IPTV（網(wǎng)絡電視）終端管理的關(guān)鍵技術(shù)
終端管理是IPTV技術(shù)中一個重要的研究領(lǐng)域，IPTV終端和業(yè)務的復雜性使得對IPTV終端的有效管理成為保障IPTV業(yè)務質(zhì)量的一個必備條件，因此IPTV終端管理從一開始就是業(yè)界一個重要的研究課題。
1.前言
IPTV業(yè)務是基于電信寬帶網(wǎng)絡，以電視機加機頂盒為主要終端設備，為用戶提供多媒體服務的寬帶增值業(yè)務。IPTV是電信運營商拓展寬帶應用，提高用戶ARPU值的有效方式，近年來發(fā)展迅速，至2007年底，中國IPTV用戶數(shù)量已達到114.2萬。
由于IPTV是一項基于互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務，因此其終端形式多樣并且具備很高的智能性，不僅有基于SOC架構(gòu)的機頂盒，基于智能芯片的智能終端，還有基于X86架構(gòu)的類似于個人電腦的機頂盒。同時，IPTV業(yè)務是一項智能性、互動性很高的業(yè)務，種類多樣，邏輯復雜，由于其采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對私密性、安全性有很高的要求。IPTV終端和業(yè)務的復雜性使得對IPTV終端的有效管理成為保障IPTV業(yè)務質(zhì)量的一個必備條件，但是也對終端管理提出了很高的要求，因此IPTV終端管理從一開始就是業(yè)界一個重要的研究課題。
2.IPTV終端管理的結(jié)構(gòu)及研究內(nèi)容
2.1 IPTV終端管理的結(jié)構(gòu)
IPTV終端管理的主要功能是完成對IPTV終端的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)終端的網(wǎng)絡配置、狀態(tài)和性能監(jiān)測、系統(tǒng)和業(yè)務配置、軟件版本和升級管理、故障診斷等功能。IPTV終端、網(wǎng)絡接口、管理服務器是組成IPTV終端管理的3個必備元素，如圖1所示。
圖1 IPTV終端管理結(jié)構(gòu)
IPTV終端管理的基本實現(xiàn)方式是管理服務器通過網(wǎng)絡接口協(xié)議，調(diào)用終端上的相應功能，實現(xiàn)終端管理的具體功能。
2.2 IPTV終端管理的研究內(nèi)容
在IPTV終端管理的不斷研發(fā)和實踐中，其關(guān)鍵技術(shù)主要涉及以下幾個方面。
(1)北向接口
該接口存在于IPTV終端管理系統(tǒng)與IPTV平臺側(cè)的其他功能實體之間。由于IPTV終端是IPTV網(wǎng)絡中的一部分，因此IPTV終端管理具有網(wǎng)絡管理和業(yè)務管理的雙重特性。北向接口則包括了IPTV終端管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、業(yè)務管理系統(tǒng)的兩個接口。其中，網(wǎng)絡管理負責網(wǎng)絡配置信息傳遞、故障診斷、失敗告警等功能，業(yè)務管理負責統(tǒng)計信息傳遞、業(yè)務管理和配置。
(2)南向接口
該接口存在于IPTV終端和管理系統(tǒng)之間，也是終端管理中最重要、使用最頻繁、論證最充分的技術(shù)。該接口直接承載終端管理的狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設置、異常告警、日志上傳、軟件升級、故障診斷等各種功能調(diào)用。在IPTV的實際應用中，該接口的協(xié)議有SNMP[1]和TR069[2]兩種形式。
(3)家庭網(wǎng)關(guān)
目前家庭網(wǎng)關(guān)的應用已經(jīng)極為普遍，IPTV業(yè)務與家庭網(wǎng)關(guān)的協(xié)同工作也是業(yè)界討論的熱點。從終端管理的角度而言，最關(guān)鍵的技術(shù)問題是NAT(network address translator)穿越和捆綁性的接入認證。IPTV終端在NAT環(huán)境下，一般通過定時心跳等機制穿越家庭網(wǎng)關(guān)[3]，通過DHCP(dynamic host configuration protocol)擴展、管理協(xié)議認證等方式解決在路由方式下的接入認證問題[3，4]。
(4)配置和升級
