CN101583049B - 一种单播频道码流中断检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单播频道码流断检测装置及方法，其中，该方法包括下列步骤：步骤A：节点单板上的媒体转发检测单元MDU转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流确定频道码流是否断，在频道码流断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流断告警消息上报给CPU控制模块；步骤B：CPU控制模块根据所述码流断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源。本发明能够解决IPTV网络中单播频道码流断的问题。
Description
技术领域
本发明涉及IPTV多媒体领域，特别涉及一种单播频道码流中断检测装置及方法。
背景技术
交互式网络电视(IPTV)是一种全新交互式媒体视频方式，它是基于IP网络而发展起来，它带给用户全新的视频体验，完全颠覆了传统的电视观赏模式，它将主动权全部交给用户，用户可以根据喜好来欣赏媒体资源。
目前在IPTV系统组网中，主要有三种方式，分别为全网组播、全网单播、单播加组播三种方式；在各种组网中，主要由中心节点、区域中心节点、边缘节点、组播交换机、承载网络、机顶盒等设备组成；在不同的组网方式中，频道(CHANNEL)码流流向有各自的特点。其中，在全网单播方式中，中心节点与区域中心节点、区域中心节点与边缘节点、边缘节点与机顶盒为单播的组网方式；在单播加组播方式中，中心节点与区域中心节点之间、区域中心节点与边缘节点之间为单播组网方式。而在单播组网方式中，当中心节点与边缘节点间连接交换机或者节点码流异常情况下，会造成中心节点与边缘节点或者边缘节点与用户间之间存在码流中断的情况，一旦中心节点码流中断或边缘节点码流中断，将会造成网络中大量用户出现黑屏，给用户体验节目带来不愉快的感觉，对运营商来说损失的是用户的信心。另外，在发生码流中断的故障时，需要其它设备来检测网络中的码流情况，因此，会出现运营商成本增加、结构组网复杂、浪费资源的问题，给用户和运营商都带来一定的损失。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种单播频道码流中断检测方法，能够解决IPTV网络中单播频道码流中断的问题。
本发明的另一目的在于，提供一种单播频道码流中断检测装置，能够解决IPTV网络中单播频道码流中断的问题。
本发明的单播频道码流中断检测方法，包括下列步骤：
步骤A：节点单板上的媒体转发检测单元MDU转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；
步骤B：CPU控制模块根据所述码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源。
其中，所述MDU的频道码流状态包括：频道初次建立还没有扫描状态INIT、频道码流中断状态DOWN，以及频道码流正常状态UP。
进一步地，在所述步骤A中，MDU检测到当前频道码流状态为DOWN且上次频道码流状态为UP或INIT时，分别进行状态迁移UP-＞DOWN或INIT-＞DOWN，并向CPU控制模块的频道进程上报频道码流中断告警。
其中，在所述步骤B中，所述CPU控制模块的频道码流状态包括：频道工作状态WORKING、频道码流中断状态BREAKING，以及频道码流恢复状态RESTORING；所述CPU控制模块频道码流状态迁移包括：WORKING-＞BREAKING：由频道工作状态迁移到频道码流中断状态；BREAKING-＞WORKING：由频道码流中断状态迁移到频道工作状态；WORKING-＞RESTORING：由频道工作状态迁移到频道码流恢复状态；RESTORING-＞WORKING：由频道码流恢复状态迁移频道工作状态。
其中，在所述步骤A中，进一步包括下列步骤：所述MDU定时检查其上的频道数据区是否有频道创建，在有频道创建后，定时检查其入向频道媒体通道是否接收到媒体码流，并定时更新共享内存区的频道数据区频道码流标志位。
另外，在所述步骤A中，所述MDU检测所述媒体报文与节点单板上设置的频道码流转发表是否匹配，在匹配时置当前频道码流标志位正常。
