IPTV（網絡電視）終端管理的關鍵技術
終端管理是IPTV技術中一個重要的研究領域，IPTV終端和業務的復雜性使得對IPTV終端的有效管理成為保障IPTV業務質量的一個必備條件，因此IPTV終端管理從一開始就是業界一個重要的研究課題。
1.前言
IPTV業務是基于電信寬帶網絡，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，近年來發展迅速，至2007年底，中國IPTV用戶數量已達到114.2萬。
由于IPTV是一項基于互聯網的業務，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架構的機頂盒，基于智能芯片的智能終端，還有基于X86架構的類似于個人電腦的機頂盒。同時，IPTV業務是一項智能性、互動性很高的業務，種類多樣，邏輯復雜，由于其采用互聯網技術，對私密性、安全性有很高的要求。IPTV終端和業務的復雜性使得對IPTV終端的有效管理成為保障IPTV業務質量的一個必備條件，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界一個重要的研究課題。
2.IPTV終端管理的結構及研究內容
2.1 IPTV終端管理的結構
IPTV終端管理的主要功能是完成對IPTV終端的統一管理，實現終端的網絡配置、狀態和性能監測、系統和業務配置、軟件版本和升級管理、故障診斷等功能。IPTV終端、網絡接口、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終端管理結構
IPTV終端管理的基本實現方式是管理服務器通過網絡接口協議，調用終端上的相應功能，實現終端管理的具體功能。
2.2 IPTV終端管理的研究內容
在IPTV終端管理的不斷研發和實踐中，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終端管理系統與IPTV平臺側的其他功能實體之間。由于IPTV終端是IPTV網絡中的一部分，因此IPTV終端管理具有網絡管理和業務管理的雙重特性。北向接口則包括了IPTV終端管理系統與網絡管理系統、業務管理系統的兩個接口。其中，網絡管理負責網絡配置信息傳遞、故障診斷、失敗告警等功能，業務管理負責統計信息傳遞、業務管理和配置。
(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監控、參數設置、異常告警、日志上傳、軟件升級、故障診斷等各種功能調用。在IPTV的實際應用中，該接口的協議有SNMP[1]和TR069[2]兩種形式。
(3)家庭網關
目前家庭網關的應用已經極為普遍，IPTV業務與家庭網關的協同工作也是業界討論的熱點。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環境下，一般通過定時心跳等機制穿越家庭網關[3]，通過DHCP(dynamic host configuration protocol)擴展、管理協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終端中軟件系統業務功能模塊的切分與終端管理的軟件升級、系統和業務配置息息相關。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不同功能、不同業務的軟件模塊設計，同時可以根據管理要求，自行下載和配置業務功能。#p#
3.IPTV終端管理標準化情況
IPTV終端管理技術在IPTV業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基于DSL技術的系統結構、協議、接口等，隨著DSL技術和業務的發展，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、家庭網關、終端設備的整體模型，被業界廣泛引用。
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定。其中TR069規定了ACS與終端之間的管理協議，基于TCP/IP，規定了多個RPC Method用于管理應用;TR111[3]規定了應用TR069進行遠程管理的方法，并給出了設備和網關采用DHCP關聯方式和穿越NAT網關進行管理的方式;TR106[5]規定了終端設備的TR069典型數據模型;正在制訂中的WT135規定了STB的TR069典型數據模型，確定STB至少包括SP信息、觀眾狀態、VoD三部分應用信息，并詳細描述了視/音頻業務能力相關的數據參數。
(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關來拓展家庭寬帶通信業務和市場。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規定的技術實現方式特點是，在架構和遠程管理協議方面全面采用DSL Forum技術體制，同時對家庭網關的功能進行了額外的規定，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規定的方式(如圖4所示)。
圖4 ATIS終端管理結構
(3CEA
CEA(消費電子協會)是互聯網界***大的終端定義組織之一，但是CEA對終端管理并不熱心，它規定了終端管理的簡要說明，要求至少能覆蓋HG錯誤、網絡錯誤、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)目前已經完成了IPTV終端管理功能需求性的定義，已經進入到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絡的架構，這里就不再贅述。
(5)CCSA
CCSA(中國通信標準化協會)主要根據中國IPTV業務的發展情況，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行業標準總體架構，規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定，同時給出了IPTV終端管理中系統和業務配置、軟件升級、監測、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終端管理技術進行了研究，但IPTV終端管理卻是IPTV整體技術架構中發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 管理協議問題
IPTV終端管理究竟采用何種協議，目前業界主要有兩種觀點，一種是直接沿用在網管領域很成功的簡單網絡管理協議(SNMP)，另外一種則是采用DSL Forum定義的TR069。
SNMP發源于互聯網設備管理，采用UDP協議承載。其優點是：簡單靈活、易于開發使用，并且由于其發展周期較長，可在各種智能較低、非傳統設備上運行，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務，同時大規模組網時存在障礙，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議，采用TCP協議承載。其優點是：面向設備、面向業務支持能力高，有完整的設備、業務數據模型;定義了完整的發現、通知方法以及與家庭網關的協作方式，智能性高，傳輸效率和可擴展性也較高，但是由于其協議的復雜性，也存在一定缺點，比如實現難度較大，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數據模型并未提供IPTV業務運營方最關心的業務質量等關鍵信息，因此必須在具體實施中根據需要進行擴展。
4.2 IPTV終端功能問題
從目前的終端發展趨勢來看，實現越來越復雜的業務功能已經成為一個必然，因此對于終端智能化程度和業務能力的要求也在不斷地提高，然而對IPTV終端的管理功能，要求高優先級、高可用性、高有效性，要求管理內容復雜，如業務、應用、網絡、故障，終端的管理要求和業務復雜性形成了一對矛盾。
由于系統和業務配置、終端軟件升級的要求，必須對IPTV終端的軟件系統和業務軟件進行一個合理的劃分，這對終端軟件開發和IPTV業務開發提出了新的要求，同時，IPTV終端系統和功能，仍缺乏有效的規范和標準指導。
4.3 安全性問題
由于IPTV終端管理的高優先級、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。而終端管理系統由于終端規模巨大，導致必須分層組網，為保證系統性能、支持大規模升級，必須簡化交互過程、降低協議復雜度，以減輕系統負擔，同時IPTV使用基于互聯網技術的IP網絡，終端具備很高智能和復雜性，對安全性的保障，如使用安全協議、加密算法等業務安全措施，勢必造成管理協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范的進展。
5.結束語
IPTV終端管理是IPTV業務系統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業務的迅速發展和用戶規模的不斷擴大。對IPTV終端管理技術也提出了新的要求，后續對于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、大規模組網、業務配置等方面。
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