住宅网关

住宅网关,它是家庭中所有语音、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。

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。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(convergencepoint)。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。

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。
QorIQ LS1043A 住宅网关参考设计是一个全面基于 OpenWRT 的家用路由器平台,OEM/ODM 厂商可以充分利用它大幅缩短设计周期,加快产品上市速度,同时不影响质量或功能。此套件带有大量外部接头,如 1GbE LAN 端口、USB3.0、适合 POTS 的传统 TDM RJ11 接头和 SD 卡槽。LS1043A-RGW 也包括 SFP+ 鼠笼,通过光纤或铜缆链路支持 10G、2.5G 或 1G 广域网 (WAN) 连接。Arduino Shield 扩展接头可用于原型设计低功耗的连接,如 NFC、Zigbee、BLE 或 Thread。
此系统基于 LS1043A 通信处理器,搭载 4 个 ARM Cortex-A53 内核,并由恩智浦家用宽带路由器应用解决方案套件 (ASK) 提供支持,该套件是一套经生产验证的软件套件,可利用 LS1043A 硬件分组引擎提供线速网络性能。LS1043A-RGW 提供了高性能和高性价比的平台,使客户能够满足新一代性能要求,同时加快产品上市。
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