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家庭互联网终端价值研究

http://www.c114.com.cn ( 2018/7/6 15:11 )

摘要:终端是运营商在智慧家庭的关键资产,在分析运营商智慧家庭终端多重属性和 价值的基础上,着重从智慧家庭“实终端”和“虚终端”的结合,探讨运营商借力终 端智能化打造智慧家庭生态的策略。

关键词:家庭互联网;智慧家庭;智能家居;大数据

0  前言

对任何家庭信息化解决方案提供商而言,成功的关键是要在家庭建立一个以智能伺服终端为支点的信息化平台,并建立“用户—平台—商家”协作共赢的可持续发展的良性生态。良性生态离不开终端的支持,尽管业务的提供如何在“终端”和“云端”合理分配已经经历了几次的螺旋式反转,但终端智能化、终端与云端协同实现虚拟化融合的趋势已经不可逆转,如何借力智能化终端提供智慧家庭生态,是所有参与者必须面对的问题。

本文在分析运营商智慧家庭终端多重属性和价值的基础上,着重从智慧家庭“实终端”和“虚终端”的结合入手,探讨运营商借力终端智能化打造智慧家庭生态的策略。

1  家庭互联网终端生态要点与架构分析

家庭互联网,从字面上理解,是与移动互联网区隔的不同领域,但在移动互联网催生了业界融合新生态的大势下,它已经转变为移动互联网的一部分,是移动互联网向智慧家庭渗透和融合的新生态。因此,不论从跨界比较还是从固移融合的角度,家庭互联网生态的建设,都可以参考移动互联网的成功案例。而移动互联网,正是从移动终端的智能化发展起来的。

典型的移动互联网生态可以参考苹果手机生态或微信应用生态。在互联网竞争中把握自身核心能力(比如苹果手机的操控体验、微信的移动社交需求)、形成用户规模的同时,通过能力开放、搭建商户与用户的聚合平台实现用户个性化需求、构筑竞争对手更难逾越的良性发展环境与竞争门槛。其中,终端是保证用户体验的重要一环,而且,终端只有在与平台(云端)完全融合的情况下,其价值和体验才能达到极致。

尽管家庭互联网是移动互联网在特定领域的渗透,但本身又整合了家庭本身的需求和特定能力。从目前电信运营商的角度,主要的核心能力集中在以电视智能化为基础的家庭内容服务和以网关智能化为基础的家庭连接服务两大领域,进一步,这两大领域将逐渐融合向人工智能辅助的智能家庭生活演进。从终端智能化的本质而言,电视和网关都需要通过优异的体验、开放的平台和用户入口实现类似智能手机互联网的生态环境。

需要注意的是,网关和机顶盒这两大终端在借鉴智能手机模式服务智慧家庭时,都遭遇到如何与用户入口结合的问题。网关天生就是静默终端,而机顶盒本来是借助电视和遥控器实现与用户交互的,但由于内容管制的问题,在失去了EPG的控制权后,运营商在内容消费用户界面上基本上没有主导权,更何况遥控器体验完全无法和以智能手机为主的移动互联网的触控体验相比,因此目前家庭互联网业务的体验是完全跟不上移动互联网的脚步的。解决的办法只有2种,一是现有的用户交互方式发生巨大变革(比如安全易用的语音交互),二是通过家庭智能终端与手机的融合(终端固移融合FMC),实现通过手机的触控或语音交互等方式对现有终端及相关业务的使用。

由智慧家庭“云”“管”“端”协同构成智慧家庭架构(见图1),三者的紧密协作提供用户所需的沟通、信息、娱乐、安全、健康、交易、教育、家庭自动化与便捷生活等已有产品组合与订购服务。

