CN101175018A - 下一代通信网络实现iptv的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下一代通信网络中实现IPTV的设备、系统和方法，本发明通过在IPTV终端和IMS核心网I/S－CSCF网元间提供H－CSCF设备，将现有的IPTV终端接入到基于IMS的下一代电信网络中，进而通过电信网络向用户提供包括IPTV业务、传统电信业务以及互相融合的新业务。本发明的重点在于H－CSCF和IMS核心网I/S－CSCF网元间Mw接口实现，H－CSCF进行的与终端用户间接口消息和Mw接口消息的转换功能，以及支持IPTV业务的电子节目指引功能，是H－CSCF设备的主要功能。本发明可以简单地提供IPTV业务，同时可以快速地支持IPTV与其他通信业务的融合。

Description

下一代通信网络实现IPTV的设备、系统和方法

技术领域

本发明涉及在下一代通信网络(Next Generation Network，简称NGN)中提供IPTV业务的技术和方案，具体地说，涉及将现有IPTV终端接入并实现IPTV业务的通信网络的设备、系统和方法。

背景技术

目前，NGN的研究基本确定了框架结构。除了管理层面，NGN还包括用户层面、传送层面、业务控制层面和应用层面等。IP多媒体子系统(IPMultimedia Sub-system，简称IMS)是业务控制层面的主要功能实体集合。通过IMS可以实现用户和终端设备的注册、认证、鉴权、QoS管理与保证，同时，IMS支持多种用户接入技术，支持用户游牧和移动性管理，支持与其他传统网络或下一代网络互通，支持业务的融合。IMS是基于SIP协议的，已经被认为是下一代网络融合的主要技术和体系架构。

IPTV是一种利用互联网宽带，集多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新业务。IPTV通过电信通道，利用ADSL或以太网接入宽带网，基于互联网协议来传送电视信号，以电视机加机顶盒(Set-Top Box，简称STB)为主要终端，提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。

目前的IPTV系统组网模型比较简单，主要是由业务管理控制和业务配送两个部分构成。前者包括业务支付系统、后台营帐系统和数字版权系统，主要是对后者进行管理和控制。后者包括视频源系统、视频服务网络、宽带接入网络和用户端设备，主要功能为进行视频处理、存储、分发、传输和播放等。业务实现中用户和业务提供方是基于客户端和服务器模型机制的。

除了可以共用作为承载的宽带接入网络，IPTV的结构基本上与下一代通信网络无关。为支持IPTV业务，运营商往往需要重新构建一张IPTV业务网络。而且，因为重新构建网络，IPTV业务很难与下一代网络所支持的各种通信和多媒体业务相融合，因而无法实现组合业务。随着电信运营商向全业务运营商和服务提供商方向发展，迫切需要能在一个通信网络上提供包括IPTV在内的多种业务的技术，以实现共享网络资源、统一运营管理、降低运营成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在下一代通信网络中实现IPTV业务的设备、系统和方法，使得运营商无需对现有大量的IPTV终端进行修改和升级，就能在基于IMS的电信融合网络中提供IPTV业务，同时提供统一的用户管理和QoS保证，并支持与下一代网络其他业务的融合。

为解决上述技术问题，本发明首先提供一种超文本传输呼叫会话控制功能设备，用于将IPTV终端接入下一代通信核心网，该设备包括：

Web服务模块，通过支持Http协议和Web服务器功能，用于与所述IPTV终端进行通信，接收并识别IPTV终端发送的请求，向IPTV终端反馈应答并下发电子节目指引EPG页面；

SIP协议模块，通过支持会话初始协议SIP，用于从基于SIP的核心网网络中接收或向核心网网络发送SIP消息；

EPG功能模块，用于采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并提供EPG模板；

业务功能模块，用于将从所述Web服务模块接收的用户请求转换为SIP消息，通过SIP协议模块与核心网网元通信，或将从所述核心网接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式，通过Web服务模块反馈给IPTV终端；并且从所述EPG模块获取EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，通过Web服务模块下发给IPTV终端。

其中，所述Web服务模块，对于接收到的由IPTV终端发出的登陆请求，向所述终端返回登陆页面，并接收终端用户在登陆页面提交的账号和口令信息，并在收到核心网反馈的注册认证应答后，将该应答反馈给所述终端。

