CN100571178C - 一种分布式iptv系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式IPTV系统，该系统包括一个一层级节点设备，为整个系统提供全局运营支撑以及全局业务应用管理；多个二层级节点设备，通过骨干网与所述一层级节点设备相连，从所述一层级节点设备接收获取全局发布的业务信息，并向所述一层级节点设备上报用户使用信息；每个二层级节点设备下还包括多个三层级节点设备，通过骨干网与所述二层级节点设备相连，并通过接入网与机顶盒连接。运用本发明方法可以减轻IPTV系统骨干网的负载压力，提高用户请求的响应速度。

Description

一种分布式IPTV系统

技术领域

本发明涉及一种IPTV(Internet Protocol Television)系统，尤其是涉及一种可以节省骨干网带宽减小骨干网负载压力的分布式IPTV系统。

背景技术

随着宽带网络的发展，各种基于宽带传输的业务也呈现快速的发展态势，尤其是各种业务的数字化处理。特别是电视节目数字化、音视频压缩算法的不断优化，使得电视节目、音视频基于宽带网络传输成为可能，IPTV系统也应运而生。人们的生活在网络时代变得日益丰富多彩，各种需求也不断增加，对服务质量的要求也不断提高。如：在线游戏、视频电话、短信、网上冲浪等，但人们对电视节目的要求已经不再满足各电视台的定时播放，而是需要随时观看各种节目，对电视画面质量、视频电话画面质量以及语音质量要求也不断提高。这对传统的IPTV系统组网方法及业务实现方法提出了更高的要求，传统的系统组网方法及业务实现方法一般都是对网络分发部分进行分布式设计，得这仅仅是解决了部分问题。对于业务种类、业务量及用户数量的增加，骨干网承担负载的压力也会越来越大，用户享受到的服务速度也会受到影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分布式IPTV系统，该系统不仅能节省骨干网带宽减小骨干网负载压力，还能提高系统对用户请求的响应速度。

为解决上述技术问题，本发明的分布式IPTV系统包括一个一层级节点设备，为整个系统提供全局运营支撑以及全局业务应用管理；多个二层级节点设备，通过骨干网与所述一层级节点设备相连，从所述一层级节点设备接收获取全局发布的业务信息，并向所述一层级节点设备上报用户使用信息；每个二层级节点设备下包括多个三层级节点设备，通过骨干网与所述二层级节点设备相连，并通过接入网与机顶盒设备连接，用于作为机顶盒设备接入系统的入口，通过从所述二层级节点设备获取业务处理需要的信息，直接为用户提供IPTV服务，并向所述二层级节点设备反馈处理信息。

