隨著個人電腦的普及、網際網路的興起，寬頻上網的人口比例不斷成長的趨勢下，網際網路的商機越來越受重視，而家庭中也有越來越多的設備開始嵌入上網的功能...
隨著個人電腦的普及、網際網路的興起，寬頻上網的人口比例不斷成長的趨勢下，網際網路的商機越來越受重視，而家庭中也有越來越多的設備開始嵌入上網的功能，因此「家庭網路(Home Networking)」的市場近年來亦開始熱絡起來，其中掌握家中設備相互連結與對外連結網際網路關卡的「家用閘道器(Residential Gateway)」益受重視。
在家庭網路市場中可上網的設備種類繁多，如娛樂應用產品、資訊應用產品、通訊應用產品與控管應用產品等，而這些產品所採用的通訊技術大多不相同，因此，家用閘道器便扮演了連結各設備，提供相互溝通平台的角色(圖1)。
「家用閘道器」應該具備多向傳輸技術特性，對內相互連結多種設備進行資訊的傳輸，對外可連結至網際網路，故家用閘道器應該要具有Router、Cable/xDSL Modem等功能，家用閘道器是指能連結兩種以上不同型態的網路架構，使不同網路架構上的設備能相互連接、運作的多功能平台。其定義眾說紛紜，最初的概念是希望能夠為家庭網路眾多技術找到一個可以相互溝通的平台，並提供家庭網路基礎服務，因此一台家用閘道器在定義上應該具有遠端控制、能夠整合家中各式各樣的服務，如語音、資料、影像等不同資料型態的服務，且具備與多項傳輸技術的特性，並具備可對外連結網際網路等功能。
為了因應家庭中各種不同種類應用產品的相互連結與上網的需求，使得網通設備商為符合市場需求，便針對每種不同的需要生產不同類型的家用閘道器，依功能不同可將這些家用閘道器概約分成三種類型，從成本與複雜度低至高排序，分成網路語音型、控制型與娛樂型等三大項(表1)。從目前家用閘道器主要功能中顯示，不論對任一類型的家用閘道器而言，網路位址分享(IP sharing)仍然是必備的主要功能之一，其主要目的亦是為了因應未來家中上網設備大量成長的趨勢。
由應用目的與內容不同，家用閘道器產品大致分為3大類型，分別是網路語音型、娛樂型與控制型家用閘道器，現階段針對家庭中各項應用內容的不同，此三種類型之家用閘道器，分別以不同之產品型態產生，以下將敘述各類型家用閘道器之產品功能特性。
現階段網路語音型家用閘道器作用範圍，主要是負責家庭資訊網路中設備之相互連接，包括資訊設備(如PC、Notebook、PDA等)與通訊設備(如Telephone、IP Phone等)為主，藉由這些設備的連結相互分享彼此資源，讓工作應用與通訊應用能在家庭環境中實現，而為了因應這些應用需求，網路語音型家用閘道器目前多以SOHO Router產品型態出現，其主要功能特性如下：
1.導入IP Sharing功能：最初網路路由器(Router)的產品定義，是使兩台電腦能相互連結的網通設備，在隨著ISP業者開放寬頻上網的業務服務後，家庭中多台電腦便能同時使用固定的IP位址連結上網際網路，但全球的IP位址有限，要使所有設備皆有IP位址是極為困難的挑戰，故此，在SOHO Router功能趨勢中，把Modem與IP Sharing等功能導入，以解決消費者的對家中設備連網的需求。
2.導入VoIP功能與Multimedia功能：在網路頻寬逐漸增加後，工作應用方面亦會有視訊會議的使用，包含語音應用與多媒體應用的需求出現，使得未來在SOHO Router功能上會加入VoIP與Multimedia等功能，以用來處理語音及影像封包之傳送。
3.導入Security/Firewall功能：當家庭中的設備接能連結上網際網路後，資訊安全的維護將顯得相對重要，而扮演家中資訊設備對外關口的SOHO Router，將會把資訊安全的維護列為產品功能發展重點，因此SOHO Router未來將導入Security與Firewall等功能，以防護外部不明資訊的侵入。
娛樂型家用閘道器主要是負責家庭娛樂網路中之設備相互連接並連上網際網路，以多媒體娛樂設備(如TV、DVD、PC等)為主，娛樂型家用閘道器初期多以STB產品型態出現，其主要功能特性如下：
1.連網功能：在家庭網路逐漸成形之際，不僅家庭內部的各種家電設備會互相連結，對外網路的連接也成為必需，因此具備連網功能的STB將是未來發展趨勢。未來的STB，將有可能與現有的xDSL Modem或Cable Modem結合，並朝向Residential Gateway的方向而行，成於家庭數位多媒體中心。用戶家中的電腦、電視均可與STB連結，不僅可接收電視訊號與連接網際網路，還可透過STB連網瀏覽網頁，享受網路業者所提供的服務。