其中，所述EPG功能模块，进一步用于根据注册认证结果向所述终端发送更新的EPG信息。

其中，所述Web服务模块，对于接收到的终端发出的视频点播请求，在收到核心网反馈的点播确认应答后，将节目源信息通知所述IPTV终端。

本发明进而提供一种将IPTV终端接入下一代通信网络的方法，用于将IPTV终端接入下一代通信核心网，包括如下步骤：

接收并识别所述IPTV终端发送的请求；

将所述接收到的终端请求转换为SIP消息，发送至核心网网元；

从所述核心网网元接收SIP消息；

将所述接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式后，反馈给所述IPTV终端。

其中，所述方法进一步包括：

采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，下发给IPTV终端。

本发明还提供一种基于下一代通信网络的实现IPTV业务的系统，包括具有I/S-CSCF功能实体的下一代通信核心网，还包括：

IPTV终端；

超文本传输呼叫会话控制功能设备，与所述核心网网元I/S-CSCF相连，包括：

Web服务模块，通过支持Http协议和Web服务器功能，用于与所述IPTV终端进行通信，接收并识别IPTV终端发送的请求，向IPTV终端反馈应答并下发电子节目指引EPG页面；

SIP协议模块，通过支持会话初始协议SIP，用于从基于SIP的核心网网络中接收或向核心网网络发送SIP消息；

EPG功能模块，用于采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并提供EPG模板；

业务功能模块，用于将从所述Web服务模块接收的用户请求转换为SIP消息，通过SIP协议模块与核心网网元通信，或将从所述核心网接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式，通过Web服务模块反馈给IPTV终端；并且从所述EPG模块获取EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，通过Web服务模块下发给IPTV终端。

本发明对于布置了基于IMS通信网络的运营商，采用该方案可以简单地提供IPTV业务，同时可以快速地支持IPTV与其他通信业务的融合。

附图说明

图1是根据本发明实施例的超文本传输呼叫会话控制功能设备接入基于IMS的下一代网络的系统示意图；

图2是根据本发明实施例提供的超文本传输呼叫会话控制功能设备的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的IPTV业务用户通过超文本传输会话控制功能设备完成用户认证的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的IPTV业务用户通过超文本传输会话控制功能设备完成视频点播的流程示意图。

具体实施方式

本发明所述下一代网络是指基于IMS结构的下一代通信网络，或提供IP多媒体子系统功能的移动通信网络。

如图1所示，本发明所述的超文本传输呼叫会话控制功能设备接入基于IMS的下一代网络的系统实施例示意图，接入IPTV业务终端的系统主要包括如下功能单元：

呼叫会话控制功能单元CSCF，处理与会话控制相关的功能以及会话消息的路由，可以细分为查询类I-类和服务类S-类，通称为I/S-CSCF。

代理-呼叫会话控制功能单元P-CSCF，是IMS网络用户在业务控制层的第一个接触单元，接收用户基于会话控制的业务请求。P-CSCF和I/S-CSCF之间的接口为Mw接口。

业务用户清单功能单元和用户认证鉴权功能单元SUP-FE/SAA-FE，用于支持和提供用户的认证、鉴权、业务签约信息等数据。所述功能单元在某些下一代网络技术中也称为SLE-FE、HLR或HSS等。

媒体资源功能控制器和媒体资源处理功能单元MRFC/MRP-FE，为网络和用户提供语音、会议、通知等多媒体资源。在IPTV业务应用中，用于存放音频和视频流数据，完成IPTV内容分发和传递功能。在某些技术说明中，称这样的功能单元为DDN、CDN等。

出逃网关控制功能单元BGCF，用以选择IMS到公共交换电话网(PublicSwitched Telephone Network，简称PSTN)的媒体网关控制器单元。

媒体网关控制器和中继媒体网关功能单元MGCF/TMG-FE，用于实现IMS系统和PSTN网络的互通。

信令网关功能单元SG-FE，用于实现和PSTN网络传统信令的互通。

互通边界网关控制单元和互通边界网关功能单元IBC-FE/IBG-FE，用于实现和其他下一代通信网络互通。

网络附着控制功能和资源与接入控制功能NACF/RACF，是传送控制层的主要功能集合，提供IP地址分配、位置管理、接入层鉴权和资源预留、QoS管理等功能。

下一代通信网络的用户终端UE，一般认为是基于SIP和会话控制的。

IPTV业务终端STB，可以是电视机顶盒，也可以是一般电脑终端。所述的STB是不基于SIP和会话控制功能的。

除管理层面功能和应用层面功能外，上述功能单元在图1中按传送层面和业务控制层面进行组织。

本发明系统的核心设备是超文本传输呼叫会话控制功能设备(H-CSCF)，用于实现IPTV业务终端接入下一代通信网络。设备对应的功能单元在系统中位于IPTV业务终端和I/S-CSCF功能网元之间。

