產業觀察

行動裝置影音應用的挑戰

作者/蘇柏源

[發表日期：2011/11/5]
前言

電視與影音內容的使用者行為正在改變中，現階段過往的廣播型態電視節目，在新聞性節目以及Live節目仍有廣大的收視族群外，消費者行為已隨著使用者終端設備的演進、產品行銷、市場驅動以及電信網路服務業者在基礎建設快速成長，並引進新的網路技術來部署的拉力下，形成另外一種趨勢，在數位化影音內容的取得與觀賞上，消費者開始廣泛且經常性地採用其他多種平台與方式來觀賞內容。

此類型的媒體服務有一種很明顯的趨勢轉移，特別聚焦在使用者個人的行為，簡易人性化的操作，並且需要透過符合內容使用者期望的影音服務品質來提供隨選的內容傳遞。事實上，以市場的現況而言，除了內容本身的吸引力之外，使用者經驗的品質(QOE-Quality of user Experience，泛指透過網路或其他媒介取得內容的使用感受，通常與內容執行中的流暢度、解析度、傳遞速度有直接正相關 )會直接造成消費者在隨選內容服務上是否有付費意願，最終能否為內容提供者帶來商業上的效益；甚至，即使在免付費內容的提供平台上，商業模式多半依賴嵌入式線上廣告或被動式頁面點選廣告，更多的使用者是否有意願來點選內容，進而增加可獲利廣告的播放率，都有非常高的比率是透過使用者經驗品質來驅動。

應用與管理的挑戰

根據電信大廠Ericsson的消費者研究，現階段約有50%的消費者每周都會觀看網路電視，行動網路的資料流量在2010年成長了兩倍(此一趨勢在2011年更是跳躍式的暴量增長)，趨勢觀察分析皆指出，在未來三年每年最少都會以這樣的成長速度持續對電信業者的網路建設帶來極大的負荷壓力。各種連網裝置的市場成長，以及取得各種影音內容管道、方式與格式的快速增加，已明確形成消費者在使用影音內容行為上一個重大的模式轉移。

近年來在消費性電子市場中迅速竄起，儼然已成為電子資訊產品市場需求主流的連網裝置如智慧型手機與平板電腦，在產品功能、使用者介面設計與定位上都走向適合進行影音內容使用的發展路線，更是近年來驅動行動影音的使用與造成網路資料流量暴增最主要的推手，幾個重量級的社群網站和影音網站，更加頻繁在某些特殊事件、時段或內容議題的催化下創造了相當驚人的尖峰流量(諸如Facebook、Youtube、Hulu、Netflix、Youku與Tudou等)。對電信業者來說，行動上網用戶與資料需求暴增一則以喜一則以憂，對全球的電信業者而言，這些行動裝置大量連網擷取網路內容使得電信業者在固定費率不限用量或是依上網流量使用量計費方案的用戶大量增加，整體營收快速增長；但另一方面，行動裝置連網應用的成長速度，遠遠大於電信業者在基礎建設投資與佈建所能跟上的速度，在透過行動裝置實現隨時連網享受各種娛樂與影音內容無處不在的理想世界同時，服務業者同時也馬上面對了通訊基礎建設投資評估與執行的困難，非常容易造成上網品質不佳，使用網路內容體驗劣化，並暴露在客戶頻繁抱怨、客戶滿意度下降，甚至在新增用戶同時也快速地流失用戶，這些困境也將造成電信業者在長期資本支出評估需力求精準上的困難，也會造成維運人力的規劃編制無所適從與營運成本顯著攀升等負面效應，表面上營收快速成長的亮麗光鮮，背後卻隱藏了太多業者倍增的痛苦與焦慮。

諸如前述，在智慧型手機與平版電腦大量普及滲透市場的應用下，對電信業者所帶來最大的挑戰是如何找到一個有效的方式來管理這些行動裝置使用者在尖峰時段所產生的大量資料訊務，尤其是使用者透過串流(streaming)或是download的方式來使用影音內容。根據Nielson市場情報調查研究，在美國單一行動裝置使用者平均每月行動上網的訊務消費，從2009第一季調查的90MB，成長到2010年第一季的298MB，同期成長率大約達到230%；而智慧型手機的使用率，在2015年之前的行動通訊市場中，北美將達到46%，西歐將達到54%。很明顯的，對全球的電信業者來說，必須要快速將其技術能力演進到頻寬與訊務管理才能有效地用具成本效益和維持高QoE的方式將影音訊務提供給智慧型手機的用戶。