在云平台侧,首先有用户与业务管理平台,建立起面向用户统一认证和入口的服务体系,其中统一入口就是用户管理界面,将逐步泛在化,使得不同用户在不同时间、不同地点、使用不同终端都能实现对智慧家庭的管理。由于智慧家庭整体服务架构是可以不断扩展的,用户统一入口也要具备灵活的扩展能力,能根据用户需求进行个性化定制。同时,为了提供具体智慧家庭服务,用户业务管理平台下面将连接各种能力平台,包括基础的大数据采集与分析平台、运营商自有的网络和业务基地能力平台以及合作伙伴的互联网业务与能力平台。

在管道上,智慧家庭终端与云平台通过高速接入口紧密相连,而且通过家庭网关实现互联网连接向用户家庭的延伸,包括但不限于家庭Wi-FiZigbee连接。

在用户家庭,以网关和机顶盒构筑起智慧家庭智能终端基础,通过标准协议或协议转换器(通过单独设备或网关插件实现)整合产业链各方提供的智慧家庭智能终端与设施。随着技术的演进,终端将更加简洁与便捷,在家庭里将构成虚拟的智慧家庭大终端。

从另一角度看,网关和机顶盒是智慧家庭的“实终端”,用户管理界面是智慧家庭的“虚终端”,这两大终端通过业务云平台增强并连接、融合,借力网络构成了完整而强大的服务体系。

2  运营商在家庭互联网的核心能力

运营商在家庭互联网的核心能力,一定是运营商着力投入、有保障的资源或能力,综合看来,这种核心能力主要包括如下几个方面。

a) 网络能力:由于基于IP的互联网技术从根本上以分层服务的结构强调了业务与网络的分离,再加上服务的普遍性和运营商之间的竞争,该差异化能力在运营商之间已经差异不大,但相对互联网运营商还是有优势的,当然,运营商内部的网络资源优化能力、开放能力、通过SDN/NFV实现灵活调度能力、网络质量保障能力、安全能力提升方面,还是有潜力可挖,也涉及到企业运营体制机制的转变程度。

图1 智慧家庭总体架构

b) 终端能力:由于市场竞争等多种原因的影响,家庭光猫/路由器IPTV机顶盒经常成为宽带接入和IPTV业务的赠送或租用终端放置在用户家庭中,运营商背负设备维护责任的同时,完全可以借力终端智能化趋势,以“实”终端为支点,通过智能终端的边缘计算能力,建立家庭互联网的终端伺服能力;另一方面,作为用户配置、使用智慧家庭的关键入口,App或Web用户界面,是家庭互联网的“虚终端”,将结合信息服务提供商的核心服务和良性生态能力,成为黏住用户、获取产业链合作控制点的关键因素。

c) 服务能力:电信运营商在用户远程服务和上门服务方面,一直具有优势,目前,结合家庭智慧化进程提升服务水平,推出“智慧家庭工程师”服务,已经是多个运营商的共识,也是运营商发挥运营服务优势、构筑一定的差异化能力的重点领域。

d) 数据能力:依托网络和终端,获取用户家庭上网行为、终端状态、业务体验等多维度的数据,是运营商下一步需要发力的地方。

由于互联网商业模式的冲击,加上终端智能化、人工智能等技术的加速发展,构建单一的能力,已经很难满足家庭智能化发展的需要,电信运营商在宽带和IPTV基础业务发展的基础上,必须将自己的差异化能力封装到智慧家庭建设生态中,与产业链上下游一起推动家庭业务的互联网化进程。

3  运营商家庭互联网终端的价值与发展策略

在终端方面,以网关和机顶盒为基础的“实终端”由于具有多重属性而带来多种价值,这些价值与上面分析的运营商的核心能力紧密相关。

产品和服务价值是终端最基本的价值。终端因其提供的业务和服务,给用户带来品牌认知,同时,终端本身的服务也是运营商与用户保持信任服务关系的关键。除此之外,终端还具有以下4种重要价值,需要运营商重视和重点发展。

a) 网络价值:在家庭互联网中,家庭局域网是以网关为中心实现的,结合宽带提速,网关在家庭互联网的多样连接的融合和质量保障上承担着重要的价值,随着家庭联网的SDN/NFV化,家庭网络智能化升级将为家庭的智能化和智慧化提供最基础的保障。

