基于IMS架構的IPTV業(yè)務解決方案

IMS是3GPP在Release5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)，它的核心特點是采用SIP協(xié)議和與接入的無關性。中興通信憑借多年在IPTV通信領域的積累和業(yè)界的領先地位，成功地開發(fā)了基于IMS的IPTV業(yè)務系統(tǒng)。

IMS在IPTV業(yè)務系統(tǒng)中的位置

基于IMS的IPTV業(yè)務系統(tǒng)的分層依次為應用層、業(yè)務層、控制層、承載層。IPTV業(yè)務系統(tǒng)的承載層以IP作為基礎的協(xié)議。它包括接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)以及相關的控制管理功能。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)的控制能力來完成IPTV業(yè)務系統(tǒng)用戶的鑒權認證、業(yè)務的觸發(fā)等工作。業(yè)務層由一系列業(yè)務執(zhí)行能力和業(yè)務控制能力組成。

中興通訊基于IMS的IPTV業(yè)務系統(tǒng)

1.IPTV模塊在IMS架構下的作用

圖1是基于IMS的IPTV業(yè)務系統(tǒng)的功能結構示意圖，系統(tǒng)的主要模塊由H-CSCF、SMS、USS、MLSS、APPServer和機頂盒組成。

圖1 基于IMS的IPTV業(yè)務系統(tǒng)的功能結構示意圖

H-CSCF包括EPG和SIP協(xié)議模塊，一方面，它具有IPTV節(jié)目/頻道展示及業(yè)務導航、節(jié)目/頻道搜索、用戶自服務等功能;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到IMS域、僅注冊到IPTV域還是兩者都注冊;

(2)作為SIPUA，代替IPTV終端在IMS域進行SIP注冊及發(fā)起/接收SIP會話等功能;

(3)可實現(xiàn)SIP協(xié)議與其它協(xié)議之間的雙向轉換，例如，將HTTP協(xié)議轉換成SIP協(xié)議以及將SIP協(xié)議轉換成HTTP等，以完成IPTV終端接入IMS域的功能;

(4)具有向IMS域提供計費信息的功能。

USS為通用媒體服務器，為IMS體系下提供各種IPTV業(yè)務所需的媒體資源的設備，例如，媒體存儲、流服務和內(nèi)容分發(fā)/傳送以及放音、錄音、DTMF收號、傳真、會議、TTS及ASR、視頻播放、視頻錄制、視頻會議等功能。IMS架構下的MRF網(wǎng)元總體而言也是從媒體服務器演進而來。每個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，該板采用1+1備份;

(2)MSTU為媒體存儲傳輸板，主要承擔媒體存儲和傳輸任務，該板采用N+1備份;

(3)MDU為直播媒體分發(fā)單元，主要實現(xiàn)在直播業(yè)務時產(chǎn)生單播/組播媒體流。

MLSS具備CDN的功能，提供媒體定位、內(nèi)容控制和服務控制等功能，負責全局內(nèi)容控制、全局服務控制和VCDN管理等。其中，內(nèi)容控制負責任務(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，服務控制的目標之一就是全局負載均衡。VCDN管理就是將網(wǎng)絡運營商擁有的CDN資源劃分成虛擬資源，擁有這樣虛擬資源的節(jié)點組成一個虛擬CDN，給虛擬運營商自行開展IPTV業(yè)務獨占使用。

APPServer包括業(yè)務認證授權、計費話單生成、統(tǒng)計分析。IPTV用戶通過認證后，IPTV業(yè)務系統(tǒng)根據(jù)用戶的屬性對用戶訪問IPTV業(yè)務提供授權，避免每次都需要進行授權的麻煩。另外，內(nèi)容的授權通過數(shù)字版權管理系統(tǒng)實現(xiàn)。計費話單生成就是能夠產(chǎn)生所有應用用戶使用IPTV服務的記錄。對于預付費用戶實時批價、扣費。對于后付費用戶，需要根據(jù)用戶使用IPTV服務時產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)，支持多種計費方式。

STB是機頂盒，是用戶使用IPTV業(yè)務的終端。

2.與業(yè)務系統(tǒng)的接口

中興通訊的IPTV業(yè)務系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了與自主研發(fā)的UP10業(yè)務平臺的融合(如表所示)。

表 與業(yè)務系統(tǒng)的接口

3.業(yè)務流程

由上面的分析得知，IPTV業(yè)務系統(tǒng)可以使用IMS核心網(wǎng)來完成用戶鑒權認證及相關業(yè)務服務器的地址獲取工作，也可以利用IMS核心網(wǎng)來完成終端和業(yè)務系統(tǒng)IPTVAS之間的消息轉發(fā)傳遞工作等等。

作為一個例子，下面給出了IPTV點播(VOD)業(yè)務流程。點播流程是指用戶播放已訂購節(jié)目的流程。用戶通過EPG選擇已訂購的點播節(jié)目，向系統(tǒng)發(fā)出點播請求，并最終得到視頻流，如圖2所示。

圖2 電視點播(VOD)流程

(1)用戶根據(jù)EPG選擇已訂節(jié)目，通過H-CSCF向IMS核心網(wǎng)發(fā)出呼叫請求。

(2)IMS核心網(wǎng)檢查用戶信息，IFC觸發(fā)到IPTVAS進行處理。

(3)IPTVAS通過和CDN網(wǎng)絡交互，確定最終服務的視頻服務器USS和視頻流信息;并通過核心網(wǎng)返回給H-CSCF。

(4)IPTVAS向APPServer發(fā)送計費信息。

(5)H-CSCF將服務的視頻服務器USS和視頻流信息及相關授權信息返回給機頂盒。

(6)機頂盒攜身份證書和授權證書向選定的視頻服務網(wǎng)絡USS發(fā)送視頻連接請求。

(7)視頻服務網(wǎng)絡USS通過APPServer進行身份證書和授權證書的校驗，同時在APPServer內(nèi)生成業(yè)務統(tǒng)計信息。

(8)校驗通過后，視頻服務網(wǎng)絡USS允許建立視頻連接并給機頂盒應答。

(9)視頻連接建立成功后，機頂盒與視頻服務網(wǎng)絡中的流媒體服務器USS進行視頻流傳輸;如果視頻內(nèi)容受數(shù)字版權保護，則機頂盒解碼視頻之前還需要進行數(shù)字版權的使用流程;在視頻流傳輸中，用戶可以發(fā)起快進、快退、暫停等VCR操作，這些操作流程都是在機頂盒和流媒體服務器USS之間完成。

結束語

中興通訊的實踐證明，基于IMS的IPTV解決方案，不僅為IPTV增值業(yè)務提供了便捷的、統(tǒng)一的和開放的業(yè)務平臺，而且也給用戶增添了新的業(yè)務體驗。它可在一個會話中集成多個單獨的業(yè)務，在不用中斷一個語音呼叫的情況下用戶就可以發(fā)送一個短消息或者一段視頻直播，或進入游戲;也可以將業(yè)務捆綁在一起生成新的業(yè)務能力和用戶體驗，如用戶瀏覽一個網(wǎng)站時，通過簡單的點擊就可以開始一個語音會話或者視頻呼叫。