IPTV技術(shù)中的終端管理現(xiàn)狀及分析

孟建庭 沈昕 施唯佳 2008/06/30

圖1　IPTV終端管理結(jié)構(gòu)

　　IPTV終端管理的基本實(shí)現(xiàn)方式是管理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，調(diào)用終端上的相應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)終端管理的具體功能。

　　2.2　IPTV終端管理的研究?jī)?nèi)容

　　在IPTV終端管理的不斷研發(fā)和實(shí)踐中，其關(guān)鍵技術(shù)主要涉及以下幾個(gè)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(tái)側(cè)的其他功能實(shí)體之間。由于IPTV終端是IPTV網(wǎng)絡(luò)中的一部分，因此IPTV終端管理具有網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)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(luò)管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的兩個(gè)接口。其中，網(wǎng)絡(luò)管理負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)配置信息傳遞、故障診斷、失敗告警等功能，業(yè)務(wù)管理負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)信息傳遞、業(yè)務(wù)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(shè)置、異常告警、日志上傳、軟件升級(jí)、故障診斷等各種功能調(diào)用。在IPTV的實(shí)際應(yīng)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(yīng)用已經(jīng)極為普遍，IPTV業(yè)務(wù)與家庭網(wǎng)關(guān)的協(xié)同工作也是業(yè)界討論的熱點(diǎn)。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(rèn)證。IPTV終端在NAT環(huán)境下，一般通過定時(shí)心跳等機(jī)制穿越家庭網(wǎng)關(guān)[3]，通過DHCP（dynamic host configuration protocol）擴(kuò)展、管理協(xié)議認(rèn)證等方式解決在路由方式下的接入認(rèn)證問題[3，4]。

　　（4）配置和升級(jí)

　　IPTV終端中軟件系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能模塊的切分與終端管理的軟件升級(jí)、系統(tǒng)和業(yè)務(wù)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(wù)的軟件模塊設(shè)計(jì)，同時(shí)可以根據(jù)管理要求，自行下載和配置業(yè)務(wù)功能。

3、IPTV終端管理標(biāo)準(zhǔn)化情況

　　IPTV終端管理技術(shù)在IPTV業(yè)界是一個(gè)非常熱門的話題，目前已有多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)IPTV終端管理進(jìn)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(wù)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(wù)和應(yīng)用。因此，DSL Forum對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，并關(guān)注應(yīng)用層的終端管理和業(yè)務(wù)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(gè)RPC Method用于管理應(yīng)用；TR111[3]規(guī)定了應(yīng)用TR069進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的方法，并給出了設(shè)備和網(wǎng)關(guān)采用DHCP關(guān)聯(lián)方式和穿越NAT網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理的方式；TR106[5]規(guī)定了終端設(shè)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(yīng)用信息，并詳細(xì)描述了視/音頻業(yè)務(wù)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(gè)運(yùn)營商主導(dǎo)，主要通過研究家庭網(wǎng)關(guān)來拓展家庭寬帶通信業(yè)務(wù)和市場(chǎng)。HGI對(duì)終端管理的研究繼承了DSL Forum的參考模型，加入了服務(wù)提供商，形成了服務(wù)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(shí)現(xiàn)方式特點(diǎn)是，在架構(gòu)和遠(yuǎn)程管理協(xié)議方面全面采用DSL Forum技術(shù)體制，同時(shí)對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)的功能進(jìn)行了額外的規(guī)定，增加了本地管理的使用場(chǎng)景，并定義該接口在本地采用HTTP+HTML方式，遠(yuǎn)程采用DSL Forum規(guī)定的方式（如圖4所示）。

圖4　HGI終端管理功能分布

　　（3）ATIS IIF

　　ATIS在2005年10月成立了IPTV合作論壇（IIF）對(duì)新IPTV技術(shù)進(jìn)行探討，ATIS IIF已經(jīng)對(duì)IPTV的需求、架構(gòu)、終端做出了詳細(xì)的規(guī)定。在終端管理方面，ATIS IIF同樣定義了終端管理應(yīng)用層需求和管理架構(gòu)[7]（如圖5所示），它建議基于TR069協(xié)議進(jìn)行IPTV客戶端設(shè)備的管理，同時(shí)也要求業(yè)務(wù)層、家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行終端管理協(xié)議的轉(zhuǎn)譯，以兼容其他協(xié)議的設(shè)備。

圖5　ATIS終端管理結(jié)構(gòu)

　　（4）CEA

　　CEA（消費(fèi)電子協(xié)會(huì)）是互聯(lián)網(wǎng)界最強(qiáng)大的終端定義組織之一，但是CEA對(duì)終端管理并不熱心，它規(guī)定了終端管理的簡(jiǎn)要說明，要求至少能覆蓋HG錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤、故障診斷等功能，并不打算做進(jìn)一步的研究[8]。
　　
　　（5）ITU-T

　　ITU-T的FG IPTV（IPTV焦點(diǎn)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(jìn)入到IPTV GSI（IPTV全球標(biāo)準(zhǔn)舉措）階段。FG IPTV基本采用了HGI的終端管理和家庭網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，這里就不再贅述。