目前智慧型行動裝置的用戶多半是透過行動電信業者的3G網路上網，對電信業者來說，為因應3G行動上網用戶的需求而持續進行3G行動網路相關的基礎建設先期投資，會是一種對資本支出規劃與財務上相當大的考驗與壓力，這部分要同時考量無線接取網路(Radio Access Network: RAN)基地台的擴增，以分散在一個區域內同時間大量行動裝置連網的要求與頻寬的瓜分，還要升級目前許多3G基地台連接後端回傳網路(Mobile Backhaul)僅使用E1介面(2.048Mbps的傳輸速率)的瓶頸，除了RAN的設施升級，Mobile Backhaul也要跟著進行投資與重新架構，原先長年透過TDM模式走在SDH上的傳輸，隨著行動裝置IP資料訊務大幅增長的趨勢，過往應用於都會乙太網路(Metro-Ethernet)的技術將取代在Mobile Backhaul傳輸設備的基礎建設，從基地台到用戶管理與網際網路接口的SGSN與GGSN之間走向純IP化的部署，包含了VPWS、VPLS以及IP/MPLS等L2VPN與L3VPN的網路技術來最佳化網路資源的利用，相關的設備投資與佈建規劃又會是在既有的架構下另外一筆支出；現階段4G LTE的終端設備何時會結合電信後端基礎建設一起推動市場，涉及的投資又相當龐大，除了幾個先進國家地區的代表性業者先試運外，目前國內市場的趨向也似乎不明朗，即便在高速寬頻行動上網的誘因(目前規格理論值在下行速率訂為1Gbps，國內目前3G上網主流WCDMA、HSDPA等理論最高速率值為2Mbps到14.4Mbps不等)或政策規範下要走向LTE的相關投資，鑒於3GPP規範下的LTE僅定義了數據資料傳輸的架構，沒有辦法提供手機的語音通話服務(除非業者做更大投資佈建IMS service提供全VoIP的電信語音服務，現階段來說在技術、可靠度與整合上仍未臻於成熟，照現在的評估在語音服務全IP化的實現上，可能還要花上10年的時間)，即使是業者開始佈建LTE提供更高速的行動上網服務，架構上仍需要和現行的3G網路進行整合以利進行上網以及通話服務，此部分的複雜度高，投資回收評估也不明朗，以國內業者的謹慎特性，近年內即使會啟動LTE的服務，也應會採小規模過渡性的整合試運平台來測試市場動能與實際維運條件，就和過去多年以來採用VoIP架構取代PSTN的進程會比較類似，除非先進國家在轉移到LTE整合以及催生國際漫遊互運的腳步和力道非常明顯強大而迫使國內業者需要進行大筆投資，將行動上網的主流轉移到4G LTE上，否則近年內國內業者在解決行動裝置影音應用上仍會趨向掌握度和可評估性較簡單的成熟技術，以及在既有的3G架構下如何去進行網路應用的優化為短期內會發生的趨勢。

就國內現況而言，除了已經承載了過量資料而引來不少用戶抱怨連連的3G上網外，電信服務業者現在正加快投資腳步的，是大量佈建發展已久的無線區域網路等成熟接取技術，在行動裝置連網應用最密集最頻繁的都會區來分擔3G行動網路的流量負載，相對行動網路的建置，在網路通訊裡的Wi-Fi技術提供了單位價格低廉的頻寬建置成本，雖然相對於3G/4G等行動網路的技術特性，比較不容易克服在載具移動中的行動上網應用會遇到的訊號連線問題，但在其他場合下的應用，無線區域網路技術提供了比3G上網更好的連線品質，也更適用於頻寬消耗量大的影音應用，加上業者在這一波的佈建熱潮下已做了相當的先期投資，可以預見短期內在行動上網與智慧型手機/平板電腦等搭售方案中，業者必會以較優惠的價格與其他促銷誘因來推廣用戶採用Wi-Fi上網；行動網路技術的先天限制，或許也有機會透過世界各地的市場需求拉力，讓重量級的行動裝置供應商在後續的新機種中將普遍的Wi-Fi技術列為標準整合在其產品中。

除了與行動裝置接取的頻寬瓶頸外，在影音內容傳遞上對電信業者還有其他問題要面對，除了前述提及的Mobile Backhaul回傳網路外，影音資料流在電信業者的邊際網路與核心網路同樣會造成很重的頻寬消耗、管理挑戰與投資負擔。僅依賴傳統網路的QoS或頻寬管理機制，可以在設備限制下去決定何種協定的網路資料以及應用的優先權區分來進行細膩的頻寬保證，或針對個別電路用戶別(VLAN、IP、MAC等)來限制速率的上限，但無法解決設備限制下必然會帶來優先權取捨上的兩難、阻擋不了的客戶抱怨與企業聲譽等問題；然而整體頻寬一發生壅塞就投資網路基礎建設卻也難以妥善處理這個問題，除了單純的頻寬升級在市場上越來越難有具投資報酬效益的價格方案而外，用戶習慣的頻寬會很快被大量的應用持續塞爆，難以明顯感受到QoE有所提升；加上電信業者內網的投資是一回事，與其他電信業者的資料交換計價拆帳、消耗國際頻寬的高成本等，都是單純投資網路建設沒有辦法解決的痛。

