【論文】基于IMS的IPTV的研究與設(shè)計(jì)

1、基于IMS的IPTV的研究與設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1 選題的目的和意義 近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，視頻增值業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍正逐漸從傳統(tǒng)的專業(yè)領(lǐng)域、大型企業(yè)等高端用戶向中小企業(yè)等普通用戶和個(gè)人用戶拓展1，2。目前IPTV(網(wǎng)絡(luò)電視)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，與電信的視頻電話網(wǎng)絡(luò)、政企專網(wǎng)(如：視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò))是并行的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)之間的資源沒(méi)有融合，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)沒(méi)有得到充分有效的共享3，4。 本文設(shè)計(jì)了一種基于IPTV系統(tǒng)的多媒體視頻業(yè)務(wù)的融合構(gòu)架模型，實(shí)現(xiàn)了IPTV網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的融合，并根據(jù)此模型設(shè)計(jì)了初步的實(shí)現(xiàn)方案，同時(shí)給出了基于IPTV系統(tǒng)的多媒體視頻業(yè)

2、務(wù)的工作原理及呼叫流程。IPTV在提供TV類業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，希望能逐步提供更多的增值業(yè)務(wù)，而這些增值業(yè)務(wù)基本屬于NGN(Next Generation Network下一代通信網(wǎng)絡(luò))或?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。NGN也需要在提供話音通信的基礎(chǔ)上，逐步提供多媒體業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)、內(nèi)容和信息服務(wù)業(yè)務(wù)，NGN的體系架構(gòu)中已為流媒體業(yè)務(wù)留出了空間。可見(jiàn)NGN與IPTV都正在從自己所最擅長(zhǎng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域向?qū)Ψ降臉I(yè)務(wù)領(lǐng)域拓展，Triple Play是IPTV與NGN的共同追求，雙方走向融合是必然趨勢(shì)，而IPTV與NGN融合的動(dòng)因有如下幾方面5。 (1)標(biāo)準(zhǔn)組織的積極推動(dòng)。因?yàn)镹GN是一個(gè)大“筐”，可以將IPTV裝入自己的

3、框架。ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組) 的 FG IPTV 正在開(kāi)展基于NGN的IPTV架構(gòu)研究，ETSI TISPAN也在做類似的工作。由于IMS是公認(rèn)的融合網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，將IPTV納入IMS架構(gòu)也有其合理性。 (2)從運(yùn)營(yíng)商的角度看，融合是信息通信業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。一種業(yè)務(wù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的局面不應(yīng)該重演，運(yùn)營(yíng)商希望建立一個(gè)真正的寬帶融合網(wǎng)絡(luò)，而不應(yīng)該讓IPTV與NGN完全分裂。IPTV與NGN都是電信運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的技術(shù)方向，都強(qiáng)調(diào)可控制、可管理、可運(yùn)營(yíng)，其發(fā)展理念是一致的，二者都基于電信級(jí)IP承載網(wǎng)，可以說(shuō)二者有共同的價(jià)值觀，有融合的基礎(chǔ)。NGN從繼承傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)開(kāi)始向多媒體增值業(yè)務(wù)方向發(fā)

4、展，IPTV從繼承電視業(yè)務(wù)開(kāi)始向多媒體增值業(yè)務(wù)發(fā)展，二者的方向是一致的，都希望實(shí)現(xiàn)通信與媒體娛樂(lè)業(yè)務(wù)的融合。 (3)從用戶的角度看，通信業(yè)務(wù)與媒體娛樂(lè)業(yè)務(wù)的融合能給用戶帶來(lái)新的體驗(yàn)，用戶希望得到融合的服務(wù)，如統(tǒng)一受理、統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一帳單。 IPTV與NGN的融合可以體現(xiàn)在商業(yè)運(yùn)營(yíng)、承載層、終端、業(yè)務(wù)層、控制層等多個(gè)層面。在商業(yè)運(yùn)營(yíng)上，可以實(shí)現(xiàn)二者的業(yè)務(wù)捆綁、OSS/BSS融合；在承載層，二者可以共享統(tǒng)一的IP承載網(wǎng)和接入網(wǎng)；在終端層，可以利用融合終端(STB+IAD功能)或家庭網(wǎng)絡(luò)，使用戶獲得通信與TV相融合的業(yè)務(wù)體驗(yàn)；在業(yè)務(wù)管理層，可以通過(guò)建立綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)IPTV與NGN的用戶、

5、產(chǎn)品、SP/CP、門戶等的統(tǒng)一管理；在業(yè)務(wù)上，無(wú)論是NGN還是IPTV，均在向通信與媒體娛樂(lè)業(yè)務(wù)融合的方向發(fā)展；而控制層的融合是融合的最高境界，可寄希望于IMS，通過(guò)擴(kuò)展IMS實(shí)現(xiàn)對(duì)IPTV的業(yè)務(wù)控制，完成IPTV與NGN的真正融合。 NGN電信網(wǎng)絡(luò)基本上提供的是語(yǔ)言業(yè)務(wù)，其使用終端設(shè)備是POTS設(shè)備，而提供給用戶的視頻業(yè)務(wù)僅在少數(shù)高檔用戶及企事業(yè)單位使用，使用范圍受到很大限制，限制多媒體視頻業(yè)務(wù)使用的主要原因是支持視頻業(yè)務(wù)的終端設(shè)備昂貴，無(wú)法普及到百姓家庭中，目前市場(chǎng)提供視頻終端支持的協(xié)議主要是SIP協(xié)議和H.323協(xié)議。IPTV系統(tǒng)中終端設(shè)備是手機(jī)+電視，提供給用戶的是VOD節(jié)目、電視直播

6、和游戲等節(jié)目，而電視的寬大屏幕沒(méi)有在傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)中得到利用。在NGN網(wǎng)絡(luò)中如何把POTS電話和IPTV系統(tǒng)中TV有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)，本文就是解決如何利用IPTV系統(tǒng)中終端設(shè)備和NGN網(wǎng)絡(luò)中POTS電話共同完成視頻業(yè)務(wù)融合方案。1.2 研究的主要內(nèi)容 IPTV即網(wǎng)絡(luò)電視,是目前一種新興的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，它利用寬帶互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，以家用電視機(jī)作為主要終端，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）來(lái)提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的多種數(shù)字媒體服務(wù)及其增值業(yè)務(wù)的技術(shù)。IPTV最大的優(yōu)勢(shì)在于“互動(dòng)性”和“按需觀看”，徹底改變了傳統(tǒng)電視單向廣播的特點(diǎn)1。它的出現(xiàn)極大的滿足了用戶（文中的用戶是指安裝了IPTV客戶端的消費(fèi)者，客戶是指IP