H-CSCF支持P-CSCF和I/S-CSCF之间的Mw接口，能够发起和终止会话控制请求，为IPTV终端用户完成注册、认证、鉴权等功能。H-CSCF设备支持IPTV业务的EPG功能，能接收用户视频点播请求，并完成用户请求和基于会话控制的Mw接口消息的转换，通过基于IMS的下一代通信网络实现视频点播功能。

H-CSCF也可以支持P-CSCF和NACF以及RACF的Rs和e2接口，能和传输控制层交互进行QoS相关的管理。H-CSCF也可以支持与应用功能层的直接接口，旁路IPTV终端用户与认证鉴权或会话无关的业务。

H-CSCF一种简单的实现方式，是在现有的IPTV系统得EPG服务器上，移植P-CSCF和I/S-CSCF之间的Mw接口协议功能。EPG服务器已经支持EPG功能，支持现有各种IPTV终端接入，当实现Mw接口功能后就能实现和I/S-CSCF互通，完成将IPTV终端用户接入IMS核心网的功能。

H-CSCF的另一种实现方式，是在现有P-CSCF设备上支持IPTV终端接入能力。现有的IPTV终端一般不支持SIP协议，可以通过在P-CSCF上提供Http协议并支持EPG功能来实现H-CSCF功能。

如图2所示，为根据本发明实施例所述的H-CSCF结构示意图。超文本传输呼叫会话控制设备(H-CSCF)包括如下几个功能模块：

Web服务模块：支持Http协议和Web服务器功能，用于与所述IPTV终端进行通信，接收并识别IPTV终端发送的请求，向IPTV终端反馈应答并下发正确的EPG页面。

SIP协议模块：支持会话初始协议(SIP)，从基于SIP的IMS网络中接收或向IMS网络发送SIP消息。

EPG功能模块：包括信息采集和模板制作两个子功能模块。

信息采集模块完成内容节目清单的采集并将其转换成H-CSCF内部EPG信息。内容节目单可以从内容管理系统中获得，也可以是管理员的直接输入。

模板制作模块调用EPG模板，提供多级菜单的EPG编排模式；设置台标的显示方式，符合电视用户的观看习惯；按照用户类型、业务权限分配不同的EPG模板ID；并对EPG模板进行分类存储管理。

业务功能模块：包括业务管理功能、用户信息管理和IMS客户端三个子功能模块。

业务管理功能是业务功能模块的核心，从Web服务模块接收用户的请求，从信息采集模块获得内容信息，按照用户对应的模板制作并生成相应的EPG页面，并通过Web服务功能下发给用户。业务管理功能是IPTV终端和IMS网络(I/S-CSCF)的中介，执行用户注册、鉴权认证、视频点播等事件和消息的转换。

用户信息管理功能用于储存用户的帐号、类型、权限等信息。这些数据可以存放网络中其他数据库中，如存放在SUP-FE上。当数据存放在其他数据库时，可以被H-CSCF下载并存放在用户信息管理功能中。

IMS客户端功能负责与IMS网络的网元通信，接收这些网元的消息并将结果和事件通知业务管理功能模块。H-CSCF通过该功能模块支持Mw接口功能。

本发明的主要思路就是通过H-CSCF设备，将现有的IPTV终端接入到基于IMS的下一代电信网络中，进而通过电信网络向用户提供包括IPTV业务、传统电信业务以及互相融合的新业务。H-CSCF和IMS核心网I/S-CSCF网元间Mw接口实现，是本发明的重点。H-CSCF进行的与终端用户间接口消息和Mw接口消息的转换功能，以及支持IPTV业务的电子节目指引(EPG)功能，是H-CSCF设备的主要功能。

图1中包括大量的IMS电信网络的设备实体，但根据本发明，是不对这些设备进行功能改动的。例如，MGCF、TMG-FE、BGCF以及传送网络中的NACF、RACF等实体，在本发明中不涉及功能改动。