　　（6）CCSA

　　CCSA（中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)）主要根據(jù)中國IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，對(duì)IPTV終端管理的研究主要基于CCSA IPTV特別任務(wù)組所定義的IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總體架構(gòu)，規(guī)范了終端管理平臺(tái)功能和相關(guān)接口的應(yīng)用層要求，終端側(cè)相關(guān)功能未作規(guī)定，同時(shí)給出了IPTV終端管理中系統(tǒng)和業(yè)務(wù)配置、軟件升級(jí)、監(jiān)測(cè)、故障診斷等的具體流程，目前已進(jìn)入報(bào)批階段。

4、發(fā)展趨勢(shì)和面臨的問題

　　盡管目前已有多個(gè)組織對(duì)IPTV終端管理技術(shù)進(jìn)行了研究，但I(xiàn)PTV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(shí)踐中仍存在著很多問題需要進(jìn)一步論證并解決。

　　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(diǎn)，一種是直接沿用在網(wǎng)管領(lǐng)域很成功的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)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(shè)備管理，采用UDP協(xié)議承載。其優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單靈活、易于開發(fā)使用，并且由于其發(fā)展周期較長(zhǎng)，可在各種智能較低、非傳統(tǒng)設(shè)備上運(yùn)行，但是其缺點(diǎn)是過于死板，效率低，無法有效支持變化多端的設(shè)備和業(yè)務(wù)，同時(shí)大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)存在障礙，比如傳送不可靠、響應(yīng)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(diǎn)是：面向設(shè)備、面向業(yè)務(wù)支持能力高，有完整的設(shè)備、業(yè)務(wù)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(kuò)展性也較高，但是由于其協(xié)議的復(fù)雜性，也存在一定缺點(diǎn)，比如實(shí)現(xiàn)難度較大，智能化要求較高，對(duì)終端增加了要求，無法在所有終端中應(yīng)用。同時(shí)，TR069數(shù)據(jù)模型并未提供IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營方最關(guān)心的業(yè)務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵信息，因此必須在具體實(shí)施中根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。

　　4.2　IPTV終端功能問題

　　從目前的終端發(fā)展趨勢(shì)來看，實(shí)現(xiàn)越來越復(fù)雜的業(yè)務(wù)功能已經(jīng)成為一個(gè)必然，因此對(duì)于終端智能化程度和業(yè)務(wù)能力的要求也在不斷地提高，然而對(duì)IPTV終端的管理功能，要求高優(yōu)先級(jí)、高可用性、高有效性，要求管理內(nèi)容復(fù)雜，如業(yè)務(wù)、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、故障，終端的管理要求和業(yè)務(wù)復(fù)雜性形成了一對(duì)矛盾。

　　由于系統(tǒng)和業(yè)務(wù)配置、終端軟件升級(jí)的要求，必須對(duì)IPTV終端的軟件系統(tǒng)和業(yè)務(wù)軟件進(jìn)行一個(gè)合理的劃分，這對(duì)終端軟件開發(fā)和IPTV業(yè)務(wù)開發(fā)提出了新的要求，同時(shí)，IPTV終端系統(tǒng)和功能，仍缺乏有效的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)。

　　4.3　安全性問題

　　由于IPTV終端管理的高優(yōu)先級(jí)、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(dǎo)致必須分層組網(wǎng)，為保證系統(tǒng)性能、支持大規(guī)模升級(jí)，必須簡(jiǎn)化交互過程、降低協(xié)議復(fù)雜度，以減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，同時(shí)IPTV使用基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的IP網(wǎng)絡(luò)，終端具備很高智能和復(fù)雜性，對(duì)安全性的保障，如使用安全協(xié)議、加密算法等業(yè)務(wù)安全措施，勢(shì)必造成管理協(xié)議復(fù)雜度的進(jìn)一步提高，如何在降低負(fù)擔(dān)與安全保障之間尋找平衡點(diǎn)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(gè)飽受爭(zhēng)議的話題。中間件技術(shù)在IPTV中，尤其是終端側(cè)，應(yīng)用廣泛，IPTV中間件也具備了部分終端管理的功能，但是對(duì)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(jìn)展。

5、結(jié)束語

　　IPTV終端管理是IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)中不可缺少的一部分，對(duì)IPTV終端管理技術(shù)的研究也在不斷深入。隨著IPTV業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和用戶規(guī)模的不斷擴(kuò)大。對(duì)IPTV終端管理技術(shù)也提出了新的要求，后續(xù)對(duì)于IPTV終端管理技術(shù)的研究，將面向?qū)嶋H的部署和實(shí)施，包括安全性、大規(guī)模組網(wǎng)、業(yè)務(wù)配置等方面。

參考文獻(xiàn)

　　1　IETF，RFC1157.A simple network management protocol(SNMP)，1990
　　2　DSL Forum，TR-069.CPE WAN management protocol v1.1，2007
　　3　DSL Forum，TR-111.Applying TR-069 to remote management of home networking devices，2005
　　4　ITU-T，F(xiàn)G IPTV-DOC-0189，Appendix I.IPTV network control aspects，2007
　　5　DSL Forum，TR-106.DSL home data model template for TR-069-enabled devices，2005
　　6　HGI.Home gateway technical requirements：release 1，2006

泰爾網(wǎng)