7、TV服務(wù)提供商和運(yùn)營(yíng)商）對(duì)在線影視欣賞的需求。IPTV的發(fā)展十分迅速，國(guó)際上，UT斯達(dá)康、微軟、西門子、阿爾卡特、惠普等，國(guó)內(nèi)的華為、中興和盛大等廠家都投入了IPTV的開(kāi)發(fā)和研究。國(guó)外早已有IPTV的商業(yè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，英國(guó)Video Networks公司早在1999年就推出了IPTV業(yè)務(wù)。國(guó)內(nèi)截至目前，首個(gè)IPTV已在上海投入商業(yè)應(yīng)用，并且中國(guó)電信已在五省市進(jìn)行IPTV試點(diǎn)，IPTV在國(guó)內(nèi)和國(guó)際都有廣闊的發(fā)展前景。為了提供“互動(dòng)性”和“按需觀看”，系統(tǒng)需要提供和用戶交互的界面，供用戶瀏覽系統(tǒng)提供的節(jié)目信息并選擇要欣賞的節(jié)目。在IPTV系統(tǒng)中由IMS（Electronic Program Guide

8、電子程序向?qū)В┓?wù)器提供這套界面。IMS是一個(gè)當(dāng)前和將來(lái)節(jié)目信息的交互式節(jié)目安排表，用戶通過(guò)操作遙控器進(jìn)行瀏覽2。IMS模塊在整個(gè)IPTV系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，它是整個(gè)IPTV系統(tǒng)的門戶。IMS給用戶提供一個(gè)容易使用的、界面友好的、可以快速訪問(wèn)節(jié)目的一種方式。因此，用戶對(duì)IPTV整個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)在很大程度上取決于IMS。提供簡(jiǎn)單易用、快速、穩(wěn)定、美觀的交互界面是IMS的首要目標(biāo)。第2章 IMS的技術(shù)變革與適用性2.1 基于NGN框架下的IMS技術(shù) 下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)從其概念提出之日起，關(guān)于它的名稱、定義和業(yè)務(wù)范圍的討論就是熱點(diǎn)話題，到后來(lái)關(guān)于它的業(yè)務(wù)層采用何種技術(shù)也成為一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題。起初業(yè)務(wù)層網(wǎng)

9、絡(luò)技術(shù)以軟交換(Softswitch)技術(shù)為主，認(rèn)為NGN是提供多業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)融合的系統(tǒng)；后來(lái)又出現(xiàn)了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)，認(rèn)為IMS將會(huì)取代軟交換成為NGN在業(yè)務(wù)層的主要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。那么NGN、軟交換和IMS的關(guān)系如何？軟交換的作用何在？下面就這些問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。1NGNNGN是英文NextGenerationNetwork的縮寫(xiě)，字面意思是下一代網(wǎng)。從字面上理解這一概念不準(zhǔn)確，因?yàn)橄乱淮W(wǎng)后面出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)還可以叫下一代網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，目前研究的NGN是一個(gè)基于分組的核心網(wǎng)絡(luò)(有別于先前的時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò))，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，支持多種寬帶能力和具有按需求的服務(wù)質(zhì)量(QoS)進(jìn)

10、行傳送的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)相關(guān)的功能與底層傳送技術(shù)的獨(dú)立。它可以根據(jù)用戶的選擇自由地接入網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)提供者和業(yè)務(wù)。因此，這個(gè)名字只是為了強(qiáng)調(diào)其相對(duì)于先前的網(wǎng)絡(luò)有突破性或者革命性。NGN是個(gè)有能力提供全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，包括話音、數(shù)據(jù)、視頻、流媒體、Internet接入、數(shù)字電視廣播、移動(dòng)等各種帶寬、有線和無(wú)線的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，并提供開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口，允許多種業(yè)務(wù)提供商構(gòu)建和提供業(yè)務(wù)。從用戶的角度看，NGN包含現(xiàn)有業(yè)務(wù)環(huán)境(如電話業(yè)務(wù)、無(wú)線/移動(dòng)業(yè)務(wù)、廣播和分布式業(yè)務(wù)以及Internet等)提供的所有電信業(yè)務(wù)和應(yīng)用。從NGN所提供的業(yè)務(wù)和應(yīng)用可以看出，NGN業(yè)務(wù)和應(yīng)用并不是一種革命性的目標(biāo)，而是一種完美目標(biāo)，即

11、換一種技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有所有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，同時(shí)考慮未來(lái)可能出現(xiàn)的各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用。2軟交換及其定位軟交換是電信交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)承載與控制分離的一種技術(shù)。軟交換利用分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的信息傳送的能力，把傳統(tǒng)電路交換機(jī)的呼叫控制功能、媒體承載功能、業(yè)務(wù)功能進(jìn)行分離。軟交換機(jī)不再處理媒體流和業(yè)務(wù)的屬性，只是負(fù)責(zé)基本的呼叫控制，用戶的接入由各種用戶網(wǎng)關(guān)來(lái)完成。軟交換技術(shù)開(kāi)始的出發(fā)點(diǎn)是采用承載與控制分類、控制與業(yè)務(wù)分離的思想，利用分組IP網(wǎng)的傳送能力提供電信級(jí)的IP語(yǔ)音(VoIP)業(yè)務(wù)，使運(yùn)營(yíng)商能夠更快更有效地提供各種滿足不同用戶群需求的基于話音的增值業(yè)務(wù)。由于IP分組網(wǎng)本身具有綜合業(yè)務(wù)的傳送能力，不僅可

12、以傳送IP化的話音，也可以傳送IP化的視頻和多媒體業(yè)務(wù)，因此人們自然想到軟交換如果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些業(yè)務(wù)的控制能力，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就具備了在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上提供多種業(yè)務(wù)的能力，實(shí)現(xiàn)電信界追求的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)融合的理想。因此在基于軟交換控制的網(wǎng)絡(luò)中增加了寬帶接入的會(huì)話初始協(xié)議(SIP)用戶，在軟交換的控制下提供寬帶的視頻業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)和一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。但是NGNIMS概念的出現(xiàn)，使得這種想法擱淺了。以歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織(ETSI)為代表的TISPAN計(jì)劃提出了NGN的4個(gè)業(yè)務(wù)部件：公共交換電話網(wǎng)/綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(PSTN/ISDN)仿真部件、IP多媒體子系統(tǒng)部件、流媒體部件和其他多媒體部件。ITU-TSG13也給出了