另外，所谓不涉及功能改动，应理解为实体的功能不需修改，如软硬件功能不需修改等，但不表示数据配置等不需要变化。例如，为支持IPTV业务的认证，应将原IPTV系统中自己建立的用户帐号和密码、权限管理、业务登记的相关数据，放置在IMS的SUP-FE上，这种相关数据的安置是增加配置的问题，或者仅仅是简单的修改。结合本发明的目的，这对于本领域技术人员来说是容易实现的。

下面，以两个具体的流程对本发明进行进一步的说明。

如图3所示，为本发明所述的IPTV业务用户通过超文本传输会话控制功能设备完成用户认证实施例的流程示意图。

301)IPTV终端用户首先向H-CSCF发出登陆请求。H-CSCF是提供IPTV业务的门户，其地址对用户终端是可以获得的。

302)H-CSCF向用户返回登陆页面。该页面一般是IPTV业务的门户页面，包含有使用IPTV业务的基本信息，而更多的信息以及使用IPTV业务需要对用户进行认证和鉴权。

303)IPTV用户在登陆页面上提交帐号和口令，向H-CSCF提交业务身份和业务认证请求。

304)H-CSCF接收该用户请求，在设备内部转换成SIP消息，并将该消息发送到IMS核心网的I/S-CSCF网元。

305)I/S-CSCF接收来自H-CSCF的关于IPTV终端用户的注册认证请求，通过和SUP-FE的交互，确认IPTV终端用户身份以及与业务相关的信息。业务相关信息可以包括用户签约的业务类别、业务权限、计费方式等。该过程也可以包括I/S-CSCF向SUP-FE登记用户位置信息等操作。

306)I/S-CSCF将用户注册认证通过的信息通过SIP消息通知H-CSCF。

307)H-CSCF向终端用户返回认证成功以及必要的临时身份和授权信息，同时根据注册认证的结果向用户终端提供更多的IPTV业务信息，如更新的EPG清单。

308)IPTV终端接收认证成功确认完成鉴权过程，更新EPG信息，可以进一步使用IPTV或其他业务。

如图4所示，IPTV终端用户通过H-CSCF完成视频点播的流程如下：

401)IPTV终端用户通过已从H-CSCF获得的IPTV业务信息中，选择期望订阅的节目，向H-CSCF发送视频点播请求。

402)H-CSCF接收用户点播请求，在设备内部转换成SIP消息，并将该消息发送到IMS核心网的I/S-CSCF网元。

403)I/S-CSCF接收H-CSCF的要求点播视频的SIP会话发起(Invite)消息，先向H-CSCF回送表示正在处理的SIP消息，继续处理该点播请求。

404)I/S-CSCF向IPTV应用服务器(IPTV AS)发送SIP消息，为用户处理点播请求。

405)IPTV AS接收I/S-CSCF的会话发起请求，响应SIP正在处理的消息，进入确定节目源信息的处理过程。

406)IPTV AS通过内部机制，或者通过和内容分发与传送的MRFC/MRP-FE等交互，确定用户所点播节目的资源信息。该资源信息包括用户可以访问的MRP-FE的传输地址以及节目内容编码格式等相关信息。

407)IPTV AS将确定的节目源信息通过SIP的200消息通知给I/S-CSCF。

408)I/S-CSCF接收IPTV AS的200消息，向H-CSCF通知用户所点播的节目源信息。

409)H-CSCF接收I/S-CSCF的200消息，向用户确认点播成功，并将节目源信息通知用户终端，完成视频点播的信令控制流程。

410)IPTV用户终端通过H-CSCF所通知的节目源信息，向内容分发和传送网络发出视频连接请求。

411)内容分发和传送网络对用户视频连接请求应答，视频连接建立。用户可以观看点播的节目。

Claims (13)

1.一种超文本传输呼叫会话控制功能设备，用于将IPTV终端接入下一代通信核心网，其特征在于，包括：

Web服务模块，通过支持Http协议和Web服务器功能，用于与所述IPTV终端进行通信，接收并识别IPTV终端发送的请求，向IPTV终端反馈应答并下发电子节目指引EPG页面；

SIP协议模块，通过支持会话初始协议SIP，用于从基于SIP的核心网网络中接收或向核心网网络发送SIP消息；

EPG功能模块，用于采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并提供EPG模板；

业务功能模块，用于将从所述Web服务模块接收的用户请求转换为SIP消息，通过SIP协议模块与核心网网元通信，或将从所述核心网接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式，通过Web服务模块反馈给IPTV终端；并且从所述EPG模块获取EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，通过Web服务模块下发给IPTV终端。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述EPG功能模块包括：

