基于SOA的广电综合接入网关(IAG)的设计

引言

在三网融合的背景下，电信和广电运营商谁能快捷地提供业务，谁能实现差异化运营和精确化管理，谁就能在竞争中取得优势地位。在传统的广电增值业务模式中，业务开发是一种“垂直型”模式，业务与下层网络紧密结合。当业务系统越来越多时，投资和管理费用也越来越多；同时业务能力的开放性和重用性较差，数据中存在很多冗余，多种业务的组合困难，容易造成重复建设并影响业务推出的周期，难以实现业务的差异化，不适应融合业务的运营需求。

江苏有线云媒体电视在广电行业创新地引入面向服务架构(ServiceOrientedArchitecture，SOA)理念，通过包装业务功能实现能力开放,通过调用标准能力组装新的应用，同时通过标准接口的交互大大简化业务的运营。云媒体电视统一业务管理平台以基于SOA建设的综合接入网关(IAG)为核心，能够屏蔽底层不同网络和不同协议的差异性，提供可重构的开放能力，快速生成应用；更重要的是，能够协调各类能力的关系，根据标准化的互操作协议有效地提供和管理各类应用。

1SOA理念

SOA中的服务定义为已注册的、可以被重用的基本功能单元。服务之间相互独立，服务对外提供标准的接口供调用和管理。SOA的主要特性是可重用、松耦合和标准化接口，换言之，SOA的理念是共享可重用的服务构件，整合和集成共同的支撑单元和流程要求，通过松耦合的方式组装和提供服务。也就是说，可以把已有的应用作为服务构件，按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务。SOA要求能力构件或数据之间是相互独立的，基本没有冗余：服务流程和能力构件是分离的，从而体现松耦合的特点。

一个符合SOA思想的应用系统的组成元素包括SOA基础技术平台、实现业务功能的业务服务、各种已经存在的应用系统和数据资源、使用各种业务服务的服务消费者(应用程序)，以及建立SOA应用系统和监控系统运行的辅助工具集,当然，还需要有建设、使用和维护这些系统的各类人员。图1给出了SOA应用系统的结构。

图1  SOA应用系统

SOA参考架构是整个SOA应用系统的核心，由基础技术平台和辅助工具组成。在SOA应用系统中还包括已存在的应用系统和数据资源，统称为资源。这些资源通过基础技术平台接入，展现为业务服务供其它应用或服务使用，也可以使用其它应用服务。在SOA应用系统中的应用服务在基础技术平台的支撑下运行，应用服务可以是业务服务的提供者，也可以是业务服务消费者，应用服务可以是新编写的程序，也可以是若干服务的组合。几个SOA应用系统也可以互相协作进行数据交换或实现业务服务的互相调用。

2云媒体电视综合接入网关(IAG)的系统设计

传统广电的业务网络是一种相对封闭的纵向架构，各种资源无法有效地协调，并且无法提供开放能力。针对全业务的运营需求，江苏有线新建的云媒体电视统一业务管理平台是一个水平型的综合业务管理平台，其中的IAG贯穿了SOA架构理念，是广电全业务网络中实现业务统一接入和服务器质量监控的功能实体。IAG使广电运营商能够开放广电网络资源，并控制对网络资源的使用；为CP/SP屏蔽底层网络技术复杂性，提供统一业务开发环境。这样的业务结构允许独立的软件厂商利用开放的网络能力和资源灵活地开发业务控制逻辑，为应用提供更为丰富的业务能力。而且一个应用可以使用来自多种网络(广电、电信和互联网)的能力，形成融合的业务应用。

2.1IAG总体架构

在广电业务开放网络中，IAG作为云媒体电视统一业务管理平台的一部分，其开放的业务能力可以随着承载网络业务能力的增加而增加，而IAG的系统结构将保持不变。图2所示是一个综合接入网关(IAG)的内部设计图。

图2  云媒体电视综合接入网关(IAG)内部设计图

IAG模块从逻辑上可以划分为业务暴露层(SEL)、IAG管理功能层、业务逻辑执行环境(SOL)、统一会话管理(USM)、统一资源管理(URM)、协议适配层(NAL)等几大功能模块。

2.2IAG内部模块设计

（1）业务暴露层(SEL)。业务暴露层是外部应用(包含第三方/自营应用和统一门户)访问能力平台，是调用其开放能力的唯一入口。在系统架构上，位于接入层。业务暴露层的主要功能包含开放的HTTP/HTTPS端口、外部访问的安全控制、向CP/SP开放WEBSERVICE和WEB2.0接口等。

（2）管理功能层。管理功能层主要是管理业务能力的生命周期，完成CP/SP接入认证以及业务能力授权检查、黑名单、可信任接入，此外还包括SLA管理等。

（3）业务逻辑执行环境(SOL)。业务逻辑执行环境用于为综合接入网关的能力和应用提供统一的执行环境，能够支持业务的快速开发和部署。其特点就是真正地融合广电能力、互联网能力和电信能力。