13、NGN的框架(如圖1所示)，其中基于IMS的體系架構(gòu)是NGN的主體架構(gòu)。ITU-T認(rèn)為IMS代表了NGN發(fā)展的方向，NGNIMS可以支持PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)，也可以支持基于IMS的各種寬帶業(yè)務(wù)，同時(shí)還可以支持支持固定和移動(dòng)接入的寬帶用戶，使得移動(dòng)和固定融合(FMC)成為可能。但是由于基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合研究剛剛開(kāi)始，技術(shù)上還不夠成熟穩(wěn)定，其標(biāo)準(zhǔn)化工作還有很長(zhǎng)的路要走。特別是NGNIMS要支持PSTN/ISDN仿真業(yè)務(wù)，要求基于IMS的網(wǎng)絡(luò)具備原有PSTN/ISDN的許多特征，就會(huì)失去IMS的一些天然優(yōu)勢(shì)，因此并不一定適合所有PSTN/ISDN業(yè)務(wù)的提供。目前，相當(dāng)多的運(yùn)營(yíng)商面臨的問(wèn)題是如

14、何將傳統(tǒng)的基于電路的PSTN/ISDN演進(jìn)到基于分組技術(shù)的NGN中。在2004年12月ITUNGN會(huì)議上，大會(huì)同意啟動(dòng)基于呼叫服務(wù)器(稱之為CS-basedPES，即軟交換提供PSTN/ISDN業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。ITU下一代網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)組(FGNGN)也在2004年6月啟動(dòng)了PSTN演進(jìn)的研究，提出了基于呼叫服務(wù)器的PSTN演進(jìn)方案和示例。呼叫服務(wù)器將主要完成電路交換網(wǎng)的演進(jìn)歷程，而IMS將主要完成多媒體業(yè)務(wù)的功能，隨著IMS的成熟，兩者的應(yīng)用將長(zhǎng)期共存。因此軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)電路交換向分組交換演進(jìn)是電話網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)舉措，而NGNIMS可能是未來(lái)NGN中解決寬帶固定和移動(dòng)融合提供多媒

15、體業(yè)務(wù)的總體架構(gòu)?？紤]到這些因素，如果把軟交換定位于實(shí)現(xiàn)電路交換向分組交換演進(jìn)電話網(wǎng)，根據(jù)市場(chǎng)需求支持少量的部分寬帶用戶的業(yè)務(wù)(如視頻和部分多媒體業(yè)務(wù))，實(shí)現(xiàn)一線入戶(一線提供寬窄帶的業(yè)務(wù))，可能是一種市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)綜合考慮的選擇。軟交換網(wǎng)絡(luò)是固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商由于市場(chǎng)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的需求在現(xiàn)階段實(shí)施NGN的一種方式。目前軟交換可以提供C4局的業(yè)務(wù)，替代傳統(tǒng)的電路交換，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途電話業(yè)務(wù)；也可以通過(guò)數(shù)據(jù)接入把各種終端接入軟交換的核心業(yè)務(wù)網(wǎng)進(jìn)行服務(wù)，提供C5局的業(yè)務(wù)。2.2 IMS技術(shù)特點(diǎn)3G在制定IMS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，設(shè)計(jì)思想是與具體的接入方式無(wú)關(guān)，即用戶不論從任何IP網(wǎng)絡(luò)都可以接入IMS。在R6和后續(xù)版本以及其它標(biāo)

16、準(zhǔn)組織中，正在根據(jù)IMS的需求制定下一代接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。下一代接入網(wǎng)將具有根據(jù)業(yè)務(wù)分配鏈路資源、控制接入網(wǎng)的QoS、指定終端接入IMS的入口點(diǎn)等特點(diǎn)。目前固定接入層面還需進(jìn)一步補(bǔ)充接入IMS的相關(guān)規(guī)定，完成接入認(rèn)證的同時(shí)還需完成業(yè)務(wù)認(rèn)證和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，并在NASS和RASS標(biāo)準(zhǔn)成熟后才能應(yīng)用。 R99定義的3G網(wǎng)絡(luò)支持分組域漫游，即用戶數(shù)據(jù)從拜訪地的SGSN漫游回歸屬地的GGSN，再接入Internet。采用這種漫游方式，運(yùn)營(yíng)商可以對(duì)流量漫游計(jì)費(fèi)，但是上層業(yè)務(wù)無(wú)法感知用戶所處的位置，因此無(wú)法對(duì)業(yè)務(wù)漫游進(jìn)行計(jì)費(fèi)。因?yàn)橥ǔI(yè)務(wù)漫游費(fèi)率比流量漫游費(fèi)率高，因此按業(yè)務(wù)漫游收費(fèi)對(duì)運(yùn)營(yíng)商有利。IMS可以感

17、知用戶的接入網(wǎng)位置，在話單中攜帶業(yè)務(wù)、歸屬地和拜訪地，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以根據(jù)這些內(nèi)容對(duì)業(yè)務(wù)漫游計(jì)費(fèi)。 IMS加強(qiáng)和改造了分組域計(jì)費(fèi)架構(gòu)，提供基于時(shí)間、流量、內(nèi)容、事件和業(yè)務(wù)多種計(jì)費(fèi)方式。IMS還支持分組域的在線計(jì)費(fèi)和后付費(fèi)機(jī)制，解決了預(yù)付費(fèi)用戶不能使用分組域業(yè)務(wù)的問(wèn)題。運(yùn)營(yíng)商可以為用戶提供有針對(duì)性的多種計(jì)費(fèi)方案，用戶對(duì)不同選擇適合自己的計(jì)費(fèi)方式。 IMS引入了策略控制功能，運(yùn)營(yíng)商可以制定本地的媒體和承載資源分配策略，通過(guò)授權(quán)控制IP接入網(wǎng)的資源。策略決策點(diǎn)（PDF）能確保按照SIP信令中的協(xié)商參數(shù)為媒體流激活承載，為業(yè)務(wù)保證其承載資源的QoS；根據(jù)用戶定購(gòu)信息和SP與運(yùn)營(yíng)商簽署的服務(wù)協(xié)議提供QoS，

