雖然PC（個人電腦）是目前最大宗的連網裝置，但在生活愈來愈無法離開網際網路的趨勢下，若各式的生活用自動裝置都要透過PC連網才能取得資料，PC反而變成是麻煩、不便的裝置與程序，於是IA（資訊家電）的觀念開始被提出，讓生活中的裝置自動連網、自行取得所需的網路資訊，並將資訊應用於生活中。

乍聽之下，由裝置自動連網、自動運用資訊是比凡事皆透過PC轉傳來的方便，例如MP3隨身聽自行取得網路音樂、電視遊樂器自行下載新的網路連線遊戲、DVD播放機自動下載新影集等。但實際上卻是：每種IA只擷取與運用自身應用取向的資料，並直接將效果、效用發揮於現實的類比生活中，而各種IA間的數位資料卻不容易分享與交換，因此IA比PC更直覺、容易地取得與運用網路資料，但卻比PC難轉移、分享、交換資料。

所以Microsoft（微軟）提出PC+的概念，認為PC可以擔任IA Hub（集線器）的角色，充當各種IA裝置間的資料仲介、交換站，但這會是未來家用PC持續值得投資、使用的價值。

不過這樣的說法似乎也可以再修正，因為家用閘道器（Home Gateway）的出現，將可以提供比PC更容易、方便、低廉的資料交換方式，取代PC未來所想扮演的IA Hub角色，如此家用PC的價值又必須重新打量、估算了。

究竟家用閘道器為何物？以下是我們更一步的探討。

家用閘道器的觀念與角色

家用閘道器（Home Gateway）也稱作住宅閘道器（Residential Gateway），是一種長時間開機（Always On）運作的網路數位資料轉換器，它一方面可以連接家中的寬頻網路，並將頻寬進行分配與再應用，另一方面閘道器本身也支援多種傳輸協定、提供多種傳輸介面，讓各類IA裝置能透過它，快速、直覺、容易方便地進行數位資料、網路資料的分享、轉換、轉移等應用。(圖一)

《圖一　Home Gateway對外連接Internet，對內則提供多種通訊應用與資訊轉換》

舉例而言，當數位相機拍攝了圖像後，數位相機用USB介面與閘道器連接，然後閘道器用印表埠與印表機連接，然後將數位相片列印出來，或者閘道器以AV端子與電視連接，直接在電視上欣賞相片。

再舉個例子，閘道器一端連接Cable Modem或ADSL連結網際網路世界，另一端透過HomePNA網路連接屋內各處的連網裝置（PC、Set-To-Box等），可以統籌分配頻寬給各裝置，也可以提供VPN（虛擬私有網路）、Firewall（防火牆）等功能，甚至可以將電視節目廣播至家中每一處，讓臥室內的PC也可以看電視，或者閘道器也透過802.11b、HomeRF的無線通訊，如此在院子、車庫、洗手間內，也可以透過無線通訊的WebPAD，得到全球的網路資訊。

其他還有許多的資訊應用，例如視訊轉換器（Set-Top-Box）取得的音樂可以透過閘道器傳遞到MP3數位隨身聽上，電視遊樂器中的遊戲音樂不錯，也一樣可以夠過閘道器轉存至其他IA裝置中，總之此類的網路數位資訊、媒體之分享、轉換、轉移，即是閘道器的角色與功用。

PC能否勝任Home Gateway的工作？

雖然上述這些轉換應用PC一樣可以做到，但交由PC擔任這樣的應用卻有許多的副作用：

1.價格昂貴：即便是低價電腦，也要500美元之譜，只作資料轉換似乎過於大材小用；

2.體積龐大：必須佔據一個書桌大小的面積；

3.過於耗電：本機至少要250W電力，此外CRT顯示器要110W以上電力，即使是省電的TFT-LCD也要50W以上，並不適用於長時間運作(Always-on)的設備；