另外，在频道码流恢复后，进一步包括下列步骤：所述MDU向CPU控制模块上报频道码流状态恢复消息；所述CPU控制模块根据所述频道码流状态恢复消息，关闭频道默认节目或者直播源，然后切换到原频道直播源，并将消息上报给运营商。
其中，在所述步骤B中，所述CPU控制模块在切换到原频道直播源切换成功后，向MDU分发频道码流，以提供给用户。
本发明的单播频道码流中断检测装置，在节点单板上包括媒体转发检测单元MDU、CPU控制模块，以及内部媒体消息交互单元MSU，其中，所述媒体转发检测单元MDU，用于转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；所述CPU控制模块，用于根据所述码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源。
其中，所述MDU的频道码流状态包括：频道初次建立还没有扫描状态INIT、频道码流中断状态DOWN，以及频道码流正常状态UP，所述MDU检测到当前频道码流状态为DOWN且上次频道码流状态为UP或INIT时，分别进行状态迁移UP-＞DOWN或INIT-＞DOWN，并向CPU控制模块的频道进程上报频道码流中断告警。
本发明的有益效果是：依照本发明的单播频道码流中断检测装置及方法，能够解决IPTV网络中单播频道码流中断问题，不需要运营商新增码流中断检测设备，降低运营商成本；能够使运营商时时掌握网络中频道码流情况。
附图说明
图1为本发明实施例的单播频道码流中断检测装置的结构示意图；
图2为媒体转发检测单元MDU码流中断检测状态迁移图；
图3为媒体转发检测单元MDU码流中断检测流程图；
图4为CPU控制模块频道进程状态迁移图；
图5为CPU控制模块频道进程码流中断流程图；
图6为CPU控制模块频道进程码流恢复流程图。
具体实施方式
以下，参考附图1～6详细描述本发明的单播频道码流中断检测装置及方法。
本发明的核心思想是：通过节点上的媒体转发检测单元MDU时时监控IPTV网络中码流状况，并将异常情况上报给CPU控制模块，CPU控制模块的频道进程收到媒体转发检测单元上报的通知消息后，如果通知消息为频道码流中断，则CPU控制模块频道进程将该频道码流状态迁移(见图4)，并且将频道码流切换到创建频道时设定的码流源，其中，该码流源可以是本地点播(Video on Demand，VOD)文件，也可以是其余频道直播源；与此同时，媒体转发检测单元MDU将码流中断的告警信息上报给运营商控制中心，由工程人员处理该故障；如果频道码流恢复，媒体转发检测单元MDU将及时通知CPU控制模块频道进程关闭VOD节目或者其它直播源，而后切换原频道直播源，并自动上报频道码流恢复消息给运营商控制中心，使得运营商能够时时监控网络中码流状况。
本发明的单播频道码流中断检测装置，在节点单板上包括媒体转发检测单元MDU、CPU控制模块，以及内部媒体消息交互单元MSU。其中，媒体转发检测单元MDU，用于转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流，确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；CPU控制模块，用于根据码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源，在切换频道直播源切换成功后，向MDU分发频道码流，以提供给用户。
如图1所示，为本发明的实施例的单播频道码流中断检测装置的结构示意图，其中，MDU，通过定时扫描节点单板频道码流标志位，将当前标志位与前次标志位进行比较，以确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；CPU控制模块，用于根据码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源，在切换频道直播源切换成功后，向MDU分发频道码流，以提供给用户。MSTU，用于将运营商发布的直播源节目保存到节点单板中，以供用户点播时使用该节目。
其中，MDU，用于定时检查其上的频道数据区，在查询到有频道创建后，定时检查该频道是否接收到媒体码流，并定时更新共享内存区的频道数据区频道码流标志位；
