通讯标准抢食智能家庭商机，市场渐趋成熟

    家庭自动化市场规模逐渐扩大，除了自动化硬体供应商外，通讯厂商也纷纷抢进，家庭自动化系统的设备纷杂，要将各处的设备整合为一，必须仰赖稳定的通讯系统，在有线通讯方面，由于自动化产业原本在工业制造领域就没有统一的通讯标准，应用于家庭时，更是各走各路，此一状况让有意跨入发展的通讯厂商难以推出量产产品，因此开始有厂商组成联盟，各自推出相关标准，包括HPA推出的HomePlug与ITU制定的G.hn，不过就目前家庭自动化目前的通讯技术应用现况来看，工业通讯标准如CAN BUS、MOD BUS仍为多数，无线通讯部份，ZigBee、IEEE 802.11 a/b/g/n则是应用主流，以下就家庭自动化的有线与无线通讯两端，来看各类标准的应用与发展。

HomePlug与G.hn之争

HomePlug与HomePlug AV是目前应用最广的宽频电力线通讯标准，市占率超过80％，HomePlug使用电力线做为资料传输载体，由于其载频从KHz跳升到MHz，因可以耦合到多个相位，克服了较低频率上的阻抗，再加上采用可变速率负荷与更高的调变方式，这使得HomePlug拥有更高效能，进而快速进占整个电力线通讯市场。

HomePlug在2012年出推出新规范HomePlug AV2，大幅提高其通讯性能与覆盖范围，同时也能回溯相容原有的HomePlug AV标准，HomePlug AV2将HomePlug AV的30MHz频宽一举提高至85MHz，希望可以将家庭中频宽需求较高的网路游戏、HD TV…等应用一举纳入，同时在符合IEEE 1905.1规范（网路不会中断视频传送），其网路稳定获得保证，目前已有超过300种产品通过HomePlug的认证，包括HomePlug与HomePlug AV1的全球出货量已经超过1亿台，HomePlug AV2则将使其声势更上一层楼。



图1 : 家庭自动化系统的设备纷杂，要将各处的设备整合为一，必须仰赖稳定的通讯系统。（Source:PreApps）
HomePlug与HomePlug AV是目前应用最广的宽频电力线通讯标准，

市占率超过80％。

被视为HomePlug劲敌的G.hn问世时间较晚，直到2010年6月才由ITU制定，不过目前发展声势已逐渐凌驾HomePlug AV2，G.hn整合了电力线、同轴缆线、电话线，一次满足了电信营运商对家庭连网装置互通的需求。

G.hn整合的3种传输载体中，电力线部份直接与HomePlug对阵，这使得尚未搭上HomePlug列车的晶片厂商，可以选择G.hn全力冲刺，G.hn目前的主要优势在于整合了多种传输载体，让家中的各类设备可以无缝链结，而且其频宽最高可达100MHz，不逊于HomePlug，不过由于G.hn的问世时间仍然太短，目前HomePlug市场占有率已高，不但全球市占率超过80％，部份先行地区如欧洲，更高达90％，在失去先声的态势下，G.hn能否后来居上是一大疑问。

除了与HomePlug的外在竞争，G.hn的另一个劣势是成本，G.hn与HomePlug在家庭自动化的目标应用都是影音娱乐，走的是消费性应用端，这类市场对于价格相当敏感，在发展初期尚未能开ASIC IC时，其价格成本仍高，因此G.hn阵营还需有更大厂商加入，整体市场扩大后，晶片价格才能进一步降低，竞争优势也才能扩大。

不过不管是HomePlug或G.hn，其看准的都是家庭自动化中的影音串流应用，不过就发展态势来看，此一市场仍未完全成熟，家庭自动化的最大需求目前仍是控制，包括环境、能源的各类控制，这些控制所需的资料传输量并不大，并不需要太大的频宽，而且由于导入的设备仍多以原有自动化厂商的产品为主，这些厂商原就有本身的通讯标准，如MOD BUS、PROFINET等，因此对于HomePlug与G.hn之类的标准都抱持观望态度。

