IPTV终端管理中的主要功能和关键技术介绍

终端管理是IPTV技术中一个重要的研究领域，本文对IPTV终端管理的技术进行了全面的研究和探讨。

　　1、前言

　　IPTV业务是基于电信宽带网络，以电视机加机顶盒为主要终端设备，为用户提供多媒体服务的宽带增值业务。IPTV是电信运营商拓展宽带应用，提高用户ARPU值的有效方式，近年来发展迅速，至2007年底，中国IPTV用户数量已达到114.2万。

　　由于IPTV是一项基于互联网的业务，因此其终端形式多样并且具备很高的智能性，不仅有基于SOC架构的机顶盒，基于智能芯片的智能终端，还有基于X86架构的类似于个人电脑的机顶盒。同时，IPTV业务是一项智能性、互动性很高的业务，种类多样，逻辑复杂，由于其采用互联网技术，对私密性、安全性有很高的要求。IPTV终端和业务的复杂性使得对IPTV终端的有效管理成为保障IPTV业务质量的一个必备条件，但是也对终端管理提出了很高的要求，因此IPTV终端管理从一开始就是业界一个重要的研究课题。

　　2、IPTV终端管理的结构及研究内容

　　2.1　IPTV终端管理的结构

　　IPTV终端管理的主要功能是完成对IPTV终端的统一管理，实现终端的网络配置、状态和性能监测、系统和业务配置、软件版本和升级管理、故障诊断等功能。IPTV终端、网络接口、管理服务器是组成IPTV终端管理的3个必备元素，如图1所示。

　　图1　IPTV终端管理结构

　　IPTV终端管理的基本实现方式是管理服务器通过网络接口协议，调用终端上的相应功能，实现终端管理的具体功能。

　　2.2　IPTV终端管理的研究内容

　　在IPTV终端管理的不断研发和实践中，其关键技术主要涉及以下几个方面。

　　(1)北向接口

　　该接口存在于IPTV终端管理系统与IPTV平台侧的其他功能实体之间。由于IPTV终端是IPTV网络中的一部分，因此IPTV终端管理具有网络管理和业务管理的双重特性。北向接口则包括了IPTV终端管理系统与网络管理系统、业务管理系统的两个接口。其中，网络管理负责网络配置信息传递、故障诊断、失败告警等功能，业务管理负责统计信息传递、业务管理和配置。

　　(2)南向接口

　　该接口存在于IPTV终端和管理系统之间，也是终端管理中最重要、使用最频繁、论证最充分的技术。该接口直接承载终端管理的状态监控、参数设置、异常告警、日志上传、软件升级、故障诊断等各种功能调用。在IPTV的实际应用中，该接口的协议有SNMP[1]和TR069[2]两种形式。

　　(3)家庭网关

　　目前家庭网关的应用已经极为普遍，IPTV业务与家庭网关的协同工作也是业界讨论的热点。从终端管理的角度而言，最关键的技术问题是NAT(network addresstranslator)穿越和捆绑性的接入认证。IPTV终端在NAT环境下，一般通过定时心跳等机制穿越家庭网关[3]，通过DHCP(dynamic hostconfiguration protocol)扩展、管理协议认证等方式解决在路由方式下的接入认证问题[3，4]。

　　(4)配置和升级

　　IPTV终端中软件系统业务功能模块的切分与终端管理的软件升级、系统和业务配置息息相关。在完备的IPTV终端管理功能要求下，IPTV终端需要具备按照系统不同功能、不同业务的软件模块设计，同时可以根据管理要求，自行下载和配置业务功能。

　　3、IPTV终端管理标准化情况

　　IPTV终端管理技术在IPTV业界是一个非常热门的话题，目前已有多个国际标准化组织对IPTV终端管理进行了研究和规范。

　　(1)DSL Forum

　　DSL Forum(DSL论坛)成立于1994年下半年，最初的宗旨是致力于开发基于DSL技术的系统结构、协议、接口等，随着DSL技术和业务的发展，DSL Forum也从定义DSL的核心技术转移到定义和推广基于DSL技术的业务和应用。因此，DSL Forum对终端管理的研究非常具体透彻，它从宽带接入技术入手，制订了多种基于宽带接入的终端管理相关标准，并关注应用层的终端管理和业务管理，其中就包括IPTV的终端管理。

　　DSL Forum的终端管理模型如图2所示，它确定了BOSS、ACS、DSLAM、家庭网关、终端设备的整体模型，被业界广泛引用。

　　图2　DSL Forum终端管理结构

　　DSL Forum制订了TR069等标准对终端管理技术做出了规定。其中TR069规定了ACS与终端之间的管理协议，基于TCP/IP，规定了多个RPCMethod用于管理应用;TR111[3]规定了应用TR069进行远程管理的方法，并给出了设备和网关采用DHCP关联方式和穿越NAT网关进行管理的方式;TR106[5]规定了终端设备的TR069典型数据模型;正在制订中的WT135规定了STB的TR069典型数据模型，确定STB至少包括SP信息、观众状态、VoD三部分应用信息，并详细描述了视/音频业务能力相关的数据参数。

　　（2）HGI

　　HGI(home gatewayinitiative)成立于2004年，由多个运营商主导，主要通过研究家庭网关来拓展家庭宽带通信业务和市场。HGI对终端管理的研究继承了DSL Forum的参考模型，加入了服务提供商，形成了服务提供商、BOSS、ACS、家庭网关、终端的整体管理架构(如图3所示)，并着重研究RMS/ACS与HG之间接口、HG与ED之间接口[6]。

　　图3　HGI终端管理结构

　　HGI规定的技术实现方式特点是，在架构和远程管理协议方面全面采用DSL Forum技术体制，同时对家庭网关的功能进行了额外的规定，增加了本地管理的使用场景，并定义该接口在本地采用HTTP+HTML方式，远程采用DSL Forum规定的方式(如图4所示)。

　　图4　HGI终端管理功能分布

　　(3)ATIS IIF

　　ATIS在2005年10月成立了IPTV合作论坛(IIF)对新IPTV技术进行探讨，ATIS IIF已经对IPTV的需求、架构、终端做出了详细的规定。在终端管理方面，ATIS IIF同样定义了终端管理应用层需求和管理架构[7](如图5所示)，它建议基于TR069协议进行IPTV客户端设备的管理，同时也要求业务层、家庭网关进行终端管理协议的转译，以兼容其他协议的设备。

　　图5　ATIS终端管理结构

　　(4)CEA

　　CEA(消费电子协会)是互联网界最强大的终端定义组织之一，但是CEA对终端管理并不热心，它规定了终端管理的简要说明，要求至少能覆盖HG错误、网络错误、故障诊断等功能，并不打算做进一步的研究[8]。

　　ITU-T的FG IPTV(IPTV焦点组)目前已经完成了IPTV终端管理功能需求性的定义，已经进入到IPTV GSI(IPTV全球标准举措)阶段。FG IPTV基本采用了HGI的终端管理和家庭网络的架构，这里就不再赘述。

　　(6)CCSA

　　CCSA(中国通信标准化协会)主要根据中国IPTV业务的发展情况，对IPTV终端管理的研究主要基于CCSA IPTV特别任务组所定义的IPTV行业标准总体架构，规范了终端管理平台功能和相关接口的应用层要求，终端侧相关功能未作规定，同时给出了IPTV终端管理中系统和业务配置、软件升级、监测、故障诊断等的具体流程，目前已进入报批阶段。