MDU定时查询该标志位，并与前次标志位状态进行比较，根据比较结果迁移MDU控制子卡上频道码流状态。例如：上一次状态为UP状态，本次检测到频道码流状态为DOWN状态，则状态迁移为UP-＞DOWN，并且MDU向CPU控制模块的频道进程上报频道码流中断告警，如图2所示，为媒体转发检测单元MDU上码流状态迁移图。其中，频道码流状态有三种状态：INIT、DOWN、UP。
其中，INIT表示频道初次建立还没有扫描；DOWN表示频道码流中断；UP表示频道码流正常。
对于UP-＞INIT和DOWN-＞INIT状态迁移是不可能出现的，这里将归为UNCHANGE类；对不同的状态迁移处理逻辑如表1所示：
表1
| 状态迁移 | INIT-＞DOWN | UP-＞DOWN | DOWN-＞UP | INIT-＞UP | OTHER |
| 告警处理 | 码流中断 | 码流中断 | 码流恢复 | 码流恢复 | 不处理 |
对于INIT-＞UP的情况，不上报告警，只上报频道码流恢复，但是在CPU控制模块频道进程在第一次建立时默认频道码流为正常，所以不会产生逻辑处理上的错误。
在码流中断时，MDU通过内部媒体消息交互单元MSU向CPU控制模块的频道进程上报码流中断告警消息。
媒体存储单元MSTU，用于将运营商发布的直播源节目保存到节点单板中，以供用户点播时使用该节目。
CPU控制模块，用于根据频道进程收到的MDU上报的码流中断告警消息进行频道码流状态迁移，切换频道直播源，并在频道直播源切换成功时，向MDU分发频道码流，以提供给用户。
另外，MDU可以在频道码流恢复后，通过MSU向CPU控制模块上报频道码流状态恢复消息，CPU控制模块根据频道进程收到的该频道码流状态恢复消息，关闭频道默认节目或者直播源，而后切换到原频道直播源，并将消息上报给运营商。其中，原频道直播源为，MDU上的频道数据区开始有频道创建后，该频道上接收到的媒体码流。
与此同时，MDU控制子卡子单元可以通知CPU控制模块将频道码流状态变化的告警传送给运营商控制中心，使得运营商能够及时了解该信息。
图3为MDU检测频道码流状态进程和告警消息上报进程流程图，具体包括下列步骤：
步骤301：MDU中的码流检测子卡(XSCALE子卡)检测到媒体报文，并将该媒体报文上报给微引擎进程(Micro Engine，ME)；
步骤302：ME进程接收该媒体报文后，查询频道码流转发表，判断该媒体报文中的MAC地址、IP地址和端口号(PORT)与频道码流转发表是否匹配，如果是，则置频道码流正常标志位(例如置标志位为1)，并将该标志位写入内存数据区；否则，返回步骤301；
步骤303：当MDU上的控制子卡用户业务代理进程(User Service Agent，USA)定时扫描时间到时，USA进程读取内存标志位，并判断该标志位与前次标志位比较是否发生变化，如果是，则执行步骤304；否则，清除码流状态标志位；
步骤304：MDU的USA进程根据当前频道码流状态，判断是否需要向CPU处理模块频道进程上报告警消息，以及是否需要向运营商控制中心上报告警消息。
其中，在步骤304中，可以进一步包括下列步骤：设置USA扫描定时器，以供USA进程定时监控频道码流状态。
图4为CPU控制模块频道进程状态迁移图。其中，频道码流状态有3种状态：WORKING、BREAKING、RESTORING状态。
其中，WORKING表示频道正常工作状态；BREAKING表示频道码流中断状态；RESTORING表示频道码流恢复状态。
CPU控制模块频道进程码流异常主要有下面几种状态迁移：
WORKING-＞BREAKING：由频道工作状态迁移到频道码流中断状态；
BREAKING-＞WORKING：由频道码流中断状态迁移到频道工作状态；
WORKING-＞RESTORING：由频道工作状态迁移到频道码流恢复状态；
RESTORING-＞WORKING：由频道码流恢复状态迁移频道工作状态。
CPU控制模块的频道进程收到USA进程上报的告警消息后，如果为频道码流中断消息，则CPU控制模块频道进程迁移频道的状态到码流中断(BREAKING)状态；如果为频道码流恢复状态消息，则CPU控制模块频道进程进行码流恢复。
图5为CPU控制模块频道进程处理频道码流中断流程图，具体处理步骤如下：
步骤501：MDU的UEA进程根据当前码流状态，判断是否需要向CPU控制模块频道进程上报告警消息，以及是否需要向运营商控制中心上报告警消息；