作为一种优选的技术方案，在上述组网方法中所述一层级节点设备和二层级节点设备中设置运营支撑层和业务应用层；

在所述运营支撑层中提供以下模块：

平台系统管理模块，用于对整个系统设备进行管理，生成系统中各网元模块的相关信息；

内容提供商/服务提供商(CP/SP)及用户管理模块，用于对CP/SP及用户信息进行管理，处理CP/SP的签约信息，用户的开销户信息，修改CP/SP及用户信息；

认证授权模块，用于对用户的各种业务请求进行认证鉴权，避免非法用户接入系统平台，使用非法业务；

机顶盒设备管理模块，用于管理IPTV平台所服务的所有机顶盒设备信息；

数字版权管理模块，用于对IPTV平台上发布的流媒体内容进行加密，避免流媒体内容被盗用；

在所述业务应用层中提供以下模块：

内容处理模块，用于对提交到IPTV平台的媒体内容进行处理；

内容管理模块，用于对媒体内容进行管理；

内容分发模块，用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在分布式IPTV系统中；

电子节目单模块，用于机顶盒设备，使用户可通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择；

广播模块，用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理；

点播模块，用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理；

作为再进一步优选的技术方案，在上述组网方法中所述一层级节点运营支撑层和二层级节点运营支撑层中还提供以下模块：

统计分析模块，用于对用户消费习惯，各CP/SP内容的受欢迎程度信息进行统计，并生成符合要求的报表内容；

认证计费接口管理模块，用于对外提供计费认证接口功能，针对不同的外部功能模块提供不同的接口适配；

计费支付及结算模块，用于完成用户业务使用费的结算，并进行相应的扣款。

作为又进一步优选的技术方案，在上述组网方法中所述一层级节点业务应用层和二层级节点业务应用层中还提供以下模块：

流媒体服务模块，用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务；

增值业务应用管理模块，用于管理IPTV系统提供的各种增值业务。

作为进一步优选的技术方案，在上述组网方法中所述一层级节点业务应用层和二层级节点业务应用层中还提供以下模块：

通信服务模块，用于系统对用户提供可视电话业务；

互动游戏模块，用于系统对用户提供互动游戏业务；

信息服务模块，用于系统对用户提供点对点的短信业务。

作为再进一步优选的技术方案，在上述组网方法中所述三层级节点设备中提供以下模块：

内容分发模块，用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在分布式IPTV系统中；

电子节目单模块，用于机顶盒设备，使用户通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择；

广播模块，用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理；

点播模块，用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理；

流媒体服务模块，用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务。

作为进一步优选的技术方案，在上述组网方法中所述三层级节点设备中还提供以下模块：

增值业务应用管理模块，用于管理IPTV系统提供的各种增值业务；

通信服务模块，用于系统对用户提供可视电话业务；

互动游戏模块，用于系统对用户提供互动游戏业务；

信息服务模块，用于系统对用户提供点对点的短信业务。

由于本发明采用了一层级节点及二层级节点都包含运营支撑层和业务应用层的结构进行组网，使得第二层级节点在很多情况下承担了第一层级节点的业务及功能，这样作为骨干网的一层级节点的带宽会大大得到节省，也减轻了骨干网的负载压力；一层级节点和二层级节点都具有用户管理功能及认证授权功能，这样只有在二层级节点没有用户信息的时候才需要请求一层级节点，占用骨干网的带宽，这样也减小了骨干网的负载压力，如果二层级节点存有用户信息时，用户很快就可以从二层级节点得到响应，从而也提高了用户请求的响应速度；同样，一、二、三层级都具有内容分发功能，当用户所需要的内容在离用户最近的三层级节点上可以提取时，不需要占用一层级节点及二层级节点网络带宽，如果三层级节点不能提取到所需内容才向二层级节点提取，如果二层级节点还是没有，再向一层级节点请求提取，这样也同样可以减小骨干网负载压力，提高用户请求的响应速度。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式来对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明分布式IPTV系统的部署结构图；

图2是一层级节点二层级节点组成图；

图3是三层级节点组成图；

图4是分布式部署下点播/直播业务流程；

图5是分布式部署下通讯服务业务流程；

图6是分布式部署下互动游戏业务流程；

图7是分布式部署下信息服务业务流程。

具体实施方式

图1是本发明分布式IPTV系统的部署结构图，整个系统由骨干网连接在一起，通过接入网与机顶盒设备连接。系统分为三层，一层级节点仅有一个，包含业务支撑层和业务应用层。也可称为业务支撑模块和业务应用模块，这两个模块位于一层级节点，是整个IPTV系统的中心节点，为整个系统提供鉴权计费、统计分析、用户管理等运营支撑功能。以及内容管理、内容分发、电子节目菜单、流媒体服务等业务应用功能。二层级节点与一层级节点采用核心骨干网连接，通过核心骨干网，二层级节点从一层级节点获取全局发布的媒体内容，获取CP/SP信息及用户信息等，二层级节点也向一层级节点上报用户使用记录、鉴权计费请求等。在业务信息具备的情况下，二层级节点可独立向所管辖范围内用户提供IPTV业务，不需要一层级节点的参与。一层级节点与二层级节点结构一致。其中包含的模块如图2所示。一层级节点和二层级节点包含如下模块：