2.互動功能：隨著數位化時代的來臨，只要頻寬夠大，傳輸速度夠快，各種影音服務都可傳輸於其上，而各項網路服務應用也應運而生。不僅是資訊的查詢、影片的選擇播放、線上卡拉OK的歡唱、音樂的下載與線上廣播收聽、網路交易的進行，以及各項多媒體應用服務的推出，互動功能都是必需。所謂的互動，就是用戶可與業者頭端或局端資料庫進行互動，以即時取得所需服務或內容。另外，用戶也可透過系統，與業者之客服人員進行線上即時溝通，以儘速解決所遇之問題或尋求解答。因此，互動功能在未來家庭娛樂的應用上，扮演了不可或缺的角色，而互動功能也成為STB的重點功能之一。
3.雙向傳輸功能：由於互動式服務，需要回傳頻道的建立才能達到，故以往單向傳輸的STB，已無法滿足未來影音服務應用之興起所需。所以未來STB的功能發展，需具備雙向傳輸的功能，讓用戶可經由STB雙向傳輸的功能，來與業者端的資料庫進行互動，經由內容與訊號的雙向互傳，以享受所需內容與服務應用。
4.PVR(Personal Video Recorder)：PVR最主要的功能，是將電視節目以數位方式儲存在硬碟裝置，並有重複播放已錄下影像之功能。與過去為人所熟知的傳統錄放影機最大的不同處，在於其數位化的儲存方式，因此在影像播放上不再是循序式，而可採用隨機式(Random Access)播放。有了PVR功能的STB，用戶可毋須像以往般受限於業者節目的播放時間，並可直接從電子節目表單，或進入影片資料庫來搜尋並預錄喜愛的節目影片。另外，若再進一步發展功能，用戶可利用數位裝置(如數位攝影機)自行製作內容，連結到STB上，以供親朋好友線上即時觀賞或下載保存。
5.高畫質數位電視接收(HDTV)：未來的STB製/解碼與調變功能有可能整合入HDTV中，而STB則僅具Tuner功能。隨著數位電視的興起，不論未來是將部份STB功能整合進數位電視，或是仍保有原先功能並增加網路應用功能，不可避免的，STB未來都將具有接收高畫質數位電視的功能。由於傳統電視的接收，就牽涉到CA(Conditional Access)及Middleware的層面，HDTV的接收也是數位電視興起下所賦予STB新功能的加入。
6.語音功能(VoIP)：隨著VoIP應用的興起，以及服務業者力推Triple Play(High Speed Access、Video、Voice)服務，未來STB在具備連網功能的同時，也將具有語音功能。也就是說，用戶可直接使用家中電話，透過STB連結上網，並以VoIP的方式與他人溝通連繫。目前義大利服務業者Fastweb已提供此種服務，用戶不僅可互通網路電話，還可透過Camera的攝影與STB 來傳送即時影像，讓通話雙方間的距離更加拉近。目前全球VoIP的技術標準發展，是以SIP為主流方向，預料STB語音功能的整入，也會以SIP標準為主，以便與其他網路設備相連結。
控制型家用閘道器主要是負責家庭控制網路中之設備相互連結與連結上網際網路，現階段多以智慧型家電為主。目前控制型家用閘道器之產品型態多以Control gateway或者內嵌在24小時運作的智慧型家電中出現，其主要功能特性如下：
1.連網與遠端控制功能：在家庭自動化的應用需求下，控制型家用閘道器具備連結上網際網路與接收遠端操控訊號的功能，已成為產品發展上基本必備的功能趨勢，此功能只需系統業者與電信業者合作，提供簡訊發送等服務即可實現，當使用者接收到異常簡訊通知時，再利用手機連結上網際網路，進入系統業者提供的特定網站對家庭中設備進行遠端控制，實現完全家庭自動化的環境。
2.語音、影像傳輸處理：在家庭安全應用需求方面，控制型閘道器除了提供家庭自動化應用下的基本功能之外，更值得注意的是未來將會有影像傳輸處理與語音傳輸等功能的產生。在這兩項功能方面，家庭保全透過監視器對居家環境安全進行監控，當有異常現象發生時使用者透過手機進行遠端即時的監看操控，與使用語音和臨時造訪家庭的人士如郵差、送貨員等進行對話，更即時的處理家中的臨時事件，因此，控制型閘道器未來將必須具備處理影像傳輸與語音傳輸的功能，以符合更即時化的需求。