b) 业务和应用价值:家庭互联网业务应用往往离不开家庭终端的支持,这种能力在与业务云平台协同得到增强的同时,也在向通过中间件或操作系统实现开放合作的方式演进,为第三方参与到智慧家庭的业务应用构建提供基础。

c) 用户入口价值:通过云端增强,不论是网关还是机顶盒,运营商都可以通过智能手机、智能音箱等新泛在的交互方式实现终端的泛在控制或虚拟化,也通过体验的提升、生态服务的增强获取并黏住用户,真正实现面向用户的服务体系。

d) 数据价值:在终端获取用户行为数据不仅最为直接,而且是网络或业务平台侧行为数据的最好补充,不管是局域网行为数据、终端业务应用数据、用户入口数据还是终端设备信息数据,都在保障用户体验的同时,带来了潜在的大数据挖潜价值。

总之,运营商需要立足智慧家庭的长期发展目标,结合家庭互联网生态的搭建,充分意识到终端的多重属性,发挥终端的价值实现资源的最优配置。以下就这几个方面略作分析,作为运营商发展策略的参考。

4  网络延伸

发挥终端的网络属性,主要需要关注家庭网关能力的延伸。

网关天然就具有网络属性,所以网关自然要支持网络接入制式演进的功能。目前国内最重要的宽带接入演进就是光纤入户。随着宽带中国战略的深化、三大运营商的竞争加剧以及4K视频等高带宽消耗业务的发展,光纤用户在近几年内将继续保持高速增长的态势。

相对WAN侧带宽的高速增长,用户侧局域网接入技术升级的需求也越来越明显,双千兆(千兆以太网和双频Wi-Fi)已经成为高端家用无线路由器的标配。即便如此,用户还可能会有需要借助HomePlug或G.hn借助电力线延伸Wi-Fi或以太网的需求。同时,Zigbee、红外遥控等智能家居的协议也往往需要支持,目前这往往是通过Dongle(USB外接硬插件)或协议转换器来实现的。

相对功能和协议的支持而言,对局域网或个域网设备的接入控制具有更深的战略意义。相对移动网络直接管理到设备而言(少数直接使用移动网络上行的网关设备除外),宽带网络往往只能管理到接入点,家庭内设备如何组网、连接质量如何基本是一无所知,因而也产生了部署运维上的困扰。而一旦家庭内设备的接入能够被云端管理,网关就具备了移动网络基站的特征,而宽带接入服务器BAS就与移动网络的GGSN具备了类似的特性和地位。OVUM在《Digital Economy 2025:Telecoms Networks》中从数据库、OSS/BSS、核心网、城域网接入网5个维度对移动网络和固定宽带网络进行了分析,认为目前2张网是完全独立的,但到了2025年两者间的壁垒开始消失,数据库将完全融合,另4个维度的融合程度逐渐降低,不过,接入网融合需要更长时间。不管如何,如果全业务运营商通过智能网关牢牢掌握了家庭网络覆盖服务,也就掌握了通过SDN/NFV技术推进固移融合的关键能力。

5  业务或服务

那么,网关和机顶盒能提供什么样的业务或服务呢?运营商是否能通过这些业务和服务提升ARPU呢?需要澄清的是,先不考虑IPTV机顶盒,在没有智能网关的情况下,几乎所有的智慧家庭服务都是可以基于路由器和家庭OTT业务终端实现的,这也是互联网智能路由器能取得一定成功的原因。然而,智能网关给电信运营商提供了一个简洁构筑智慧家庭入口和伺服功能的增值业务能力平台,不仅提供了自己智能管道等服务能力融入家庭信息化大潮的渠道,而且有可能依托自己的企业信誉和开放平台构筑大众创业、万众创新服务智慧家庭的新局面。