（4）统一会话管理(USM)。统一会话管理用于完成终端与服务端之间的会话建立、维持和释放，其目的是为了请求使用服务端资源，保持服务端资源的使用和释放对服务端资源的使用。

（5）统一资源管理(URM)。统一资源管理可实现各类业务能力资源使用的管理。其功能包括对推流系统存储能力、推流能力、IPQAM带宽资源、IP地址资源、网络带宽资源等进行管理，同时可处理其他系统对这些资源的申请和分配。

（6）协议适配层(NAL)。网络接入层的主要功能是将能力设备开放的协议对接到相应的能力设备，从而实现对能力部件的管理和利用。协议适配层同时可实现RTSP、SSP、LSCP、DVB、SIP、HTTP、XMPP、PAP2、SMPP、MM7等协议的转换。

2.3IAG工作流程

IAG工作流程如图3所示。

图3IAG工作流程说明

图3所示是IAG工作流程说明。其中，业务管理模块(SME)可完成用户订购关系认证、鉴权和计费；综合接入网关(IAG)完成业务接入，接入鉴权，SLA控制，业务路由，触发到SME鉴权，协议转换及发送;业务引擎(SE)主要完成业务处理。

2.4IAG已封装能力

江苏有线综合接入网关(IAG)已封装的能力分为能力和支撑两大类。

能力类包括12项能力服务，具体为短信能力服务、视频流推送能力服务、信息与应用业务能力(IMS)、图文发布能力服务、语音朗读能力服务、地图能力服务、EPG发布能力服务、IP流推送能力服务、编转码能力服务、绿色数据能力服务、直播能力服务、广告发布能力。

支撑类包括18项支撑服务，具体为业务注册服务、业务分发服务、业务在线订购服务、业务退订服务、业务支付服务、业务认证服务、业务鉴权服务、用户信息管理服务、SP/CP注册服务、SP/CP结算服务、能力签约服务、内容上载服务、内容发布服务、内容下架服务、门户跳转服务、积分充值服务、SP/CP详单查询服务、数据开放服务等。

3SOA在IAG中的应用

为了实现精确化运营，对不同的QoS或SLA，需要实现不同的资源配置流程，IAG利用SOA来实现业务网络提供业务的灵活和快速性。

SOA的思路在全业务网络中应用，从技术角度上看，其重点是要关注服务构造和流程组织两方面；不管是服务，还是流程组织，在实现上都是逻辑的概念，可以有不同的层次,装备在不同的设备或模块。

3.1 服务的构造

在全业务网络中，基于SOA的所有业务功能都被封装在一些功能模块中。利用这些封装好的功能模块，可以组装、构建所需要的业务系统，这些功能模块就是SOA中的不同服务，但服务不限于这些业务功能模块，还包括数据、统一的业务控制和触发机制以及基本管理功能和基本运营支撑功能等。可见，其服务涵盖了业务网络中的业务能力层、业务控制层的基本能力和业务开放层、业务管理层的部分功能。

服务要实现其可重构性，需要减少它们之间的关联度,尽可能减少重复的部分，实现统一操作；同时要实现与具体承载方式、接入方式的无关性，并脱离具体的应用系统。

服务的标准化是可重构的基本要求。标准化服务的提供要实现业务能力的映射和标准化封装，以屏蔽底层的复杂性和差异性。对网络和基础业务系统的能力进行抽象和封装的功能，主要由IAG来实现。

松散耦合的实现大都依靠基于消息的标准化服务接口。WebService是一个最主要的标准。基于消息的接口能够兼容多种传输方式，并且可以采用同步或异步协议来实现。

3.2流程组织

流程组织体现在业务网络的各个层次。首先，它不同于软件开发的细粒度构件。考虑到能力调用的统计性能，业务网络中可重构的业务功能模块往往是粗粒度的，可以直接提供一项特定的业务功能，以提高业务的性能。从SOA的角度看，业务服务器其实已经是一个服务流程组织的实体，只是需要通过标准的接口实现交互，同时通过策略流程来调度网络资源，实现安全性和QoS,以便提供运营意义上的应用服务。其次，IAG除了可以提供标准化的能力接口来供新业务生成时调用外，同样也可以部署流程组织功能，并提供代理服务,以提供组合能力开放。

4结语

基于SOA架构的IAG采用统一、标准的API编程接口，第三方应用通过调用此接口可以方便地访问广电及其他网络的业务，也可以迅速开发各种融合业务。

通过IAG能力域的支持，能够很方便地兼容新增加的能力部件，并支持多种网络，包括各种日新月异的接入网络技术，以使得运营商的业务层架构符合未来的发展趋势。通过IAG以标准接口向第三方进行能力开放，可以充分利用现有广电网络、互联网、电信网等多种应用开发群体，大大丰富增值业务的种类，改善用户体验。

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