18、為不同合作等級(jí)的SP提供差異化的服務(wù)，從而控制用戶和SP轉(zhuǎn)向有QoS保障的服務(wù)。 IMS架構(gòu)提供了一個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)接入授權(quán)認(rèn)證入口，使得不同業(yè)務(wù)應(yīng)用、不同號(hào)碼可以共用相同的承載，避免了在開(kāi)放式IP環(huán)境中用戶鑒權(quán)機(jī)制的重復(fù)建設(shè)，也使SP可以專注于應(yīng)用業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)。 IMS架構(gòu)第一次實(shí)現(xiàn)了將個(gè)人用戶的固定網(wǎng)、電路域和分組域用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，與控制網(wǎng)和業(yè)務(wù)層有標(biāo)準(zhǔn)接口，不同應(yīng)用簽約數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層次的集中化統(tǒng)一管理，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)點(diǎn)與用戶接入及業(yè)務(wù)提供點(diǎn)相獨(dú)立，降低了由用戶數(shù)據(jù)分散冗余所帶來(lái)的建設(shè)及運(yùn)維開(kāi)銷。 IMS架構(gòu)安全方面較全面和完善地進(jìn)行了規(guī)范定義，提供了與電路域和GPRS類似的安全性，并且提供

19、更多的安全選擇。2.3 IMS在網(wǎng)絡(luò)多媒體處理中的應(yīng)用 近年來(lái)，隨著通信行業(yè)傳統(tǒng)語(yǔ)言業(yè)務(wù)的逐步衰弱和新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)電信業(yè)正面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型機(jī)遇。由于IP和無(wú)線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，因特網(wǎng)和移動(dòng)通訊得以廣泛使用并徹底改變?nèi)藗兺ㄐ?、娛?lè)和信息獲取方式，為生活帶來(lái)便利。與此同時(shí)，IP技術(shù)降低了市場(chǎng)進(jìn)入門檻，使電信行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更為廣泛、劇烈，如Skype、MSN等新型通訊方式已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)電信業(yè)造成了巨大沖擊，而已在眼前的3G則將加劇移動(dòng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。終端用戶的需求不再是單一的話音服務(wù)，而是要求在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，使用任意終端與任何人進(jìn)行各種業(yè)務(wù)（話音、數(shù)據(jù)、視頻）的通信。簡(jiǎn)單的“投資建網(wǎng)-

20、放號(hào)-收入”增長(zhǎng)模式已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的通信需要，通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必須要能很好地和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)結(jié)合在一起，以形成良性的商業(yè)模式。 在此前提下，全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式逐漸成為世界各大運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，而全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)必然要求網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)層面全面的固定、移動(dòng)融合。IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）正是在該背景下而產(chǎn)生的。 IMS最初是3GPP組織制定的3G網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前已被ITU-T和ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）認(rèn)可、納入NGN核心標(biāo)準(zhǔn)框架，并被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)未來(lái)FMC（固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合）的重要技術(shù)基礎(chǔ)。到目前為止，IMS共有R5、R6和R7三個(gè)版本。 第3章 IPTV的發(fā)展與建設(shè)3.1 日本IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展情

21、況 IPTV代表著三網(wǎng)融合的發(fā)展方向。日本IPTV發(fā)展總體規(guī)模明顯偏小，龐大的寬帶用戶群是IPTV可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如何在寬帶用戶中大力發(fā)展IPTV用戶，是電信企業(yè)等IPTV運(yùn)營(yíng)主體需要迫切解決的問(wèn)題。 IPTV是集互聯(lián)網(wǎng)、電信、娛樂(lè)于一體的新型業(yè)務(wù)，它涉及PC終端和電視機(jī)終端。因此，傳統(tǒng)的單一電信管理模式在一定程度上不適應(yīng)IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。從2003年至今，經(jīng)過(guò)6年多的運(yùn)營(yíng)，我國(guó)IPTV運(yùn)營(yíng)商仍然面臨運(yùn)營(yíng)模式和生態(tài)鏈的問(wèn)題，如內(nèi)容、運(yùn)營(yíng)模式、收費(fèi)模式和生態(tài)鏈等，依然面臨可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，但各運(yùn)營(yíng)商都在積極探索自己的發(fā)展模式。到目前為止，還不能說(shuō)已經(jīng)找到了完全適合IPTV發(fā)展的商業(yè)模

22、式和盈利模式。 與IPTV類似，從全球來(lái)看，包括數(shù)字電視在內(nèi)的融合性業(yè)務(wù)商業(yè)模式都還處于探索階段。盈利的根本除了成本因素之外，擴(kuò)大用戶規(guī)模及提升其ARPU成為關(guān)鍵。數(shù)字電視的發(fā)展就是如此，僅依靠傳統(tǒng)的廣告盈利也有很多問(wèn)題。 數(shù)字內(nèi)容是IPTV等數(shù)字新媒體吸引用戶的根本動(dòng)力之一。隨著數(shù)字新媒體的爆炸式增長(zhǎng)和人均媒體消費(fèi)的提高，內(nèi)容為王的日子即將來(lái)臨。但是，我國(guó)IPTV主要運(yùn)營(yíng)主體中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通等國(guó)有電信企業(yè)在內(nèi)容上不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)上混亂的版權(quán)狀況和免費(fèi)的業(yè)務(wù)形態(tài)，對(duì)IPTV內(nèi)容價(jià)值形成較大壓力。部分IPTV運(yùn)營(yíng)企業(yè)已經(jīng)遭遇知識(shí)產(chǎn)權(quán)費(fèi)用過(guò)大等問(wèn)題；當(dāng)前IPTV傳播的內(nèi)容主要

23、以傳統(tǒng)電視節(jié)目為主，新穎的、有吸引力的數(shù)字新媒體內(nèi)容還相當(dāng)缺乏。實(shí)際上，我國(guó)的傳統(tǒng)電視節(jié)目也不能滿足觀眾對(duì)媒體內(nèi)容的渴求，只有15%左右的電視節(jié)目是首播的自制內(nèi)容。 IPTV具有區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)特征。從競(jìng)爭(zhēng)的角度來(lái)講，每一個(gè)IPTV運(yùn)營(yíng)商所面臨的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手首先是當(dāng)?shù)氐膹V電系統(tǒng)。在很大程度上，IPTV產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大阻力來(lái)自于當(dāng)?shù)氐膹V電系統(tǒng)。目前，部分地區(qū)正在嘗試從黨建、農(nóng)教等行業(yè)性業(yè)務(wù)入手，逐漸拓展與電信在IPTV經(jīng)營(yíng)上的合作范圍和合作層次。3.2 IPTV快速發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出新的要求 與傳統(tǒng)意義上的電視節(jié)目不同的是IP電視強(qiáng)調(diào)互動(dòng)性。通信展上觀眾在展區(qū)內(nèi)體驗(yàn)IPTV的同時(shí)，上海IPTV閘北區(qū)示范區(qū)