另外，收費的影音服務方面，目前整個市場的趨勢是考量現代人繁忙緊湊以及時間被切割的特性，在服務上主打Multi-Screen的訴求，當用戶透過某個裝置觀賞某個影音內容(如IPTV)，在看到某段落因故無法繼續時，服務的系統能記錄中止時的內容進度，當用戶在其他時空場合用其他的裝置媒介連線後，可以自動取得能適用符合該裝置播放解析度與連線品質的內容副本，並從上次中斷處繼續播放該影片(稱為Multi-Screen+ABR: Adaptive Bit Rate)；這樣的內容傳遞，除了要具備細膩的格式劃分與智慧型連線狀態偵測外，同時還要考量實體內容的配置地理位置，服務伺服器的負載狀態，才能在最符合成本效益與網路負擔極小化的條件下，透過快取(Cache)的內容來進行影音內容的傳遞。

因此在上述應用與管理挑戰下，內容傳遞網路(CDN)應用於行動裝置的概念也從傳統的網際網路應用，轉移到特別針對行動裝置影音應用上面，結合過往快取伺服器以及重新定址決定內容提供來源等技術，整合了更多的獲利模式與串流影音檔案格式的支援，結合Multi-Screen功能等新面貌，成為解決QOE惡化與創造新獲利來源一個新興熱門趨勢。

事實上，雖然過去幾年在國內CDN的議題沒有真正發酵成為一個明確的成長市場，尤其以往多數網際網路CDN的應用多侷限在固定式網路使用者，受限於台灣幅員狹小的特性，對企業客戶來說投資誘因並不大，然而CDN服務供應商在先進國家已行之有年，諸如Akamai、Limelight、Level3等專業CDN服務供應商，在歐美等大型企業橫跨幅員遼闊的地理區域與分支機構龐雜的條件下，能有效提供多種特定服務，從TCP Acceleration可以加速的協定應用、傳輸資料壓縮、內容快取配置與全域伺服器負載平衡(Global Server Load Balance)等，有許多大型企業委託CDN服務供應商來提供定期收費的最適化服務。

到了近年影音應用更多元頻繁，眾多社群與影音網站使用量暴增之後，雲端概念的CDN網路更是佈建的更為普及，以滿足影音內容已成為終端使用者消耗網路資源最大宗的應用趨勢，在國外，針對影音內容的CDN網路，大量走向了彼此結盟或服務批發(Wholesale CDN)的商業模式，其中如Google就是一個代表性的業者，在大量結盟內容提供商之後，Google在全球各地提供CDN網路侵蝕市場，提高各地電信業者對其依賴性以增加全球網路使用者對Google各式服務的使用率。



上圖中顯示了現行影音CDN網路或CDN服務業者間進行peering以將CDN的效益可以擴張到更大的網路範疇與內容來源的槓桿效益。





上例圖示說明了電信業者在發展影音CDN上，應該考慮整合式架構來管理固網與行動裝置的影音用戶的內容傳遞，並可以透過階層式的設計，在一個大的架構下同時解決無法針對內容收費的OTT(Over the Top, Ex: Youtube、Facebook等)訊務所造成的網路成本，並針對收費服務例如將影音CDN以Wholesale的角色提供給其他業者使用來收費，以及電信業者本身所提供給行動裝置或家用的IPTV服務。

結語

綜合觀之，行動裝置的影音應用所帶來的挑戰如何因應與可能的獲利模式，方向大致明朗，原則上就是解決接取端網路頻寬的瓶頸以及影音CDN的設計規劃；部分已提供內容平台的業者也應考慮長期而言，相關建置以及使用流程的機制是否轉移到開放式標準以避免長期整合延續性的風險，或甚至是考量到CDN peering的趨勢在初期規劃中如何涵蓋進來以增加投資獲利的空間。

行動裝置的影音應用已是今日網路世界的重要議題，對提供傳輸管道的電信業者來說，投資與技術規劃的一步成敗在這個浪潮下可以是一場災難，也可以是趁勢展翅的大好時機。