不同的运营商可能会选择不同的业务切入点,如下几种业务或服务应该是众多运营商都关注的点。

5.1  家庭无线局域网覆盖

WLAN体验是用户购买无线路由器(包括智能路由器)的最关注要素,90%以上家庭存在WLAN接入问题,主要原因包括覆盖(三房及以上户型单设备很难完美覆盖,除非违规加大功率或通过中继器解决)、性能(在4K和家庭存储场景,Wi-Fi性能不达标,影响视频和文件传输体验)和干扰(2.4G频段无线干扰非常大,不适合高带宽需求,而且有时会因为邻居间干扰导致性能急速下降等问题)。高端智能路由器一般都支持双频覆盖(即在支持2.4G频段的802.11n同时支持5G频段的802.11ac),WLAN中继(主要包括无线WLAN中继、以太网线中继和电力线中继)也日渐普及,而且一些运营商(如香港电信盈科)还将家庭WLAN覆盖打包为一项专门的收费服务。相对互联网智能硬件厂商而言,运营商通过标准促进多个WLAN AP间无缝切换、多终端干扰避免和精细化空时管理(QoS管理)技术的应用还是有一定优势的。

5.2  家庭网络安全

网络安全一直是用户购买无线路由器的关注点,2015年360路由器就通过安全品牌结合低价位产品实现了智能路由器的市场第一。传统网关已经对用户访问、设备接入等安全问题进行了充分考虑,智能网关能进一步实现下述功能。

a) 提升安全应对措施:网关发现安全事件,智能网关可以通过APP提醒用户关注或处理。

b) 提升安全处理效率:智能网关可以将客人访问等常见安全事件场景化,制定处理流程,既安全又方便。

c) 提供安全业务或功能:由于手机用户已经习惯了触控界面,加上云端能力的增强,提供高效易用的绿色上网、家长控制业务或功能已经可行。

d) 提供安全增强手段:诸如网关深度数据包检测DPI技术正在日益成熟,能实现对设备和数据流的识别,可以与合作伙伴共同研发或提供第三方研发的安全插件应用,可以覆盖到恶意网站拦截、在线杀毒等复杂的安全领域。

e) 安全支付:智能网关具备硬件(如NFC、USB扩展等)扩展安全支付的可能性,也具备通过本地接入安全+手机安全实现离线支付的可能性。

5.3  家庭内容、娱乐服务

IPTV机顶盒是电信运营商发展家庭内容最关键的终端。然而,由于政策的管制,目前安卓化的机顶盒并没有发挥出应有的智能。最好的模式是运营商在机顶盒中通过应用中间件的模式,重新构筑一个自己完全能够掌控的虚拟机顶盒,通过云平台及家庭中智能手机的协同(业务入口和业务操控以智能手机的屏幕和交互为主),打造一个具备互联网体验的家庭内容娱乐系统(比如投屏、触控、人工智能控制等)。

网关因为24 h值守的特性,可以通过云化的家庭存储NAS参与到家庭内容娱乐服务的构建中,包括但不限于云端加本地的新型混合存储方案、IPTV业务与互联网内容下载分享结合、CDN节点下沉、移动互联网终端(如手机照片)或业务(家庭监控)自动备份保护服务、基于内容存储和访问提供用户内容消费行为分析等应用。

5.4  智能家居与安防

在众多的智慧家庭业务或应用中,智能家居与安防一直被产业链各界所看重,然而,这也是最复杂的一个领域。目前智能家居和安防面临体验不佳、产业链长、七国八制、安装维护难、商业模式需创新等诸多问题。智能网关支撑智能家居与安防业务发展有浅度参与和深度参与2种模式。

a) 浅度模式:通过USB扩展ZigBee Dongle和相关插件降低智能家居与安防设备综合成本,通过手机APP融合操控界面提升用户体验。

b) 深度模式:在智能网关上搭建一个开放的、深度产业链合作的智能家居与安防的控制平台,多数智能家居与安防设备不仅能在该平台上即插即用,而且能与其他智能家居与安防设备在统一的体系下快速构建用户所需要的场景。