24、已經(jīng)讓500多戶普通居民嘗試著用起了這項(xiàng)業(yè)務(wù)，但前提是電信公司對(duì)這些居民的電話線路進(jìn)行了改造，使其達(dá)到電腦上網(wǎng)2M、互動(dòng)電視4M的速率，才能讓這個(gè)示范網(wǎng)絡(luò)中的IPTV平臺(tái)有能力直播100多路電視節(jié)目。技術(shù)逐漸成熟的同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建立以及商業(yè)模式的探索就成了這些企業(yè)以及運(yùn)營(yíng)商、行業(yè)相關(guān)部門加緊應(yīng)對(duì)的問(wèn)題了。在缺乏產(chǎn)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)面臨很大風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)的開(kāi)放性和擴(kuò)展性、是否支持各主流硬件平臺(tái)、是否支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？是否支持多種播放前端設(shè)備、是否解決多個(gè)寬帶應(yīng)用系統(tǒng)的資源共享和沖突等問(wèn)題都是在標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之前，需要著重考慮的。由于沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已經(jīng)有許多IPTV系統(tǒng)，包括最前端的業(yè)務(wù)管理

25、平臺(tái)到終端產(chǎn)品，系統(tǒng)內(nèi)的控制信令和協(xié)議采用廠家自定義的私有協(xié)議，系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)功能模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)也無(wú)明確的定義，因此，無(wú)法保證整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)放性格局，系統(tǒng)間無(wú)法互聯(lián)互通和擴(kuò)展，給IPTV業(yè)務(wù)順利開(kāi)展造成了一定障礙。有報(bào)告指出2004年西歐的IPTV市場(chǎng)總額為6200萬(wàn)美元，家庭覆蓋率不到1%。未來(lái)5年將有飛速的發(fā)展，從2005年的2.62億發(fā)展到2009年的25億。2009年6%的西歐家庭將成為IPTV用戶。現(xiàn)在，在上海示范區(qū)內(nèi)，每月80元左右的費(fèi)用對(duì)普通居民來(lái)說(shuō)也是一筆不小的支出，運(yùn)營(yíng)初期，點(diǎn)擊廣告能否讓用戶免掉一些費(fèi)用，也正在嘗試之中。在中國(guó)，業(yè)界有人說(shuō)推廣IPTV業(yè)務(wù)，以電信為主導(dǎo)的合作模

26、式要優(yōu)于以廣電為主導(dǎo)的合作模式。電信行業(yè)和廣電行業(yè)只有找到互利的合作模式、精確定位價(jià)值用戶、重點(diǎn)推出價(jià)值業(yè)務(wù)類型才能使IPTV業(yè)務(wù)順利開(kāi)花結(jié)果。3.3 基于IMS與SIP的IPTV技術(shù)介紹 UPSF中保存有IMS用戶的簽約數(shù)據(jù)和IPTV特定的簽約數(shù)據(jù)。UPSF與IPTV控制功能通過(guò)Sh參考點(diǎn)通信，與IMS核心網(wǎng)設(shè)備通過(guò)Cx接口進(jìn)行通信。內(nèi)容點(diǎn)播業(yè)務(wù)是IPTV業(yè)務(wù)功能。媒體分發(fā)功能與核心IMS交換數(shù)據(jù)，在用戶終端與業(yè)務(wù)控制部分之間，業(yè)務(wù)請(qǐng)求/響應(yīng)消息通過(guò)核心IMS進(jìn)行傳遞。媒體控制消息通過(guò)Xc參考點(diǎn)在用戶終端和內(nèi)容點(diǎn)播的業(yè)務(wù)控制處被交換，媒體數(shù)據(jù)通過(guò)Xd參考點(diǎn)在用戶終端和內(nèi)容點(diǎn)播的媒體分發(fā)功能之

27、間傳遞。廣播業(yè)務(wù)功能是IPTV的功能。廣播業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)控制和核心IMS網(wǎng)絡(luò)交換消息。通過(guò)核心IMS，業(yè)務(wù)請(qǐng)求/響應(yīng)在用戶終端和廣播業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)控制之間進(jìn)行傳遞，媒體數(shù)據(jù)通過(guò)Xd參考點(diǎn)在用戶終端和廣播業(yè)務(wù)媒體分發(fā)功能之間交換。網(wǎng)絡(luò)個(gè)人視頻記錄機(jī)功能是IPTV的功能。網(wǎng)絡(luò)個(gè)人視頻記錄機(jī)與核心IMS交換消息，業(yè)務(wù)請(qǐng)求/響應(yīng)消息通過(guò)核心IMS在用戶終端和網(wǎng)絡(luò)個(gè)人視頻記錄機(jī)業(yè)務(wù)控制部分間進(jìn)行傳遞，通過(guò)Xc參考點(diǎn)，媒體控制消息在用戶終端和網(wǎng)絡(luò)個(gè)人視頻記錄機(jī)媒體控制部分間進(jìn)行傳遞，通過(guò)Xd接口，媒體數(shù)據(jù)在用戶終端和網(wǎng)絡(luò)個(gè)人視頻記錄機(jī)媒體分發(fā)功能間進(jìn)行傳遞。從以上章節(jié)介紹的IPTV系統(tǒng)架構(gòu)可以看出，兩種融合的IP

28、TV系統(tǒng)架構(gòu)既有共同點(diǎn)也有差異，共同點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織都重用了IMS網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體，各自加入了體現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)特色的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。ITUFGIPTV和TISPAN在研究的IPTV系統(tǒng)架構(gòu)中都提出了內(nèi)容發(fā)現(xiàn)相關(guān)的控制功能實(shí)體前者為IP應(yīng)用（IPTVApplication）功能實(shí)體，后者為業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)和選擇功能實(shí)體（SD&S）。差異主要體現(xiàn)在重用IMS核心控制提供的相關(guān)功能不一致方面：ITUFGIPTV在IPTV業(yè)務(wù)應(yīng)用控制平臺(tái)能夠直接和IPTV中媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，而TISPAN經(jīng)由IMS核心控制間接交互的方式。在組制方面：ITUFGIPTV有研究IPTV組播架構(gòu)（IPT

29、VMulticastFrameworks）的專門文檔，組播控制可以采用P2P和Overlay控制方式，或者采用不同控制方式相結(jié)合，TISPAN關(guān)于IPTV組播的研究在RACS子系統(tǒng)中體現(xiàn)。而在用戶業(yè)務(wù)清單方面：ITUFGIPTV針對(duì)IPTV提出了三種清單的概念，包括內(nèi)容清單、用戶清單和業(yè)務(wù)清單，但具體內(nèi)容還缺乏詳細(xì)的論述。而TISPAN采用了將UPSF已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行直接擴(kuò)展的方式。IMS是解決固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合的體系架構(gòu)，而傳統(tǒng)的IPTV是一種基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)電視，因此本文談?wù)摰腎PTV系統(tǒng)架構(gòu)將基于IMS的這種特性，最終建立一個(gè)融合的IPTV體系架構(gòu)，從而為客戶最終提供一種融合的

