IPTV技術中的終端管理現(xiàn)狀及分析

孟建庭 沈昕 施唯佳 2008/06/30

圖1　IPTV終端管理結構

　　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，其關鍵技術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。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

　　目前家庭網(wǎng)關的應用已經(jīng)極為普遍，IPTV業(yè)務與家庭網(wǎng)關的協(xié)同工作也是業(yè)界討論的熱點。從終端管理的角度而言，最關鍵的技術問題是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[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。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。

3、IPTV終端管理標準化情況

　　IPTV終端管理技術在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技術的系統(tǒng)結構、協(xié)議、接口等，隨著DSL技術和業(yè)務的發(fā)展，DSL Forum也從定義DSL的核心技術轉移到定義和推廣基于DSL技術的業(yè)務和應用。因此，DSL Forum對終端管理的研究非常具體透徹，它從寬帶接入技術入手，制訂了多種基于寬帶接入的終端管理相關標準，并關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、終端設備的整體模型，被業(yè)界廣泛引用。

圖2　DSL Forum終端管理結構

　　DSL Forum制訂了TR069等標準對終端管理技術做出了規(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)關采用DHCP關聯(lián)方式和穿越NAT網(wǎng)關進行管理的方式；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、終端的整體管理架構（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終端管理結構

　　HGI規(guī)定的技術實現(xiàn)方式特點是，在架構和遠程管理協(xié)議方面全面采用DSL Forum技術體制，同時對家庭網(wǎng)關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　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）對新IPTV技術進行探討，ATIS IIF已經(jīng)對IPTV的需求、架構、終端做出了詳細的規(guī)定。在終端管理方面，ATIS IIF同樣定義了終端管理應用層需求和管理架構[7]（如圖5所示），它建議基于TR069協(xié)議進行IPTV客戶端設備的管理，同時也要求業(yè)務層、家庭網(wǎng)關進行終端管理協(xié)議的轉譯，以兼容其他協(xié)議的設備。

圖5　ATIS終端管理結構

　　（4）CEA

　　CEA（消費電子協(xié)會）是互聯(lián)網(wǎng)界最強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]。
　　
　　（5）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，這里就不再贅述。

　　（6）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，規(guī)范了終端管理平臺功能和相關接口的應用層要求，終端側相關功能未作規(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。

4、發(fā)展趨勢和面臨的問題

　　盡管目前已有多個組織對IPTV終端管理技術進行了研究，但IPTV終端管理卻是IPTV整體技術架構中發(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。

　　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)務運營方最關心的業(yè)務質(zhì)量等關鍵信息，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是一個飽受爭議的話題。中間件技術在IPTV中，尤其是終端側，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終端管理技術也提出了新的要求，后續(xù)對于IPTV終端管理技術的研究，將面向實際的部署和實施，包括安全性、大規(guī)模組網(wǎng)、業(yè)務配置等方面。

參考文獻

　　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

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