1认证计费接口管理模块：此模块对外提供计费认证接口功能，针对不同的外部功能模块提供不同的接口适配。

2CP/SP及用户管理模块：此模块用于对CP/SP及用户信息进行管理，处理CP/SP的签约信息，用户的开销户信息，修改CP/SP及用户信息等。

3认证授权模块：此模块对用户的各种业务请求进行认证鉴权，避免非法用户接入系统平台，使用非法业务。

4计费支付及结算模块：此模块用于完成用户业务使用费的结算，并进行相应的扣款。

5统计分析模块：此模块用于对用户消费习惯，各CP/SP内容的受欢迎程度等信息进行统计，并生成符合要求的报表内容。

6机顶盒设备管理模块：此模块用于管理IPTV平台所服务的所有机顶盒设备信息，例如：用户名、密码、权限等信息。

7数字版权管理模块：此模块用于对IPTV平台上发布的流媒体内容进行加密，避免流媒体内容被盗用。

8平台系统管理模块：此模块用于对整个系统设备进行管理，生成系统中各网元模块的相关信息，例如：网元设备的CPU占用情况、内存利用情况等。

9内容处理模块：此模块用于对提交到IPTV平台的媒体内容进行处理，如：媒体格式检查、对媒体内容进行指定格式的编码等。

10内容管理模块：此模块用于对媒体内容进行管理，包括：搜索、删除、拷贝等。

11点播模块：此模块用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理。

12广播模块：此模块用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理。

13流媒体服务模块：此模块用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务。

14内容分发模块：此模块用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在正在IPTV系统中。

15增值业务应用管理模块：此模块用于管理IPTV系统提供的各种增值业务，例如：各种业务的启用、停止、发布等。

16通信服务模块：此模块用于系统对用户提供可视电话业务。

17互动游戏模块：此模块用于系统对用户提供互动游戏业务。

18信息服务模块：此模块用于系统对用户提供点对点的短信业务。

19电子节目单模块：此模块用于机顶盒设备，使用户可通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择。

三层级节点是系统对外的直接服务节点，也是机顶盒设备接入系统的入口。机顶盒设备通过接入网与三层级节点连接。三层级节点的模块组成如图3所示，主要包括如下模块：

1点播模块：此模块用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理。

2广播模块：此模块用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理。

3流媒体服务模块：此模块用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务。

4内容分发模块：此模块用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在正在IPTV系统中。

5增值业务应用管理模块：此模块用于管理IPTV系统提供的各种增值业务，例如：各种业务的启用、停止、发布等。

6通讯服务模块：此模块用于系统对用户提供可视电话业务。

7互动游戏模块：此模块用于系统对用户提供互动游戏业务。

8信息服务模块：此模块用于系统对用户提供点对点的短信业务。

9电子节目单模块：此模块用于机顶盒设备，使用户可通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择。

基于上述的分布式组网，下面给出常用的业务流程。但本分布式IPTV系统不限于提供以下几种业务。用户通过三层级节点向二层级节点发送业务请求；

二层级节点对用户请求内容进行鉴权，

如果二层级节点可以鉴权，则向三层级节点返回鉴权结果，如果三层级节点具备用户请求的业务内容，则由三层级节点向用户端提供业务；如果三层级节点不具备用户请求的业务内容，则向二层级节点获取业务，二层级节点还没有该业务内容，则向一层级节点获取业务；

如果二层级节点不能鉴权，则向一层级节点发送鉴权请求，由一层级节点向二层级节点进而向三层级节点返回鉴权结果，如果可以鉴权，三层级节点根据鉴权结果对用户请求提供业务，如果不能鉴权，则由三层级节点向用户端返回鉴权不成功信息。

下面分别对几种业务的业务流程作比较详细的说明。

1.点播/直播业务流程：

流程图如图4所示。

流程步骤说明：

401步：机顶盒设备通过接入网与三层级节点建立连接，请求电子节目单信息；

402步：三层级节点向机顶盒返回电子节目单信息；

403步：机顶盒选择一个节目频道请求播放；

404步：三层级节点向二层级节点发送请求消息，对机顶盒用户进行鉴权授权处理；

405步：如果二层级节点没有该用户的鉴权授权信息，则向一层级节点发送请求，否则到步骤408；

406步：一层级节点将机顶盒用户鉴权授权处理结果返回给二层级节点；

407步：二层级节点向三层级节点返回处理结果；

408步：如果用户是合法授权用户，三层级节点检查本地是否有相应的媒体内容，如果没有相应的媒体内容，则向二层节点索取媒体内容。此处媒体内容可以是点播媒体文件，也可以是直播媒体码流；

