智能网关的演进及现状分析

随着全球智能化以及我国“宽带中国”战略的大力推广，万物互联时代正在开启，智慧家庭市场迅速扩大。传统网关已经无法满足现代客户的需求，智能网关应运而生。三大运营商也全面启动“智慧家庭”发展战略，纷纷推出未来“智慧家庭”控制中心——智能网关。

智能网关不仅承载运营商的基础业务，还是私有网络服务延伸的基础，并为第三方业务开放硬件能力。智能网关的市场不可估量，发展也日趋多元化。本文就智能网关的架构和发展历程进行介绍，并分析研究智能网关的发展现状和趋势。

智能网关系统功能

智能网关的系统功能主要由接入、核心、管理、业务和智能化功能5个模块组成。

l 接入：实现宽带客户网络与电信网络的连接，传送网络数据；

l 核心：实现QoS功能、地址自动获取、NAT处理、安全防护等功能；

l 管理：分为本地管理和远程管理功能，本地管理实现本地登录配置和管理，远程管理实现远程管理平台对智能网关的零配置、跟踪监控、API权限等功能；

l 业务：实现网关内置的基础功能和运营商的增值业务；

l 智能化功能：开放操作系统提供的API接口开发应用插件，实现智能化增值业务。

智能网关的演进

随着宽带业务的发展，接入层设备从xDSL只能打电话和有线上网，发展提速后出现了光猫，再到现在的智能网关。智能网关除了融合以前的光猫有线数据传输功能，还增加了无线数据通信，可以连接更多有线和无线终端。

1.智能网关的现状分析

从销售渠道来看，智能网关可以分为两个主市场——运营商市场和消费电子市场。

目前越来越多的运营商借助自身在宽带接入领域的优势，率先抢占智能网关市场。中国电信2011年开始普及推广家庭网关E8。2014年7月，中国电信联合Marvell、高通等6家芯片厂家，华为、中兴、烽火等36家终端厂家举办悦me发布会，即中国电信天翼网关的前身。到2017年12月，天翼网关已经发展到第三代，主要厂家有烽火、中兴、华为等。中国电信智能网关运营中心只有一级平台机制，所有数据都会汇聚到运营中心。2018年，中国电信集采了3000万台天翼3.0的智能网关。

中国联通和中国移动起步较晚，2016年都开始推广智能网关，大力采集智能网关设备，布局家庭网络。中国移动采用两级运营中心，省一级，集团一级，数据先汇到省级运营中心，减少集团的压力。中国移动在今年取得IPTV牌照后，不断加大智能网关的集采力度，2018年规模达1150万台。据业界人士透露，中国联通也已开始集采智能网关。

消费电子市场方面，智能网关类产品市场正在逐步启动。近年来，智能网关消费电子市场发展迅猛，小米、华为、海尔等均纷纷布局智能家庭市场，智能网关品牌繁多。

2.智能网关管理协议

从技术来看，智能网关底层架构由最初的OSGi发展成基于Linux的OpenWrt，并不断融合新的协议和功能。

运营商和制造商为方便对接入网络的设备进行管理，也建立了自己的规范和协议，可以对接入的终端设备进行零配置、内容过滤和安全审查。

l 中国电信采用E-Link协议实现建立与AP之间的加密信道、设备注册、配置信息下发、状态信息上传等功能。ITMS+平台对终端设备进行跟踪管理和命令下发。

l 中国移动用RMS平台对终端设备进行配置和监控。

l 中国联通用woLink构建运营商智能组网体系。

l 烽火用F-Link，华为用H-Link作为自己内部兼容和管理的协议。

3.智能网关应用场景

从应用来看，智能网关主要应用于家庭、政企、酒店三大场所。不同的场所接口和功能也不相同。

l 家庭网关：家庭使用偏向于接入更多的PC机、手机、Pad等无线和有线终端。

l 政企网关：鉴于企业办公的需要，政企网关用E1接口提供电话语音业务，突出使用特点。

l 酒店网关：又称为融合机顶盒网关，为方便酒店客户使用，融合了机顶盒、无线路由器、光猫等多项功能。酒店网关一键开机后，电视业务、数据网络业务均启动，主要是为商企客户的访客提供免费上网服务。融合机顶盒网关场景如图所示。

 

图  融合机顶盒网关场景图

随着“宽带中国”的加速发展，现在大家提及的智能网关更多是指家庭网关。

4.智能网关问题犹存

目前智能网关以每年千万甚至亿台的数量增长，快速发展的同时也遇到很多问题。智能网关普遍存在安全、穿墙、中间件兼容以及稳定性方面的问题。

l 安全：账户被盗，智能网关存在安全漏洞、被蹭网等。

l 穿墙：在使用空间不能进行Wi-Fi全覆盖。

l 中间件兼容：智能网关已经发展成重要的控制单位，要求对各种终端设备进行兼容。

l 稳定性：智能终端一旦启动，一般不会断电，如果出现突发大流量，网络的稳定性是否能得到保障势必会影响客户体验。

智能网关呈现三大发展趋势

随着智慧家庭的迅速发展，越来越多的终端电子产品将接入网络。智能网关是宽带流量的统一汇聚节点，可以感知、区分以及控制不同的业务流，成为集约业务的管理平台，是智慧家庭设备及安防传感器的连接、控制中心，未来将成为大数据经营的入口。未来智能网关发展正呈现以下三大趋势。

l 标准化

IEC委员会制定国际标准市场推进计划中的一项重要工作就是推动IEC标准在各成员国的使用，提高标准使用率。对外，对国际标准的引用可以提高我们对国际标准化趋势的认知程度，有利于推动符合国际市场需求的自主标准走出国门。对内，标准化可以增强设备互联互通性，提高不同设备节点之间的兼容性，减少网络优化成本。

l 硬件优化

技术的交叉应用推动宽带发展多元化，推动智能网关多功能融合。为提升设备功能和性能，不同功能芯片拼凑在一起的低性能设备，将无法满足业务和服务需要，会快速被市场所淘汰。多功能的智能网关芯片将对不同功能进行优化和整合。

l 功能整合

智能网关将进一步融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术等物联网技术，不断整合各类家庭智能终端，实现各类家庭智能终端一体的网络化、智能化。未来的家庭物联网可涉及智能照明、家电控制、环境监测、影音娱乐、健康管理等方面，能最大限度地将人、家、物连接起来，进行互动。

在国家政策的支持和推动下，智能网关通过整合各种业务和接口，简化网络节点设计，对外通过云接入物联网，对内利用智能家庭网关打造有广电网络特色的生态系统，为用户提供多终端、多接入及多平台的一体化解决方案将是未来的发展趋势。

小结

随着三网融合和宽带化的快速发展，智能网关的市场竞争激烈，发展趋于多元化和标准化。期待智能网关在整合现有资源的前提下，合理融入新技术，解决面临的问题，为用户生活提供更多便利，丰富用户生活和工作。