步骤502：MDU重新设置UEA扫描定时器，以供UEA进程定时监控频道码流状态；
步骤503：CPU控制模块的频道进程，收到UEA进程上报的告警消息为频道码流中断消息，然后迁移频道的状态到码流中断(BREAKING)状态，并进入步骤504；
步骤504：CPU控制模块的频道进程通过频道号找到频道数据区，根据预先设置判断该频道码流中断时切换到默认的VOD文件还是其它频道直播源，如果为默认的VOD文件，则执行步骤505；如果是其它频道直播源，则执行步骤510；
步骤505：CPU控制模块的频道进程通知MDU关闭入向频道媒体通道；
步骤506：MDU收到该关闭消息后，执行关闭入向频道媒体通道操作，并向CPU控制模块的频道进程返回结果消息；
步骤507：CPU控制模块的频道进程收到该返回结果消息后，通知MSTU上的流媒体(SS)进程向MDU的出向频道媒体通道发送媒体包；
步骤508：MSTU上的流媒体进程收到该消息后，打开频道设定的默认VOD节目，给CPU控制模块的频道进程上报操作结果消息；
步骤509：CPU控制模块的频道进程收到结果消息后，修改MDU子卡上出向频道的源IP和端口(PORT)号，通知MDU的出向频道媒体通道接收SS发送的码流；到此频道码流中断切换到VOD节目结束；
步骤510：CPU控制模块的频道进程通知MDU的控制子卡关闭入向频道媒体通道；
步骤511：MDU的控制子卡关闭入向频道媒体通道后，向CPU控制模块的频道进程发送结果消息；
步骤512：CPU的频道进程收到该消息后，释放频道占用的MDU的入向频道媒体通道；向数据库申请一个切换到直播源子卡上的频道媒体通道资源；
步骤513：数据库释放资源成功，数据库给频道申请资源应答消息；
步骤514：CPU控制模块频道进程通知MDU到新申请的频道媒体通道上接收直播源码流；
步骤515：MDU收到切换频道码流源消息后，将新的码流源向频道码流中断入向发送；MDU给CPU控制模块的频道进程发送结果消息；
步骤516：CPU控制模块的频道进程接收到该消息后，迁移频道码流状态为WORKING状态。
图6为CPU控制模块频道进程处理码流恢复流程图，处理步骤如下：
步骤601：MDU的USA进程根据当前码流状态，判断是否需要向CPU控制模块频道进程上报告警消息；是否需要向运营中心控制机房上报告警消息；
步骤602：重新设置USA扫描定时器，以供USA进程定时监控频道码流状态；
步骤603：CPU控制模块的频道进程，收到USA进程上报的告警消息为频道码流恢复(RESTORING)状态，然后进入步骤604；
步骤604：如果频道预先设定的切换源为VOD节目，则CPU控制模块频道进程通知MSTU关闭频道码流发送，进入步骤605；如果频道预先设定的切换源为直播源，进入步骤610；
步骤605：MSTU上的SS进程收到该消息后，关闭VOD直播源，给CPU控制模块的频道进程发送结果消息；
步骤606：CPU控制模块的频道进程收到该消息后，频道进程通知MDU打开入向频道媒体通道，并发送码流给出向频道媒体通道；
步骤607：MDU的控制子卡收到消息后，操作入向频道媒体通道向出向频道媒体通道发送码流，并将操作结果发送给CPU控制模块的频道进程；
步骤608：CPU控制模块的频道收到该消息后，迁移频道码流状态为WORKING状态；
步骤609：如果切换源为其它频道的直播源，则CPU控制模块的频道进程通知MDU关闭入向码流发送端口，停止向出向频道媒体通道发送码流；
步骤610：MDU控制子卡收到关闭消息后，控制入向频道媒体通道停止向出向频道媒体通道发送码流，并上报操作结果给CPU控制模块的频道进程；
步骤611：CPU控制模块频道进程收到结果消息后，释放MDU的媒体通道资源，向数据库(DBS)重新申请入向频道媒体通道资源；
步骤612：数据库(DBS)申请资源应答结果消息给频道进程；
步骤613：CPU控制模块频道进程收到应答消息后，通知MDU向该资源端口上发送码流；
步骤614：MDU控制单元收到该消息后，操作该端口，复制一份收到的频道码流，向端口上发送码流到出向频道；并上报操作结果；
步骤615：CPU控制模块的频道收到该结果消息后，迁移频道码流状态机为WORKING状态。
综上所述，依照本发明的单播频道码流中断检测装置及方法，能够解决IPTV网络中单播频道码流中断问题，不需要运营商新增码流中断检测设备，降低运营商成本；能够使运营商时时掌握网络中频道码流情况。