409步：如果二层级节点也没有相应的媒体内容，则二层级节点继续向一层级节点获取；否则转到步骤412；

410步：一层级节点返回二层级节点媒体内容信息；

411步：二层级节点继续向三层级节点返回媒体内容信息；

412步；三层级节点向机顶盒设备返回媒体描述信息；

413步：机顶盒与三层级节点相互交互完成媒体播放过程。

2.通讯服务业务流程：

流程图如附图五所示：

流程步骤说明：

501步：用户通过机顶盒进行视频电话拨号；

502步：三层级节点将用户的视频拨号请求发送给二层级节点，二层级节点对主被叫用户鉴权，如果二层级节点可以鉴权，则转到步骤505，否则继续后续流程；

503步：二层级节点向一层级节点发送鉴权请求；

504步：一层级节点向二层级节点返回鉴权结果；

505步：二层级节点向三层级节点返回鉴权处理结果；

506步：如果鉴权不成功，则三层级节点向机顶盒返回，否则不发送此消息；

507步：三层级节点网关判断被叫方是机顶盒还是外部视频终端，如果是机顶盒则步骤510开始，如果是外部视频终端，则由三层级节点直接与通讯网关通讯，获取外部视频终端地址；

508步：三层级节点向机顶盒返回外部视频终端地址；

509步：机顶盒直接向外部视频终端建立视频会话；

510步：三层级节点判断被叫是否是三层级节点服务范围内的机顶盒，如果是则转到步骤514；否则继续后续步骤；

511步：如果二层级节点范围内还没有被叫的机顶盒，则继续向一层级节点获取机顶盒信息；否则转到步骤513；

512步：一层级节点向二层级节点返回被叫机顶盒信息；

513步：二层级节点向三层级节点返回被叫机顶盒信息；

514步：三层级节点向机顶盒返回被叫机顶盒信息；

515步：主叫机顶盒与被叫机顶盒建立视频通话。

3.互动游戏业务流程：

流程图如附图六所示：

流程步骤说明：

601步：机顶盒向三层级节点发送游戏业务请求；

602步：三层级节点将用户请求转到二层级节点，二层级节点对用户进行鉴权，转到步骤605，否则继续后续步骤；

603步：二层级节点向一层级节点转发用户业务请求；

604步：一层级节点返回鉴权处理结果；

605步：二层级节点向三层级节点返回鉴权处理结果；

606步：三层级节点返回游戏网关地址及相应的接入授权码；

607步：机顶盒与游戏网关连接开始游戏业务。

4.信息服务业务流程：

流程图如附图七所示：

流程步骤说明：

701步：机顶盒向三层级节点发起信息发送请求；

702步：三层级节点向二层级节点转发用户请求，如果二层级节点能够鉴权，则转到步骤705，否则继续后续步骤；

703步：二层级节点向一层级节点发送鉴权请求；

704步：一层级节点向二层级节点返回鉴权响应；

705步：二层级节点向三层级节点返回鉴权响应；

706步：如果对用户业务请求鉴权不成功，则返回失败信息；否则，不需要此消息；

707步：三层级节点将用户的信息发送请求转发给信息网关，信息网关判断是否外部通讯终端还是机顶盒；如果是外部通讯终端，则将信息发送请求发送给信息网关；否则转到步骤711；

708步：信息网关将信息转发给外部通讯终端，并接收回执信息；

709步：信息网关向三层级节点返回回执信息；

710步：三层级节点将回执信息转发给机顶盒；

711步：三层级节点向二层级节点转发用户信息发送请求；

712步：如果二层级节点能明确被叫机顶盒的位置并鉴权，则转到步骤714，否则继续后续流程；

713步：一层级节点返回二层级节点被叫机顶盒信息；

714步：二层级节点向三层级节点返回被叫机顶盒信息；

715步：三层级节点将信息发送请求转发给信息网关，并携带被叫机顶盒信息；

716步：信息网关向机顶盒发送信息；

717步：机顶盒返回回执信息给信息网关；

718步：信息网关向三层级节点返回回执信息；

719步：三层级节点向主叫机顶盒返回回执信息。

Claims (7)