4.開機過久：從開啟電源到正式可用，大約要2至3分鐘時間；

5.使用複雜：面對104個鍵盤按鍵，各類對應的驅動程式、應用程式；

6.難以維護：須定期磁碟重整、掃瞄、掃毒、備份、軟體升級補強、才能維持正常運作；

7.穩定性低：作業系統破壞、硬體過熱當機、中毒、遭入侵；

8.噪音吵雜：機殼內的高發熱晶片，如CPU、VGA等，大多需要風扇幫助散熱，風扇聲常是噪音來源；

綜觀上述，PC由於穩定性低，不適合長時間開機，臨時使用時才開機也反應不及，其他還有吵雜、昂貴、佔空間等限制，因此真正適合IA Hub角色的依舊是Home Gateway，而非PC。

家庭網路發展功能與技術需求

事實上就目前而言，家庭的數位應用、網路應用仍在起步階段，除了幾項應用已可看出前景端倪外，其餘尚有許多待開發、待想像的應用，不過我們試著列出各類的家庭數位應用、網路應用：

1.頻寬分享（NAT）

家庭上網由以往傳統類比撥接的56Kbps，到今日ADSL的512Kbps，甚至1,540Kbps，已經有近10倍的頻寬增長，台灣更已經突破100萬戶，250萬人使用寬頻，而家庭中若只有一部PC使用寬頻實屬浪費，因此頻寬分享將成為寬頻到府的第一個應用，頻寬可分享給第二部PC、具上網功能的電視、Set-Top-Box、甚至是上網對戰的電視遊樂器，以及其他的IA設備。

2.頻寬管理（QoS）

除了頻寬分享外，控制每個裝置的傳輸頻寬也是一大要務，例如MP3音樂僅需96Kbps至128Kbps的頻寬，隨選視訊（Video-On-Demand, VOD）的VCD播放品質需要1,200Kbps的頻寬、音樂CD一樣要1,200Kbps、DVD-Video需要6,000Kbps、VoIP網際電話需要80Kbps、傳真需要9.6Kbps，每種IA裝置因其應用會佔用不同份量的頻寬，因此頻寬的管理便相當重要，如此才能確保每個IA裝置在允許的時間內取得充分的資料，使其應用效能的品質不致受影響。

3.內容過濾（Content Filter）

家長經常擔憂小孩子學會上網後，會因無限制的網頁瀏覽而受到有害內容的影響，如色情、暴力、嗑藥、邪教等，因此限制與管制可瀏覽的網站、網址也成為重要的應用，如同一般有線電視的「鎖碼頻道-解碼棒/解碼盒」的用意相同。

4.防火牆（Firewall）

資訊安全也是經常令人擔憂的問題，病毒發作、駭客入侵以往僅影響撥接上網的PC，如今寬頻到府後，病毒、駭客不僅會傷害PC，還會傷害家中所有的連網裝置與IA，因此資訊安全的防護也成為寬頻家庭的必須功能。

5.列印共享（Print Sharing）

以往SOHO族經常會購買列印伺服器的小盒子，好讓家中的多部PC、Mac可以共享印表機，如今Home Gateway也能提供類似的功能。

6.虛擬私有網路（Virtual Private Network, VPN）

彈性辦公室、虛擬辦公室的觀念逐漸抬頭，如何將家中的連網PC、連網IA也成為辦公室內可運用的資源，又不致於洩漏隱私與機密資訊呢？這就得透過VPN技術來達成。VPN可以將公眾的網際網路當成居家LAN網路來使用，離開家門後只要能連上網際網路，那怕是透過連網手機、連網PDA、網咖（Internet Coffee）、資訊亭(KIOSK）、辦公室等，都可以持續使用居家網路中的所有裝置與資源，且不會有資訊外洩的顧慮。

《圖二　Home Gateway應會依據Data Sharing Gateway、Service Gateway、Multifunction Gateway三階段來演進》

以上各項是目前居家寬頻到來後的首波應用，未來仍有各種應用可能，如冰箱上網，可以讓職業婦女在上班時就可以知道家中缺什麼菜；又如家庭保全監視，可以隨時知道家中幼老狀況，出差旅遊時可以得知是否有宵小入侵等；還有影像電話、訊息轉傳（FAX-to-E-Mail、E-Mail-to-SMS）等，都是即將普及的家庭寬頻應用，也同樣要倚賴Home Gateway將它們連結起來，才能方便實現。所以Home Gateway的發展應會有階段性，請參考(圖二)。