30、網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。文章同時(shí)介紹了ITUFGIPTV和ETSITISPAN對(duì)基于IMS的IPTV系統(tǒng)架構(gòu)的研究進(jìn)展，并且分析了IMS與IPTV融合的基礎(chǔ)。這種融合的IPTV系統(tǒng)架構(gòu)是視頻媒體類融合到電信網(wǎng)中最佳的解決方案之一，也將在網(wǎng)絡(luò)融合日趨重要的發(fā)展之路上扮演重要角色。第4章 基于IMS的IPTV系統(tǒng)介紹4.1 基于IMS架構(gòu)的IPTV設(shè)計(jì)方案 IMS是3GPP在Release5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，它的核心特點(diǎn)是采用SIP協(xié)議和與接入的無(wú)關(guān)性。中興通信憑借多年在IPTV通信領(lǐng)域的積累和業(yè)界的領(lǐng)先地位，成功地開(kāi)發(fā)了基于IMS的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)。IMS在IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的位置基于I

31、MS的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)的分層依次為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、控制層、承載層。IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)的承載層以IP作為基礎(chǔ)的協(xié)議。它包括接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)以及相關(guān)的控制管理功能。承載層要能保證足夠的帶寬和一定傳送質(zhì)量。而控制層的主要功能是，利用IMS核心網(wǎng)的控制能力來(lái)完成IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶的鑒權(quán)認(rèn)證、業(yè)務(wù)的觸發(fā)等工作。業(yè)務(wù)層由一系列業(yè)務(wù)執(zhí)行能力和業(yè)務(wù)控制能力組成。 基于IMS的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)1.IPTV模塊在IMS架構(gòu)下的作用圖1是基于IMS的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)的主要模塊由H-CSCF、SMS、USS、MLSS、APPServer和手機(jī)組成。解決方案 border=1 /圖1 基于I

32、MS的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖H-CSCF包括IMS和SIP協(xié)議模塊，一方面，它具有IPTV節(jié)目/頻道展示及業(yè)務(wù)導(dǎo)航、節(jié)目/頻道搜索、用戶自服務(wù)等功能；另一方面，它還有以下功能：（1）可以根據(jù)用戶簽約情況選擇用戶僅注冊(cè)到IMS域、僅注冊(cè)到IPTV域還是兩者都注冊(cè)；（2）作為SIPUA，代替IPTV終端在IMS域進(jìn)行SIP注冊(cè)及發(fā)起/接收SIP會(huì)話等功能；（3）可實(shí)現(xiàn)SIP協(xié)議與其它協(xié)議之間的雙向轉(zhuǎn)換，例如，將HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換成SIP協(xié)議以及將SIP協(xié)議轉(zhuǎn)換成HTTP等，以完成IPTV終端接入IMS域的功能；（4）具有向IMS域提供計(jì)費(fèi)信息的功能。USS為通用媒體服務(wù)器，為IMS體系下提

33、供各種IPTV業(yè)務(wù)所需的媒體資源的設(shè)備，例如，媒體存儲(chǔ)、流服務(wù)和內(nèi)容分發(fā)/傳送以及放音、錄音、DTMF收號(hào)、傳真、會(huì)議、TTS及ASR、視頻播放、視頻錄制、視頻會(huì)議等功能。IMS架構(gòu)下的MRF網(wǎng)元總體而言也是從媒體服務(wù)器演進(jìn)而來(lái)。每個(gè)UMS至少包括以下各單板：（1）MCU為媒體控制板，提供媒體資源管理、協(xié)議處理、媒體調(diào)度、文件分片定位服務(wù)，該板采用1+1備份；（2）MSTU為媒體存儲(chǔ)傳輸板，主要承擔(dān)媒體存儲(chǔ)和傳輸任務(wù)，該板采用N+1備份；（3）MDU為直播媒體分發(fā)單元，主要實(shí)現(xiàn)在直播業(yè)務(wù)時(shí)產(chǎn)生單播/組播媒體流。MLSS具備CDN的功能，提供媒體定位、內(nèi)容控制和服務(wù)控制等功能，負(fù)責(zé)全局內(nèi)容控制、

34、全局服務(wù)控制和VCDN管理等。其中，內(nèi)容控制負(fù)責(zé)任務(wù)（例如內(nèi)容發(fā)布、內(nèi)容刪除、內(nèi)容調(diào)度）的生成、下發(fā)、監(jiān)控等功能，服務(wù)控制的目標(biāo)之一就是全局負(fù)載均衡。VCDN管理就是將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商擁有的CDN資源劃分成虛擬資源，擁有這樣虛擬資源的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)虛擬CDN，給虛擬運(yùn)營(yíng)商自行開(kāi)展IPTV業(yè)務(wù)獨(dú)占使用。APPServer包括業(yè)務(wù)認(rèn)證授權(quán)、計(jì)費(fèi)話單生成、統(tǒng)計(jì)分析。IPTV用戶通過(guò)認(rèn)證后，IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)用戶的屬性對(duì)用戶訪問(wèn)IPTV業(yè)務(wù)提供授權(quán)，避免每次都需要進(jìn)行授權(quán)的麻煩。另外，內(nèi)容的授權(quán)通過(guò)數(shù)字版權(quán)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。計(jì)費(fèi)話單生成就是能夠產(chǎn)生所有應(yīng)用用戶使用IPTV服務(wù)的記錄。對(duì)于預(yù)付費(fèi)用戶實(shí)時(shí)批價(jià)、扣費(fèi)

35、。對(duì)于后付費(fèi)用戶，需要根據(jù)用戶使用IPTV服務(wù)時(shí)產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)，支持多種計(jì)費(fèi)方式。STB是手機(jī)，是用戶使用IPTV業(yè)務(wù)的終端。2.與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口中興通訊的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與自主研發(fā)的UP10業(yè)務(wù)平臺(tái)的融合（如表所示）。表 與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口3.業(yè)務(wù)流程由上面的分析得知，IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以使用IMS核心網(wǎng)來(lái)完成用戶鑒權(quán)認(rèn)證及相關(guān)業(yè)務(wù)服務(wù)器的地址獲取工作，也可以利用IMS核心網(wǎng)來(lái)完成終端和業(yè)務(wù)系統(tǒng)IPTVAS之間的消息轉(zhuǎn)發(fā)傳遞工作等等。作為一個(gè)例子，下面給出了IPTV點(diǎn)播（VOD）業(yè)務(wù)流程。點(diǎn)播流程是指用戶播放已訂購(gòu)節(jié)目的流程。用戶通過(guò)IMS選擇已訂購(gòu)的點(diǎn)播節(jié)目，向系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)播請(qǐng)求，并

