基于IMS架构的IPTV业务解决方案

IMS是3GPP在Release5版本中提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的核心特点是采用SIP协议和与接入的无关性。中兴通信凭借多年在IPTV通信领域的积累和业界的领先地位，成功地开发了基于IMS的IPTV业务系统。

IMS在IPTV业务系统中的位置

基于IMS的IPTV业务系统的分层依次为应用层、业务层、控制层、承载层。IPTV业务系统的承载层以IP作为基础的协议。它包括接入网、城域网和骨干网以及相关的控制管理功能。承载层要能保证足够的带宽和一定传送质量。而控制层的主要功能是，利用IMS核心网的控制能力来完成IPTV业务系统用户的鉴权认证、业务的触发等工作。业务层由一系列业务执行能力和业务控制能力组成。

中兴通讯基于IMS的IPTV业务系统

1.IPTV模块在IMS架构下的作用

图1是基于IMS的IPTV业务系统的功能结构示意图，系统的主要模块由H-CSCF、SMS、USS、MLSS、APPServer和机顶盒组成。

图1 基于IMS的IPTV业务系统的功能结构示意图

H-CSCF包括EPG和SIP协议模块，一方面，它具有IPTV节目/频道展示及业务导航、节目/频道搜索、用户自服务等功能;另一方面，它还有以下功能

：

(1)可以根据用户签约情况选择用户仅注册到IMS域、仅注册到IPTV域还是两者都注册;

(2)作为SIPUA，代替IPTV终端在IMS域进行SIP注册及发起/接收SIP会话等功能;

(3)可实现SIP协议与其它协议之间的双向转换，例如，将HTTP协议转换成SIP协议以及将SIP协议转换成HTTP等，以完成IPTV终端接入IMS域的功能;

(4)具有向IMS域提供计费信息的功能。

USS为通用媒体服务器，为IMS体系下提供各种IPTV业务所需的媒体资源的设备，例如，媒体存储、流服务和内容分发/传送以及放音、录音、DTMF收号、传真、会议、TTS及ASR、视频播放、视频录制、视频会议等功能。IMS架构下的MRF网元总体而言也是从媒体服务器演进而来。每个UMS至少包括以下各单板：

(1)MCU为媒体控制板，提供媒体资源管理、协议处理、媒体调度、文件分片定位服务，该板采用1+1备份;

(2)MSTU为媒体存储传输板，主要承担媒体存储和传输任务，该板采用N+1备份;

(3)MDU为直播媒体分发单元，主要实现在直播业务时产生单播/组播媒体流。

MLSS具备CDN的功能，提供媒体定位、内容控制和服务控制等功能，负责全局内容控制、全局服务控制和VCDN管理等。其中，内容控制负责任务(例如内容发布、内容删除、内容调度)的生成、下发、监控等功能，服务控制的目标之一就是全局负载均衡。VCDN管理就是将网络运营商拥有的CDN资源划分成虚拟资源，拥有这样虚拟资源的节点组成一个虚拟CDN，给虚拟运营商自行开展IPTV业务独占使用。

APPServer包括业务认证授权、计费话单生成、统计分析。IPTV用户通过认证后，IPTV业务系统根据用户的属性对用户访问IPTV业务提供授权，避免每次都需要进行授权的麻烦。另外，内容的授权通过数字版权管理系统实现。计费话单生成就是能够产生所有应用用户使用IPTV服务的记录。对于预付费用户实时批价、扣费。对于后付费用户，需要根据用户使用IPTV服务时产生的原始数据，支持多种计费方式。

STB是机顶盒，是用户使用IPTV业务的终端。

2.与业务系统的接口

中兴通讯的IPTV业务系统已经实现了与自主研发的UP10业务平台的融合(如表所示)。

表 与业务系统的接口

3.业务流程

由上面的分析得知，IPTV业务系统可以使用IMS核心网来完成用户鉴权认证及相关业务服务器的地址获取工作，也可以利用IMS核心网来完成终端和业务系统IPTVAS之间的消息转发传递工作等等。

作为一个例子，下面给出了IPTV点播(VOD)业务流程。点播流程是指用户播放已订购节目的流程。用户通过EPG选择已订购的点播节目，向系统发出点播请求，并最终得到视频流，如图2所示。

图2 电视点播(VOD)流程

(1)用户根据EPG选择已订节目，通过H-CSCF向IMS核心网发出呼叫请求。

(2)IMS核心网检查用户信息，IFC触发到IPTVAS进行处理。

(3)IPTVAS通过和CDN网络交互，确定最终服务的视频服务器USS和视频流信息;并通过核心网返回给H-CSCF。

(4)IPTVAS向APPServer发送计费信息。

(5)H-CSCF将服务的视频服务器USS和视频流信息及相关授权信息返回给机顶盒。

(6)机顶盒携身份证书和授权证书向选定的视频服务网络USS发送视频连接请求。

(7)视频服务网络USS通过APPServer进行身份证书和授权证书的校验，同时在APPServer内生成业务统计信息。

(8)校验通过后，视频服务网络USS允许建立视频连接并给机顶盒应答。

(9)视频连接建立成功后，机顶盒与视频服务网络中的流媒体服务器USS进行视频流传输;如果视频内容受数字版权保护，则机顶盒解码视频之前还需要进行数字版权的使用流程;在视频流传输中，用户可以发起快进、快退、暂停等VCR操作，这些操作流程都是在机顶盒和流媒体服务器USS之间完成。

结束语

中兴通讯的实践证明，基于IMS的IPTV解决方案，不仅为IPTV增值业务提供了便捷的、统一的和开放的业务平台，而且也给用户增添了新的业务体验。它可在一个会话中集成多个单独的业务，在不用中断一个语音呼叫的情况下用户就可以发送一个短消息或者一段视频直播，或进入游戏;也可以将业务捆绑在一起生成新的业务能力和用户体验，如用户浏览一个网站时，通过简单的点击就可以开始一个语音会话或者视频呼叫。