家庭網路未來架構

如此多的應用，在家庭中到底要如何佈建與實現呢？

在此我們試著推敲數位寬頻家庭的網路架構，首先是用Home Gateway接取總寬頻來源，此為ADSL、雙向Cable Modem或光纖等，至於傳統撥接、窄頻ISDN（2B+D）、單向Cable Modem、以及DirecPC等，在未來的家庭應用都也所受限。單向Cable Modem與DirecPC的弱點在於上行非仰賴傳統撥接不可，如此上行頻寬僅有33.6Kbps，是家庭寬頻的受限所在，當然，就以節目廣播而言，兩者仍是很理想的傳播方式，而ISDN（2B+D）在簡易的視訊會議中也仍可發揮。

接著Home Gateway可以對家庭內有線與無線區域網路服務，有線方面除了有已在企業界廣為使用的乙太網路（Ethernet）外，也可以使用居家電話插座所形成的區域網路HomePNA（Home Phone-line Network Alliances），前者有10Mbps、100Mbps的頻寬，但缺點是居家沒有現成RJ-45佈線與插座，需要自行佈線；後者雖可直接利用現成的RJ-11電話插座與佈線，但頻寬僅有1Mbps與10Mbps，不過就目前的ADSL/Cable Modem而言，1M-10Mbps的網路傳輸已足夠。

至於無線方面，Home Gateway也可提供IEEE 802.11b、Bluetooth、HomeRF等無線傳輸功能，讓連網裝置的使用更無拘無束，例如家人可以用WebPAD瀏覽網頁、閱讀電子書，而且是躺在床上看、或是在如廁時看，或者用無線耳機聽網路數位音樂、廣播等。

除了有線、無線網路外，Home Gateway自身也可提供多種傳輸介面，如USB、1394、S端子、AV端子、S/PDIF光纖音訊、傳統I/O埠等，可以連接各種IA、消費性電子產品、影音視聽產品等，另外Home Gateway內部也提供IDE、PCI等介面，可以用來擴充與延伸Home Gateway的功能，如家用伺服器(Home Server)、個人網頁伺服器(Personal Web Server)等，以因應未來的應用。

所以歸納上述來描繪寬頻家庭的網路輪廓，是ADSL到府，接Home Gateway，然後由Home Gateway提供HomePNA的有線區域網路，以及HomeRF或IEEE 802.11b的無線區域網路的連線服務，此外Home Gateway自身也具備各種傳輸介面，其中USB、Serial Port、Parallel Port是資訊週邊、IA的接取口，S/PDIF、AV端子是消費性電子的接取口，至於1394、IrDA紅外線則是同時消費性電子、資訊產品皆合適的溝通介面。

技術與產品的發展瓶頸與突破

Home Gateway的功能與應用如此多樣，還要兼具多種有線、無線的通訊功能，是否在短時間內有其發展的困處與隱憂呢？

答案是肯定的，沒有統一的標準是現今Home Gateway設計、發展的一大難處，而所強調的應用與取向也沒有一致性及默契，此外多項應用（如DHCP與DNS伺服應用）集合於一機，能否同時滿足多樣應用及其品質、順暢度等要求也讓人懷疑。

此外要讓Home Gateway做到切合使用仍須花費一番功夫，必須做到簡易自動、非技術背景的消費者就能安裝設定，或者是由遠端進行遙控設定，都在在考驗著Home Gateway設計者的功力與巧思。另外一項讓設計人員費神的，即是Home Gateway最好在錯誤發生後有自動修復錯誤的能力，即使作不到，也要有透過遠端網路進行問題排解、修復的能力，都是Home Gateway今後須面臨與克服的地方。至於在產品設計上的考量，請參考(圖三)、(圖四)、(圖五)所示。

(作者為美國國家半導體亞太區信息家電市場經理)

《圖三　Home Gateway的硬體位於最底層，往上則堆疊組各類軟體元件與程式》

《圖四　NS所提供的RG（Residential Gateway）硬體系統架構圖》

《圖五　使用NS Geode晶片所設計成的IBM Home Gateway實際成品（攝影：朱善存）》