目前全球家用閘道器市場中，2004年之前仍是以「網路語音型」家用閘道器的產量最高(圖2)，其他類型的家用閘道器因尚在發展初期，市場需求不如預期，故銷售量並不大。
由於在家庭網路發展初期，家中的上網設備大多以資訊產品(如電腦、列表機等)為主，因此具有Ethernet、DSL、Cable和WLAN等功能的網路語音型家用閘道器便可滿足市場需求。網路語音型家用閘道器大多是以含Modem功能的Router型態出現，目前國內廠商在DSL Modem的出貨量約佔全球的69%，Cable Modem的出貨量約佔全球的53%，量產技術亦具相當成熟度受國際肯定。另外，國際數家ISP業者(如Yahoo BB、Vontage等)在2003年底相繼開始提供線上語音服務，刺激了相關設備市場需求，因此，網路語音型家用閘道器產量將會在今年開始大幅成長。
由於在現階段智慧型家電並不普及，僅僅在北美地區擁有較多的使用者，其他地區的消費者對「控制型」家用閘道器此類型的產品尚相當陌生，與其他類型家用閘道器同時期相比，其全球產量明顯較低。且再加上目前智慧型家電尚在發展階段，在通訊技術上並無一特定主流規格，各地區有各地區的領導廠商所推廣的規格(如日本Echonet、美國LonWorks、SCP等)。對國內廠商而言，因大部分家電廠商不熟悉通訊技術，且這類型的產品通訊技術困難度進入門檻較低，且目前國內廠商鮮少在生產此類產品，現行市場佔有率的威脅也較低，因此未來將有可能成為國內通訊設備廠商的新戰場之一。
「娛樂型」家用閘道器在發展初期，受家庭網路基礎建設的完善度限制，市場需求並不如預期理想，但伴隨著各國推動數位電視廣播與家庭影音及娛樂設備的建立，預期娛樂型家用閘道器將快速成長。目前娛樂型家用閘道器因與數位電視等影音產品結合，通常以STB(Set Top Box)加上Router功能的產品型態出現，STB市場特殊，其銷售通路大多掌握在ISP業者手上，必須要與ISP者所推出的多媒體方案相搭配而進入家庭市場，因此預期國內廠商要單獨進入娛樂型家用閘道器市場，將較為辛苦。
家用閘道器是屬於用戶端設備(Customer Premise Equipment，CPE)產品，用以連結家庭網路和網際網路，為家庭中的應用設備提供一個可相互溝通的平台。目前市場上家用閘道器型態多樣，針對某種應用有特定功能的家用閘道器使用，但一般而言不同類型的家用閘道器，皆共同具備以下4種特性：
‧可連結家庭網路與外部網際網路
‧具被基礎防火牆功能
‧獨立於電腦之外，可自行作業
‧24小時全天候運作
目前在家用閘道器市場上仍是以功能單純、整合度較低的產品為主，只以連結家庭網路與網際網路為主要目的，未來家用閘道器產品市場，將會朝向整合家中所有可上網設備的整合性產品特性發展(圖3)。在家用閘道器發展趨勢上可分為以下幾種類型：
‧遠端控制型：可讓使用者透過網際網路，對家電產品進行簡單的控管，是最早期的家用閘道器類型。
‧寬頻接取型：寬頻接取型家用閘道器，是目前市場上最廣泛被消費者使用的產品類型，其具有連結並轉換家庭網路中不同協定、對外連結網際網路與基本防火牆的功能。
‧語音與資料整合型：語音資料整合型家用閘道器，具有安全性、協定傳輸、傳輸小型檔案、Home PBX與整合語音和資料的傳送功能。
‧全功能整合型：全功能整合型家用閘道器，以連結家中所有上網設備為目標，具備前述三種型產品的功能，可轉換各種影音技術、各種協定、傳輸品質佳和遠端控制等功能，是家用閘道器發展至最完整時期的產品。
家用閘道器獨佔家庭網路對外連結的重要戰略位置，目前市場上家用閘道器分為三主要類型，包括「網路語音型」、「控制型」與「娛樂型」等。其中，網路語音型家用閘道器對國內廠商而言技術困難度低，且全球出貨量佔有率高，未來在消費者市場需求刺激下，仍將是較適合國內廠商投入的產品類型。
控制型家用閘道器，目前在消費者市場上因為周邊應用產品的使用程度並不普及，故目前控制型家用閘道器市場不如其他類型產品廣大，但對國內網通設備商而言，這類型的產品傳輸協定技術並不高、進入門檻低，未來亦將會是國內網通設備商值得切入的新領域。娛樂型家用閘道器，目前市場上多以STB加上Router的功能型態出現，對國內廠商而言硬體生產很強，但軟體方面較弱，而STB的銷售通路卻又掌握在軟體公司手上，搭配ISP業者推出的服務銷售，因此，國內有意朝向娛樂型家用閘道器設備發展的相關廠商，必須等待STB零售市場打開後，國內的廠商才有機會創造更大利潤空間。