1.一种分布式IPTV系统，包括IPTV平台、机顶盒设备及承载网络模块，所述机顶盒设备分散在用户家庭中，所述承载网络模块由接入网和骨干网络组成，其特征在于，所述IPTV平台包括：

一个一层级节点设备，为整个系统提供全局运营支撑以及全局业务应用管理；

多个二层级节点设备，通过所述骨干网与一层级节点设备相连，从所述一层级节点设备接收获取全局发布的业务信息，并向所述一层级节点设备上报用户使用信息；

所述二层级节点设备下，还包括多个三层级节点设备，通过所述骨干网与所述二层级节点设备相连，并通过所述接入网与所述机顶盒设备连接，用于作为机顶盒设备接入系统的入口，通过从所述二层级节点设备获取业务处理需要的信息，直接为用户提供IPTV服务，并向所述二层级节点设备反馈处理信息。

2.如权利要求1所述的一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述一层级节点设备和二层级节点设备中都包括运营支撑层和业务应用层；

所述运营支撑层中包括以下模块：

平台系统管理模块，用于对整个系统设备进行管理，生成系统中各网元模块的相关信息；

内容提供商/服务提供商(CP/SP)及用户管理模块，用于对CP/SP及用户信息进行管理，处理CP/SP的签约信息，用户的开销户信息，修改CP/SP及用户信息；

认证授权模块，用于对用户的各种业务请求进行认证鉴权，避免非法用户接入系统平台，使用非法业务；

机顶盒管理模块，用于管理IPTV平台所服务的所有机顶盒设备信息；

数字版权管理模块，用于对IPTV平台上发布的流媒体内容进行加密，避免流媒体内容被盗用；

所述业务应用层中包括以下模块：

内容处理模块，用于对提交到IPTV平台的媒体内容进行处理；

内容管理模块，用于对媒体内容进行管理；

内容分发模块，用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在分布式IPTV系统中；

电子节目单模块，用于机顶盒设备，使用户可通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择；

广播模块，用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理；

点播模块，用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理。

3.如权利要求2所述的一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述一层级节点运营支撑层和二层级节点运营支撑层还包括以下模块：

统计分析模块，用于对用户消费习惯，各CP/SP内容的受欢迎程度信息进行统计，并生成符合要求的报表内容；

认证计费接口管理模块，用于对外提供计费认证接口功能，针对不同的外部功能模块提供不同的接口适配；

计费支付及结算模块，用于完成用户业务使用费的结算，并进行相应的扣款。

4.如权利要求3所述的一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述一层级节点业务应用层和二层级节点业务应用层还包括以下模块：

流媒体服务模块，用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务；

增值业务应用管理模块，用于管理IPTV系统提供的各种增值业务。

5.如权利要求4所述的一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述一层级节点业务应用层和二层级节点业务应用层还包括以下模块：

通信服务模块，用于系统对用户提供可视电话业务；

互动游戏模块，用于系统对用户提供互动游戏业务；

信息服务模块，用于系统对用户提供点对点的短信业务。

6.如权利要求2～5所述的任何一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述三层级节点设备中包括以下模块：

内容分发模块，用于与承载网络接口，将媒体内容合理分布在分布式IPTV系统中；

电子节目单模块，用于机顶盒设备，使用户通过机顶盒设备进行媒体内容以及各种业务的选择；

广播模块，用于对机顶盒设备的流媒体广播请求进行处理；

点播模块，用于对机顶盒设备的流媒体点播请求进行处理；

流媒体服务模块，用于为机顶盒设备提供流媒体内容服务。

7.如权利要求3～5所述的任何一种分布式IPTV系统，其特征在于：

所述三层级节点设备中还包括以下模块：

增值业务应用管理模块，用于管理IPTV系统提供的各种增值业务；

通信服务模块，用于系统对用户提供可视电话业务；

互动游戏模块，用于系统对用户提供互动游戏业务；

信息服务模块，用于系统对用户提供点对点的短信业务。

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