36、最終得到視頻流，如圖2所示。圖2 電視點(diǎn)播（VOD）流程（1）用戶根據(jù)IMS選擇已訂節(jié)目，通過(guò)H-CSCF向IMS核心網(wǎng)發(fā)出呼叫請(qǐng)求。（2）IMS核心網(wǎng)檢查用戶信息，IFC觸發(fā)到IPTVAS進(jìn)行處理。（3）IPTVAS通過(guò)和CDN網(wǎng)絡(luò)交互，確定最終服務(wù)的視頻服務(wù)器USS和視頻流信息；并通過(guò)核心網(wǎng)返回給H-CSCF。（4）IPTVAS向APPServer發(fā)送計(jì)費(fèi)信息。（5）H-CSCF將服務(wù)的視頻服務(wù)器USS和視頻流信息及相關(guān)授權(quán)信息返回給手機(jī)。（6）手機(jī)攜身份證書(shū)和授權(quán)證書(shū)向選定的視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)USS發(fā)送視頻連接請(qǐng)求。（7）視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)USS通過(guò)APPServer進(jìn)行身份證書(shū)和授權(quán)證書(shū)的校驗(yàn)，同

37、時(shí)在APPServer內(nèi)生成業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)信息。(8)校驗(yàn)通過(guò)后，視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)USS允許建立視頻連接并給手機(jī)應(yīng)答。(9）視頻連接建立成功后，手機(jī)與視頻服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的流媒體服務(wù)器USS進(jìn)行視頻流傳輸；如果視頻內(nèi)容受數(shù)字版權(quán)保護(hù)，則手機(jī)解碼視頻之前還需要進(jìn)行數(shù)字版權(quán)的使用流程；在視頻流傳輸中，用戶可以發(fā)起快進(jìn)、快退、暫停等VCR操作，這些操作流程都是在手機(jī)和流媒體服務(wù)器USS之間完成。實(shí)踐證明，基于IMS的IPTV解決方案，不僅為IPTV增值業(yè)務(wù)提供了便捷的、統(tǒng)一的和開(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，而且也給用戶增添了新的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。它可在一個(gè)會(huì)話中集成多個(gè)單獨(dú)的業(yè)務(wù)，在不用中斷一個(gè)語(yǔ)音呼叫的情況下用戶就可以發(fā)送一個(gè)短消息或

38、者一段視頻直播，或進(jìn)入游戲；也可以將業(yè)務(wù)捆綁在一起生成新的業(yè)務(wù)能力和用戶體驗(yàn)，如用戶瀏覽一個(gè)網(wǎng)站時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊就可以開(kāi)始一個(gè)語(yǔ)音會(huì)話或者視頻呼叫。第5章 基于IMS架構(gòu)的IPTV業(yè)務(wù)解決方案設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)通用模塊設(shè)計(jì) 用戶被劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別部署多個(gè)區(qū)域媒體服務(wù)器和IMS服務(wù)器，用戶的視頻服務(wù)和交互界面由用戶所在區(qū)域的媒體服務(wù)器和IMS服務(wù)器提供。這種部署方式具有容易擴(kuò)充的特點(diǎn)，適合大規(guī)模部署。增加一個(gè)區(qū)域只須增加區(qū)域媒體基站和IMS服務(wù)器，對(duì)后臺(tái)部分和其它區(qū)域不會(huì)造成影響。同時(shí)，用戶的大部分?jǐn)?shù)據(jù)流量都集中在自己所在區(qū)域，減輕了主干網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，而且單個(gè)區(qū)域系統(tǒng)的崩潰不會(huì)影響其它區(qū)

39、域。系統(tǒng)工作過(guò)程大致如下：媒體源經(jīng)過(guò)媒體處理模塊處理成系統(tǒng)所定義的格式，存儲(chǔ)在主媒體基站上，并由后臺(tái)的媒體分發(fā)管理模塊負(fù)責(zé)如何將這些節(jié)目分發(fā)到下面的每一個(gè)區(qū)域中的媒體基站中。同時(shí)有關(guān)節(jié)目的信息也被下發(fā)到IMS服務(wù)器中，供IMS顯示給用戶。用戶開(kāi)機(jī)經(jīng)過(guò)后臺(tái)認(rèn)證后登錄到IMS服務(wù)器上，開(kāi)始瀏覽系統(tǒng)的節(jié)目信息。當(dāng)用戶選擇一個(gè)節(jié)目觀看后，IMS將有關(guān)節(jié)目信息和用戶的信息發(fā)送到后臺(tái)部分，由后臺(tái)的用戶管理部分判斷用戶是否能夠欣賞節(jié)目，如果可以，用戶的手機(jī)則向本區(qū)域的媒體基站發(fā)送播放節(jié)目的請(qǐng)求。播放完畢，手機(jī)向后臺(tái)發(fā)送扣除相應(yīng)收費(fèi)的請(qǐng)求，同時(shí)重新定向到IMS服務(wù)器，用戶可以繼續(xù)瀏覽節(jié)目和欣賞節(jié)目。考慮到目前

40、IPTV在國(guó)內(nèi)還處于發(fā)展階段，一個(gè)區(qū)域的用戶不是很多。目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)區(qū)域支持最多3000用戶，在同一時(shí)刻訪問(wèn)IMS服務(wù)器的用戶數(shù)不超過(guò)500。當(dāng)用戶數(shù)量增多時(shí)，可以使用IMS服務(wù)器集群。在圖1中，每個(gè)區(qū)域都部署了一個(gè)主IMS服務(wù)器，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也部署了一個(gè)備用的IMS服務(wù)器。從IPTV系統(tǒng)在中國(guó)的部署應(yīng)用看，IMS模塊是整個(gè)系統(tǒng)中需求變化最大、最快的模塊，而且是直接展示給客戶的模塊，很大程度上決定客戶是否采用我們的系統(tǒng)。模塊在整體框架設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮以下原則：（1） 結(jié)構(gòu)清晰，開(kāi)發(fā)快速。客戶的需求變化是很快的，在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮能夠在最短的時(shí)間內(nèi)按照客戶的要求開(kāi)發(fā)出新界面，結(jié)構(gòu)