以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种单播频道码流中断检测方法，包括下列步骤：
步骤A：节点单板上的媒体转发检测单元MDU转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；
步骤B：CPU控制模块根据所述码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源。
2.如权利要求1所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，所述MDU的频道码流状态包括：频道初次建立还没有扫描状态INIT、频道码流中断状态DOWN，以及频道码流正常状态UP。
3.如权利要求2所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在所述步骤A中，MDU检测到当前频道码流状态为DOWN且上次频道码流状态为UP或INIT时，分别进行状态迁移UP-＞DOWN或INIT-＞DOWN，并向CPU控制模块的频道进程上报频道码流中断告警。
4.如权利要1所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述CPU控制模块的频道码流状态包括：频道工作状态WORKING、频道码流中断状态BREAKING，以及频道码流恢复状态RESTORING；所述CPU控制模块频道码流状态迁移包括：
WORKING-＞BREAKING：由频道工作状态迁移到频道码流中断状态；
BREAKING-＞WORKING：由频道码流中断状态迁移到频道工作状态；
WORKING-＞RESTORING：由频道工作状态迁移到频道码流恢复状态；
RESTORING-＞WORKING：由频道码流恢复状态迁移频道工作状态。
5.如权利要求1至4中任一项所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在所述步骤A中，进一步包括下列步骤：
所述MDU定时检查其上的频道数据区是否有频道创建，在有频道创建后，定时检查其入向频道媒体通道是否接收到媒体码流，并定时更新共享内存区的频道数据区频道码流标志位。
6.如权利要求1至4中任一项所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述MDU检测所述媒体报文与节点单板上设置的频道码流转发表是否匹配，在匹配时置当前频道码流标志位正常。
7.如权利要求5所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在频道码流恢复后，进一步包括下列步骤：
所述MDU向CPU控制模块上报频道码流状态恢复消息；所述CPU控制模块根据所述频道码流状态恢复的消息，关闭频道默认节目或者直播源，然后切换到原频道直播源，并将消息上报给运营商。
8.如权利要求7所述的单播频道码流中断检测方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述CPU控制模块在切换到原频道直播源切换成功后，向MDU分发频道码流，以提供给用户。
9.一种单播频道码流中断检测装置，在节点单板上包括媒体转发检测单元MDU、CPU控制模块，以及内部媒体消息交互单元MSU，其中，
所述媒体转发检测单元MDU，用于转发媒体报文并定时扫描节点单板频道码流确定频道码流是否断，在频道码流中断时，通过内部媒体消息交互单元MSU将码流中断告警消息上报给CPU控制模块；
所述CPU控制模块，用于根据所述码流中断告警消息进行相应的频道码流状态迁移，切换频道直播源。
10.如权利要求9所述的单播频道码流中断检测装置，其特征在于，所述MDU的频道码流状态包括：频道初次建立还没有扫描状态INIT、频道码流中断状态DOWN，以及频道码流正常状态UP，所述MDU检测到当前频道码流状态为DOWN且上次频道码流状态为UP或INIT时，分别进行状态迁移UP-＞DOWN或INIT-＞DOWN，并向CPU控制模块的频道进程上报频道码流中断告警。
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