進行列印,這一切都是自動化,不需人類告知電腦現在192.168.1.25位址上有提供列印服務。

UPnP 是種結合 TCP/IP、UDP、HTTP、XML 多種技術的綜合體,同時需要路由器的支援才能夠使用。不過UPnP中可利用 IGD(Internet Gatway Device)協定,向路由器新增 NAT 穿透規則,由於不需人為介入,被不少人認為有安全上的顧慮,但這就是一體兩面的抉擇,方便性和安全性的相互拉扯。

影音娛樂硬體及其功能

為了能夠架設出躺在沙發上遙控電視,播放電腦裡影片的舒適環境,不得不先投資一些必要的開銷購置硬體設備。為了避免讀者購置一些多餘的設備,以下簡單介紹幾樣硬體,以及它們在整個架構中的功用。

網路設備

網路是整個系統的基礎設備,沒有網路連結各項裝置,就不構成數位家庭。以各個家庭的普及性來說,若是家中有多台電腦上網,使用者經常會購買家用版路由器(網路分享器)。家用版路由器經常是許多功能的綜合體,如DHCP伺服器(配發IP位址給各個電腦)、NAT伺服器(轉換公用以及私有IP位址)、交換器(將網路資料導到正確的地方)……等等;對於數位家庭的影音娛樂來說,是否支援UPnP協定是最重要的功能,目前絕大部分的家用路由器皆支援,但部分預設值將UPnP關閉,使用者只須進入網頁管理介面,找到UPnP或是類似的詞彙,將其打開即可。

除了有線網路之外,無線網路(802.11 a/b/g/n/ac draft)也可做為DLNA/UPnP的載體,因為無線和有線基本上僅在鏈結層有所差異,更上層的網路協定支援性和架構是一樣的。另外,由於無線網路的頻寬是某個空間所共用的,無法像有線網路只要多條線就多個頻寬,因此在最終的傳輸速度上必須有所考量,如果家中同時有多個設備透過無線網路傳輸檔案,或是觀賞高畫質影片,頻寬有可能不足,電影看到高潮時突然出現個小圈圈轉呀轉的等待資料緩衝。

如果使用者只是臨時起意想要架個簡單的網路,支援UPnP的設備基本上支援無DHCP伺服器的網路環境,使用者可以拿個簡單的Switch就可架起可相互連接的網路,因為UPnP設備支援Auto-IP,會自行隨機指定自身的IP位址(169.254.xxx.xxx)。

 

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