41、清晰的設(shè)計(jì)有利于快速開(kāi)發(fā)。（2） 維護(hù)方便。能夠讓客戶在對(duì)IMS代碼和實(shí)現(xiàn)不是很了解的情況下改動(dòng)IMS的某些代碼或修改一些配置，而不會(huì)影響IMS的運(yùn)行。（3） 方便客戶定制?？蛻艨赡芤笞约褐谱鱅MS。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到能夠快速、簡(jiǎn)單地使客戶明白IMS的制作過(guò)程，在較短時(shí)間內(nèi)掌握制作IMS。（4） 性能滿足設(shè)計(jì)要求。要滿足設(shè)計(jì)時(shí)的性能要求，主要考慮服務(wù)器優(yōu)化，數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化。（5） 界面簡(jiǎn)單美觀，有良好的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性。容易支持新的業(yè)務(wù)，能夠兼容不同廠家的手機(jī)。IMS實(shí)現(xiàn)主要有兩種方案選擇，本地應(yīng)用方案和交互式實(shí)現(xiàn)方案 7。目前國(guó)內(nèi)和國(guó)外的IMS設(shè)計(jì)基本上是針對(duì)數(shù)字電視的，其IMS實(shí)現(xiàn)一般采

42、用本地應(yīng)用方案。本地方案對(duì)手機(jī)的硬件要求較高，而且在和用戶的交互性方面做的不是很好。IPTV是一種和用戶有高度交互性的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)適合采用第二種方案。此模型中IMS實(shí)現(xiàn)選擇交互式方案，采用由IMS服務(wù)器給手機(jī)提供HTML頁(yè)面的實(shí)現(xiàn)方式。將系統(tǒng)的節(jié)目信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索節(jié)目信息，以HTML頁(yè)面的形式提供給手機(jī)，手機(jī)解析頁(yè)面后呈現(xiàn)給用戶。這樣，對(duì)PC用戶來(lái)說(shuō)，用戶端自帶的瀏覽器即可瀏覽。對(duì)使用手機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)，需要手機(jī)實(shí)現(xiàn)能夠解析HTML頁(yè)面的功能。在本文中，著重針對(duì)手機(jī)的IMS設(shè)計(jì) ，具體實(shí)現(xiàn)采用Linux+Apache+MySQL+PHP，程序的整個(gè)框架設(shè)計(jì)基于MVC模式

43、的思想。3.1 MVC的設(shè)計(jì)模式模型視圖控制（Model-View-Controller）是一種經(jīng)典的軟件設(shè)計(jì)模式，它采用分治的思想將系統(tǒng)分成三大模塊，每個(gè)模塊各負(fù)其責(zé)，其關(guān)系如圖2所示。(1) 模型。負(fù)責(zé)維護(hù)數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法。模型只有純粹的功能性接口, 也就是一系列的公開(kāi)方法。通過(guò)這些公開(kāi)方法, 可以取得模型的所有功能。(2) 視圖。用來(lái)顯示模型的數(shù)據(jù)。在一個(gè)MVC 模型中可以有多個(gè)視圖。(3) 控制器。用戶可以通過(guò)視圖來(lái)改變模型的狀態(tài), 這種更新是通過(guò)控制器來(lái)完成的?？刂破髫?fù)責(zé)調(diào)用模型的改值方法以改變模型的狀態(tài), 同時(shí), 控制器會(huì)通知所有的已登記視圖刷新數(shù)據(jù)顯示。根據(jù)設(shè)計(jì)目的和MVC

44、模式，考慮到用戶使用的終端設(shè)備為手機(jī)，在客戶端需要一些與手機(jī)有關(guān)的特殊處理，服務(wù)器處理請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)過(guò)程分為五個(gè)層次，如圖3所示。5.2 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)（） 頁(yè)面展示層。負(fù)責(zé)系統(tǒng)節(jié)目信息的顯示。（） 用戶端處理層。負(fù)責(zé)請(qǐng)求發(fā)出前和請(qǐng)求處理結(jié)果返回后的一些特殊處理。此處加入用戶端處理層主要是因?yàn)槟壳坝脩舻慕K端為手機(jī)，手機(jī)瀏覽器的功能不是很強(qiáng)。在用戶轉(zhuǎn)向另外一個(gè)頁(yè)面或者返回到原來(lái)的頁(yè)面都需要IMS做一些處理，比如記錄光標(biāo)的位置、初始化光標(biāo)位置。（） 請(qǐng)求和響應(yīng)層。負(fù)責(zé)請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)器后和處理結(jié)果返回給用戶端前的一些處理。（） 邏輯處理層。負(fù)責(zé)對(duì)客戶的請(qǐng)求進(jìn)行處理。（） 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。負(fù)責(zé)提供獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)

45、的接口。我們以顯示熱門影片的實(shí)例說(shuō)明使用MVC模式的思想處理請(qǐng)求的過(guò)程。處理顯示熱門影片請(qǐng)求的過(guò)程如圖4所示。過(guò)程如下:（）用戶在首頁(yè)單擊“最新影片”，經(jīng)過(guò)用戶端控制層處理（關(guān)閉在首頁(yè)播放的廣告視頻）后，請(qǐng)求被提交到服務(wù)器進(jìn)行處理。（）請(qǐng)求和響應(yīng)層開(kāi)始處理請(qǐng)求，保存上一頁(yè)有關(guān)的狀態(tài)，并且初始化一些變量（如取數(shù)據(jù)的類、保存頁(yè)面所有信息的變量）。（）邏輯處理層計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)中要取的熱門影片的起始位置和數(shù)量。（）調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的接口開(kāi)始從數(shù)據(jù)庫(kù)里面取出熱門影片的信息（節(jié)目名稱、價(jià)格、簡(jiǎn)介、海報(bào)圖片名稱等）。（）邏輯處理層對(duì)取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的所有數(shù)據(jù)保存在一個(gè)變量中，這個(gè)變量要傳遞給顯示結(jié)果的頁(yè)面。（）請(qǐng)求和響應(yīng)層調(diào)用顯示結(jié)果的頁(yè)面和用戶端的控制代碼，生成HTML代碼。 （）手機(jī)解析傳遞過(guò)來(lái)的HTML頁(yè)面，初始化光標(biāo)位置，將熱門影片信息顯示給用戶。開(kāi)發(fā)之前，在設(shè)計(jì)文檔中定義預(yù)先定義頁(yè)面展示層和邏輯處理層、邏輯處理層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的接口。每一部分的開(kāi)發(fā)人員只須關(guān)心自己所做的部分，使用其它層提供的接口調(diào)用其它層的功能。這樣各個(gè)部分的開(kāi)發(fā)可以并行工作，大大提高了開(kāi)發(fā)速度。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和邏輯處理層可以很容易編寫(xiě)單元