由于产业链的复杂性,目前看不清楚产业链的哪一方能够最终统一智能家居和安防市场,但运营商从浅度模式入手,并基于自身的中立、服务和入口角色积极探索深度模式,还是很容易有所作为的。

5.5  智能管道

在没有网络侧提速的支持下,智能路由器厂商通过局域网QoS、本地缓存和VPN创新,已经提供了设备加速和大量应用加速功能(如苹果应用商城、浏览器加速、迅雷下载加速、游戏加速、视频加速等)。如果运营商能将网络侧的VPN、CDN、接入网带宽提速(包括下行和上行)与网关局域网提速相结合,业务带宽的保障能力将更加完整而强大。

5.6  智能运维

在终端管理上,终端远程管理(ONU 设备管理系统EMS与远程管理系统RMS)一直是运营商网关相对零售市场无线路由器的优势,但网关智能化是一个渐进的过程,在发展的初期,由于维护覆盖面增大和新问题的大量出现,报障率可能会大幅提升。此时,一个解决的办法就是依托网关的智能化实施智能运维。在这方面,零售市场的智能路由器已经趟出了一条路:他们不仅通过云管理平台实现了一部分远程管理,而且通过用户自管理和论坛降低了运维的强度。

对运营商而言,在已有终端管理能力基础上充分发挥智能网关对智能运维的支持能力,构建层次化智能运维体系、提供智能运维手段和工具,不仅能大大提升运维效率、降低运维强度,而且可以为今后开放运维能力、实现智能家居及安防等设备的代管代维打下基础。

6  开放应用环境

尽管上一章列了不少智能网关和机顶盒适合发展的业务或服务,但用户期望的智慧家庭服务涉及的范围更广。因此,搭建一个第三方可以充分参与的开放应用环境更加重要。

对家庭网关而言,由于Android应用于网关资源消耗大,效用提升有限,业界一般考虑基于Linux或OpenWrt定制或引入OSGi框架(基于Java)实现开放软件环境。对电信运营商来说,由于自己并不亲自研发终端产品,而在集中采购的时候又希望更多的设备厂商来竞逐,OSGi是一种牺牲一定效率换来较好可移植性的合理选择。对互联网智能硬件厂商而言,基于OpenWrt或Linux定制软件开放环境更能提升最终产品的性价比,但不同的智能网关路由器建立各自为政的小生态为未来整体智慧家庭产业链的蓬勃发展埋下了隐患。

智能机顶盒尽管已经普遍安卓化,但运营商仍然需要通过应用中间件再造一个能与家庭网络其他终端设备及互联网平台充分互动的虚拟机顶盒,最终实现在政策管制下仍然保持充分活力以支撑视频互动创新应用发展的需求。

7  用户和入口

电信运营商在进入智慧家庭的时候,往往容易重视网关和机顶盒,而忽视用户操控界面入口。这其实也是可以理解的:网关和机顶盒都是硬资产,电信运营商付出了成本,也具有管控权利或责任,容易依托终端硬件形成自己的能力,相关的工作也比较熟悉;相比较而言,生态建设是一个复杂而漫长的过程,在发展之初并不容易见到效果,相关的工作以软件和体验运营为主,经验丰富的一般是互联网应用工程师。另一个方面,智能终端的能力已经超脱了业务附属的传统角色,所以,电信运营商也意识到了网关和机顶盒这两大智能硬件在家庭中的入口作用(家庭连接入口和家庭内容入口),只是因为一个缺乏操控界面、一个由内容播控方把控着EPG(电子节目单)界面,感觉有力无处使。因此,笔者提出的第一个建议是实入口和虚入口融合双入口发展策略。相对互联网厂商而言,运营商需要通过实终端(网关和机顶盒)建立自己的差异化和核心能力,网关与机顶盒在用户家庭驻点并提供基础服务的责任正好胜任这个角色(当然,终端智能是必不可少的),如此,用户的家庭操控体验就不会是没有依托的,也解决了网关这些伺服设备没有界面的缺陷;另一个方面,以具备移动性的手机为主建立用户家庭操控入口,不仅本身就包含了固移融合(FMC)的意义,更重要的是建立了面向用户管理、面向体验运营的机制,这是积聚用户、服务产业链上下游的关键。所以,虚实入口结合发展是电信运营商进入智慧家庭领域的一个关键,与通过整体解决方案发展智慧家庭是一脉相承的。