信息采集模块，用于完成内容节目清单的采集并将其转换为内部的EPG信息；

模板制作模块，用于提供多级菜单的EPG编排模式，按照用户类型、业务权限分配不同的EPG模板，并对EPG模板进行分类存储管理。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述业务功能模块包括：

用户信息管理模块，用于下载或存放用户信息；

业务管理功能模块，用于与所述Web服务模块通信，执行用户请求的事件和消息的转换，从EPG功能模块获得节目信息，按照用户对应的模板制作并生成相应的EPG页面，并通过Web服务模块下发给用户；

核心网客户端模块，用于通过SIP协议模块与核心网网元通信，接收这些网元的消息并将结果和事件通知所述业务管理功能模块。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述Web服务模块，对于接收到的由IPTV终端发出的登陆请求，向所述终端返回登陆页面，并接收终端用户在登陆页面提交的账号和口令信息，并在收到核心网反馈的注册认证应答后，将该应答反馈给所述终端。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述EPG功能模块，进一步用于根据注册认证结果向所述终端发送更新的EPG信息。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述Web服务模块，对于接收到的终端发出的视频点播请求，在收到核心网反馈的点播确认应答后，将节目源信息通知所述IPTV终端。

7.一种将IPTV终端接入下一代通信网络的方法，用于将IPTV终端接入下一代通信核心网，其特征在于，包括如下步骤：

接收并识别所述IPTV终端发送的请求；

将所述接收到的终端请求转换为SIP消息，发送至核心网网元；

从所述核心网网元接收SIP消息；

将所述接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式后，反馈给所述IPTV终端。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：

采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，下发给IPTV终端。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收并识别所述IPTV终端发送的请求的步骤，包括：对于接收到的终端发出的登陆请求，返回所述终端登陆页面，并接收终端用户在登陆页面提交的账号和口令信息；所述反馈给所述IPTV终端的步骤，包括：在收到核心网反馈的注册认证应答后，将该应答反馈给所述终端。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收并识别所述IPTV终端发送的请求的步骤，包括：接收终端发出的视频点播请求；所述反馈给所述IPTV终端的步骤，包括：在收到核心网反馈的点播确认应答后，将节目源信息通知所述IPTV终端。

11.一种基于下一代通信网络的实现IPTV业务的系统，包括具有I/S-CSCF功能实体的下一代通信核心网，其特征在于，还包括：

IPTV终端；

超文本传输呼叫会话控制功能设备，位于所述IPTV终端与所述I/S-CSCF网元之间，包括：

Web服务模块，通过支持Http协议和Web服务器功能，用于与所述IPTV终端进行通信，接收并识别IPTV终端发送的请求，向IPTV终端反馈应答并下发电子节目指引EPG页面；

SIP协议模块，通过支持会话初始协议SIP，用于从基于SIP的核心网网络中接收或向核心网网络发送SIP消息；

EPG功能模块，用于采集内容节目清单并将其转化成内部电子节目指引EPG信息，并提供EPG模板；

业务功能模块，用于将从所述Web服务模块接收的用户请求转换为SIP消息，通过SIP协议模块与核心网网元通信，或将从所述核心网接收到的SIP消息转换为所述IPTV终端支持的消息格式，通过Web服务模块反馈给IPTV终端；并且从所述EPG模块获取EPG信息，并根据EPG模板生成相应的EPG页面，通过Web服务模块下发给IPTV终端。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述EPG功能模块包括：

信息采集模块，用于完成内容节目清单的采集并将其转换为内部的EPG信息；

模板制作模块，用于提供多级菜单的EPG编排模式，按照用户类型、业务权限分配不同的EPG模板，并对EPG模板进行分类存储管理。

13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述业务功能模块包括：

用户信息管理模块，用于下载或存放用户信息；

业务管理功能模块，用于与所述Web服务模块通信，执行用户请求的事件和消息的转换，从EPG功能模块获得节目信息，按照用户对应的模板制作并生成相应的EPG页面，并通过Web服务模块下发给用户；

核心网客户端模块，用于通过SIP协议模块与核心网网元通信，接收这些网元的消息并将结果和事件通知所述业务管理功能模块。

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