即便是在工控领域发展多时，跨入家庭领域后的各类自动化设备，也难有统一标准，主要原因在于工业通讯标准多由各大厂自订，谁也不愿意去跟随其他厂商，而且工控领域向来封闭，不像消费性厂商的标准必须开放，以维持其相容性，因此当自动化设备被应用至家庭环境后，在通讯层面也就继续维持原有的工控作法，至于使用者方面，由于家庭自动化的通讯介面不会与手机、电脑、电视等链接，因此并不会也不需在意采用何种标准，只要设备能够稳定运作即可。

ZigBee成家庭自动化最大应用



图2 : 家庭控制所需的资料传输量并不大，并不需要太大的频宽。（Source: Digital Trends）
无线通讯在家庭自动化的应用，多以旧有建物为主，从通讯品质来看，有线通讯的传输无疑最为稳定，不像无线通讯会面临空气中的各种干扰，不过有线通讯有布线上的需要，若未能与建物一起施工置于管线内，无可避免必须裸露在室内空间，这将会大幅影响住户的建置意愿，因此在顾及自动化与美观需求下，无线通讯成为旧有建筑最大应用的通讯技术。

家庭自动化的最大需求目前仍是控制，包括环境、能源的各类控制。



图3 : 家庭自动化所使用的无线传输技术包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、红外线等3种。（Source:LG）
家庭自动化所使用的无线传输技术包括无线区域网路（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、红外线（IrDA）等3种，Wi-Fi特性为传输速率快，但因为耗电量大，多半用来进行无线上网，而拥有低耗电优势的蓝牙，不过受限于传输距离只有10公尺（代表被控设备不能离开中心点太远），而且最多只能对应8个节点的限制，较适合应用在可携式设备的短距离资料传输上，这2种技术在家庭自动化的应用，多限于无线遥控器与室内情境控制面板的资料传输，像是遥控器经由蓝牙或Wi-Fi发送讯息给情境控制面板，提供使用者远端控制的便利性。

至于ZigBee技术，因具有低耗电、传输距离为10到70公尺、可连结65,000个节点、支援多种网路拓朴架构等特性，再加上传输速率低，正好适合指令简单的自动化设备，也被业界大量应于家庭自动化，游尚明指出，家庭自动化领域应用中，多数感测器都会内建ZigBee模组，具有感知、运算及无线传输的能力，从而架构出一无线感测网路（Wireless Sensor Network；WSN），可提供人员定位、紧急求救、环境感知、资产管理、家电设备控制、自动抄表、医疗监测等用途。

红外线化劣势为优势

除了ZigBee外，另一个较为普及的技术是红外线，目前住宅所使用家电设备的遥控器，例如：电视、冷气机、床头音响等，泰半利用红外线来传递控制命令，红外线的优势为成本低、耗电低，是日常生活中最常见的应用，缺点则是指向性太强及容易被障碍物遮蔽，不过指向性缺点在家庭自动化却摇身成为优势之一，由于无线电波会向四面八方扩散，若设定不佳，有可能使其他设备产生误动作，红外线的特定方向性，可减少这类的困扰。

除了上述几类技术外，3G也已开始为家庭自动化所应用，尤其在智慧型手机的普及化，以3G结合智慧手机应用软体（APP）的案例逐渐增多，目前比较常见是利用手机远端控制家中设备、门禁管制、接收监视画面等。

有线通讯有布线上的需要，若未能与建物一起施工置于管线内，

无可避免必须裸露在室内空间，这将会大幅影响住户的建置意愿。

以台湾建案为例，佳园建设在台南南区的建案“鼎极佳园”，整合了手机与门铃建构出主动式保全系统，住宅门口对讲机直接连到屋主的手机上，当屋主外出、却有人前来按铃时，可以直接经由手机应答，倘若希望进一步确认来访者身份，屋主也能透过手机接收现场照片。

通讯是家庭自动化系统中相当重要的环节，只是目前此一领域目前多仍以各类控制为主，影音需求仍不大，不过长期来看，两者的结合仍是大势所趋，因此高频宽、单一标准的通讯介面仍会是家庭自动化的未来趋势，台湾厂商在家庭自动化产业中，多以硬体供应与系统整合两类角色为主，由于规模不大，难有标准制定能力，不过台湾厂商的产品设计弹性向来远高于其他国家业者，多半在大势底定后，再大量投入生产，虽然利润不如先行者高，但其风险也相对较小，因此在此市场，台湾厂商仍有其生存利基。