IPTV終端中軟件系統(tǒng)業(yè)務功能模塊的切分與終端管理的軟件升級、系統(tǒng)和業(yè)務配置息息相關(guān)。在完備的IPTV終端管理功能要求下，IPTV終端需要具備按照系統(tǒng)不同功能、不同業(yè)務的軟件模塊設計，同時可以根據(jù)管理要求，自行下載和配置業(yè)務功能。#p#
3.IPTV終端管理標準化情況
IPTV終端管理技術(shù)在IPTV業(yè)界是一個非常熱門的話題，目前已有多個國際標準化組織對IPTV終端管理進行了研究和規(guī)范。
(1)DSL Forum
DSL Forum(DSL論壇)成立于1994年下半年，最初的宗旨是致力于開發(fā)基于DSL技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、協(xié)議、接口等，隨著DSL技術(shù)和業(yè)務的發(fā)展，DSL Forum也從定義DSL的核心技術(shù)轉(zhuǎn)移到定義和推廣基于DSL技術(shù)的業(yè)務和應用。因此，DSL Forum對終端管理的研究非常具體透徹，它從寬帶接入技術(shù)入手，制訂了多種基于寬帶接入的終端管理相關(guān)標準，并關(guān)注應用層的終端管理和業(yè)務管理，其中就包括IPTV的終端管理。
DSL Forum的終端管理模型如圖2所示，它確定了BOSS、ACS、DSLAM、家庭網(wǎng)關(guān)、終端設備的整體模型，被業(yè)界廣泛引用。
圖2 DSL Forum終端管理結(jié)構(gòu)
DSL Forum制訂了TR069等標準對終端管理技術(shù)做出了規(guī)定。其中TR069規(guī)定了ACS與終端之間的管理協(xié)議，基于TCP/IP，規(guī)定了多個RPC Method用于管理應用;TR111[3]規(guī)定了應用TR069進行遠程管理的方法，并給出了設備和網(wǎng)關(guān)采用DHCP關(guān)聯(lián)方式和穿越NAT網(wǎng)關(guān)進行管理的方式;TR106[5]規(guī)定了終端設備的TR069典型數(shù)據(jù)模型;正在制訂中的WT135規(guī)定了STB的TR069典型數(shù)據(jù)模型，確定STB至少包括SP信息、觀眾狀態(tài)、VoD三部分應用信息，并詳細描述了視/音頻業(yè)務能力相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)。
(2)HGI
HGI(home gateway initiative)成立于2004年，由多個運營商主導，主要通過研究家庭網(wǎng)關(guān)來拓展家庭寬帶通信業(yè)務和市場。HGI對終端管理的研究繼承了DSL Forum的參考模型，加入了服務提供商，形成了服務提供商、BOSS、ACS、家庭網(wǎng)關(guān)、終端的整體管理架構(gòu)(如圖3所示)，并著重研究RMS/ACS與HG之間接口、HG與ED之間接口[6]。
圖3 HGI終端管理結(jié)構(gòu)
HGI規(guī)定的技術(shù)實現(xiàn)方式特點是，在架構(gòu)和遠程管理協(xié)議方面全面采用DSL Forum技術(shù)體制，同時對家庭網(wǎng)關(guān)的功能進行了額外的規(guī)定，增加了本地管理的使用場景，并定義該接口在本地采用HTTP+HTML方式，遠程采用DSL Forum規(guī)定的方式(如圖4所示)。
圖4 ATIS終端管理結(jié)構(gòu)
(3CEA
CEA(消費電子協(xié)會)是互聯(lián)網(wǎng)界***大的終端定義組織之一，但是CEA對終端管理并不熱心，它規(guī)定了終端管理的簡要說明，要求至少能覆蓋HG錯誤、網(wǎng)絡錯誤、故障診斷等功能，并不打算做進一步的研究[8]。
(4)ITU-T
ITU-T的FG IPTV(IPTV焦點組)目前已經(jīng)完成了IPTV終端管理功能需求性的定義，已經(jīng)進入到IPTV GSI(IPTV全球標準舉措)階段。FG IPTV基本采用了HGI的終端管理和家庭網(wǎng)絡的架構(gòu)，這里就不再贅述。
(5)CCSA
CCSA(中國通信標準化協(xié)會)主要根據(jù)中國IPTV業(yè)務的發(fā)展情況，對IPTV終端管理的研究主要基于CCSA IPTV特別任務組所定義的IPTV行業(yè)標準總體架構(gòu)，規(guī)范了終端管理平臺功能和相關(guān)接口的應用層要求，終端側(cè)相關(guān)功能未作規(guī)定，同時給出了IPTV終端管理中系統(tǒng)和業(yè)務配置、軟件升級、監(jiān)測、故障診斷等的具體流程，目前已進入報批階段。