除了在手机入口上发力外,这2年又出现了在家庭发展智能音箱入口的新挑战。语音交互与触控交互确实是不一样的体验,目前不仅不能排除新人工智能技术改变数字化社会交互习惯的可能性,而且随着语音识别、语义识别的日渐成熟,触控交互肯定不会是唯一的交互方式,这种改变不仅发生在家庭,而且对智能手机本身,也有可能会带来重大变革。但对电信运营商而言,这并不是基于通信发起的变革,而是基于计算机处理技术发起的变革,而且目前并没有到完全成熟的程度,因此,激进的制作智能音箱销售到千家万户并不现实。从另一个角度看,语音交互并不是只能通过智能音箱硬件实现,事实上,微信、输入法等很多应用都基于云集成了语音识别智能。所以,在智能音箱上积极谨慎地进行探索和尝试,在手机入口上通过软件集成语音智能是更符合电信运营商有节奏发展的方式。

在以手机为主的终端上实现用户家庭的泛在操控入口上,还面临着另一个问题,就是用微信入口还是用App入口。尽管智能终端生态在苹果公司的带动下一度如火如荼,但目前能够和苹果公司手机用户叫板的,却是做软社交入口的腾讯公司。微信带来的好处是显而易见的:跨终端平台(苹果和安卓平台)、占据了用户社交入口、本身具有足够的开放性,但限制也明显:基于微信软件、有浏览器限制、有相对深的菜单深度。App的问题则是需要有比较高的推广成本,很容易被用户卸载,开发和维护也比较复杂(至少要针对两大平台同步开发)。所以,比较可行的方案是两者都做,尽管工作量会更大,但微信入口和App入口的互相推荐,还是能带来比较大的引流效果。

8  大数据的关键采集点

尽管运营商具备管道的数据采集能力,但基于家庭互联网终端的数据采集仍然具有相应的技术优势和特点,可以成为网络数据的重要补充。

终端数据采集点主要包括用户操控界面(App、微信或智能音箱)、机顶盒和网关,其中,操控界面和机顶盒的用户数据只有在用户使用运营商的业务时才能获得,而网关的用户数据则更为广泛,因此也具有更重要的意义。

在部署智能网关时,通过数据采集提升管道智能化能力、拓展关联大数据运营价值,是运营商关注的一个技术切入点,这就是网关深度包检测(DPI)。DPI是基于数据流特征对数据流(以五元组标识,包括源IP、目的IP、传输层协议类型、源端口、目的端口)进行识别(应用ID、设备ID、目的URL、数据流类型……)的技术,一般对硬件要求很高,由于现有家庭网关(路由器)硬件性能快速提升,DPI技术也在持续发展,在现有硬件上通过功能聚焦(适度裁剪)、云端支持已经可以实现比较强大的DPI。互联网终端厂商也可以发展DPI能力,但相对而言,由于运营商DPI可以快速与智能管道建设结合起来,在需求迫切性和规模应用可能性上具有更大的优势。

9  结束语

终端是运营商在智慧家庭的关键资产,利用终端的智能化,参考移动互联网成功的关键经验,充分发挥终端的价值,实现固移融合、ICT融合、专网与互联网融合,构筑家庭互联网开放合作的生态体系,是运营商家庭互联网名至实归的关键,也是运营商家庭互联网成功的要素。

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作者简介:温锋,毕业于北京邮电大学,高级工程师,博士,曾从事智能 光网络NGN技术、多业务传送平台MSTP移动通信业务和 AVSIPTV终端相关的研究,目前主要从事和宽带接入、家庭 互联网及智能终端相关的研究工作。

作者:温锋   来源:《邮电设计技术》2018年第3期

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