盡管目前已有多個組織對IPTV終端管理技術(shù)進行了研究，但IPTV終端管理卻是IPTV整體技術(shù)架構(gòu)中發(fā)展較為緩慢的一部分，在實踐中仍存在著很多問題需要進一步論證并解決。#p#
4.1 管理協(xié)議問題
IPTV終端管理究竟采用何種協(xié)議，目前業(yè)界主要有兩種觀點，一種是直接沿用在網(wǎng)管領(lǐng)域很成功的簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)，另外一種則是采用DSL Forum定義的TR069。
SNMP發(fā)源于互聯(lián)網(wǎng)設備管理，采用UDP協(xié)議承載。其優(yōu)點是：簡單靈活、易于開發(fā)使用，并且由于其發(fā)展周期較長，可在各種智能較低、非傳統(tǒng)設備上運行，但是其缺點是過于死板，效率低，無法有效支持變化多端的設備和業(yè)務，同時大規(guī)模組網(wǎng)時存在障礙，比如傳送不可靠、響應不可控、安全性較低等。
TR069是為終端管理定制的協(xié)議，采用TCP協(xié)議承載。其優(yōu)點是：面向設備、面向業(yè)務支持能力高，有完整的設備、業(yè)務數(shù)據(jù)模型;定義了完整的發(fā)現(xiàn)、通知方法以及與家庭網(wǎng)關(guān)的協(xié)作方式，智能性高，傳輸效率和可擴展性也較高，但是由于其協(xié)議的復雜性，也存在一定缺點，比如實現(xiàn)難度較大，智能化要求較高，對終端增加了要求，無法在所有終端中應用。同時，TR069數(shù)據(jù)模型并未提供IPTV業(yè)務運營方最關(guān)心的業(yè)務質(zhì)量等關(guān)鍵信息，因此必須在具體實施中根據(jù)需要進行擴展。
4.2 IPTV終端功能問題
從目前的終端發(fā)展趨勢來看，實現(xiàn)越來越復雜的業(yè)務功能已經(jīng)成為一個必然，因此對于終端智能化程度和業(yè)務能力的要求也在不斷地提高，然而對IPTV終端的管理功能，要求高優(yōu)先級、高可用性、高有效性，要求管理內(nèi)容復雜，如業(yè)務、應用、網(wǎng)絡、故障，終端的管理要求和業(yè)務復雜性形成了一對矛盾。
由于系統(tǒng)和業(yè)務配置、終端軟件升級的要求，必須對IPTV終端的軟件系統(tǒng)和業(yè)務軟件進行一個合理的劃分，這對終端軟件開發(fā)和IPTV業(yè)務開發(fā)提出了新的要求，同時，IPTV終端系統(tǒng)和功能，仍缺乏有效的規(guī)范和標準指導。
4.3 安全性問題
由于IPTV終端管理的高優(yōu)先級、配置和診斷等特殊功能，因此終端管理必須具備很高的安全性保障。而終端管理系統(tǒng)由于終端規(guī)模巨大，導致必須分層組網(wǎng)，為保證系統(tǒng)性能、支持大規(guī)模升級，必須簡化交互過程、降低協(xié)議復雜度，以減輕系統(tǒng)負擔，同時IPTV使用基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的IP網(wǎng)絡，終端具備很高智能和復雜性，對安全性的保障，如使用安全協(xié)議、加密算法等業(yè)務安全措施，勢必造成管理協(xié)議復雜度的進一步提高，如何在降低負擔與安全保障之間尋找平衡點一直是IPTV終端管理的難題。
4.4 中間件問題
IPTV終端管理的中間件技術(shù)是一個飽受爭議的話題。中間件技術(shù)在IPTV中，尤其是終端側(cè)，應用廣泛，IPTV中間件也具備了部分終端管理的功能，但是對于完整的終端功能和過程，中間件仍然存在較大的問題，依賴于中間件研究和規(guī)范的進展。
5.結(jié)束語
IPTV終端管理是IPTV業(yè)務系統(tǒng)中不可缺少的一部分，對IPTV終端管理技術(shù)的研究也在不斷深入。隨著IPTV業(yè)務的迅速發(fā)展和用戶規(guī)模的不斷擴大。對IPTV終端管理技術(shù)也提出了新的要求，后續(xù)對于IPTV終端管理技術(shù)的研究，將面向?qū)嶋H的部署和實施，包括安全性、大規(guī)模組網(wǎng)、業(yè)務配置等方面。
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