專利名稱：一種有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有線通信領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種有線電枧網(wǎng)絡(luò) 互動業(yè)務(wù)的管理方法。
背景技術(shù)：
下發(fā)，只為網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的用戶提供單向廣播式的服務(wù)。HFC網(wǎng)絡(luò)具有頻帶寬、 容量大、成本低、抗千擾能力強(qiáng)、支持多種業(yè)務(wù)、連接千家萬戶的優(yōu)勢， 為數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展與數(shù)字電視 技術(shù)和IP技術(shù)的逐步融合，為用戶提供互動性更強(qiáng)的雙向交互視頻業(yè)務(wù)將 成為有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。雙向交互是指諸如機(jī)頂盒的用戶終端設(shè)備 和視頻服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互，用戶終端不再被動等待視頻服務(wù)器播放的 電視節(jié)目，而通過自身的回傳信道向服務(wù)器要求并選擇電視節(jié)目。
傳統(tǒng)的國內(nèi)家庭的數(shù)字電視，所有用戶在全部帶寬上共同的被動觀看 相同的電視節(jié)目，HFC網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源無需動態(tài)管理。但是在雙向點(diǎn)播電視 業(yè)務(wù)中，每個(gè)用戶主動點(diǎn)播和控制的電視節(jié)目各不相同，都需要獨(dú)占一路 HFC網(wǎng)絡(luò)的物理信道，不同用戶之間使用的帶寬不能沖突，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)在有 限的總帶寬上為最大數(shù)目的用戶提供服務(wù)的目的。因此，在這個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng) 構(gòu)成中，必須使用一種會話和資源管理方法來對點(diǎn)播中使用的帶寬資源進(jìn) 行統(tǒng)一的動態(tài)管理；并在資源使用過程中對資源和會話狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和記 錄，做到充分、合理和有效?？梢哉f，在使用雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)作為信道
的點(diǎn)播系統(tǒng)中，會話和資源管理方法是極其重要的模塊管理方法。
會話和資源管理方法的兩個(gè)管理對象是"會話"和"資源"。會話是 指為了完成一次服務(wù)的實(shí)例而在用戶和服務(wù)器之間建立的聯(lián)系，用戶終端 設(shè)備(如機(jī)頂盒但不局限于機(jī)頂盒)為了訪問一個(gè)服務(wù)，向服務(wù)器發(fā)出會 話建立請求，與服務(wù)器建立一個(gè)會話，在服務(wù)結(jié)束后撤銷會話。用戶在實(shí)
現(xiàn)一個(gè)服務(wù)的實(shí)例時(shí)，需要得到資源，此處所指資源即為HFC網(wǎng)絡(luò)的帶寬， 媒體服務(wù)器在該會話得到的帶寬下發(fā)媒>^#:據(jù)，在服務(wù)完成后釋放資源。
不同的服務(wù)可以請求不同的資源，資源分配與會話是聯(lián)系在一起的。在整 個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，有一個(gè)唯一的^^標(biāo)識來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的^"，屬于一個(gè)服 務(wù)實(shí)例的所有資源都與該標(biāo)識聯(lián)系在一起。通過會話和資源管理方法對上
述對象進(jìn)行管理，使得有限的HFC網(wǎng)絡(luò)帶寬資源得到有效、充分利用，同時(shí)
用戶得到有質(zhì)量保證點(diǎn)播服務(wù)的目的。
現(xiàn)有技術(shù)中會話和資源管理方法的執(zhí)行流程主要包括兩部分l)對機(jī)
頂盒(STB)初始化，用于得到機(jī)頂盒所在的服務(wù)區(qū)域，以便于后續(xù)的會話建
立和資源分配；2)機(jī)頂盒點(diǎn)播過程中的資源分配和回收。
對STB的初始化，國內(nèi)外普遍利用電纜調(diào)制解調(diào)器(Cable modem, CM)
鑒別機(jī)制來得到STB服務(wù)區(qū)域的地址，該方法存在的缺點(diǎn)是要求HFC網(wǎng)絡(luò)
是CM接入，同時(shí)由于依賴于CM的鑒別機(jī)制，該機(jī)制的靈活性受到了限制；
現(xiàn)有技術(shù)中的邊緣正交調(diào)幅調(diào)制器(IPQAM)資源管理的有效性和穩(wěn)定性始
終沒有得到提高，另外由于IPQAM資源的使用者往往不是會話和資源管理
系統(tǒng)本身，存在一致性的維護(hù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)管理靈活性、有效性、
穩(wěn)定性差的缺陷，本發(fā)明提出了一種有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的管理方法。
一種有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的管理方法，包括以下步驟 步驟IO )、會話和資源管理(SRM)服務(wù)器下發(fā)特征流給用戶終端設(shè)備， 用戶終端設(shè)備收到所述特征流后，向SRM服務(wù)器申請注冊，SRM服務(wù)器完成 用戶終端設(shè)備的注冊；
步驟20 )、用戶終端設(shè)備向媒體服務(wù)器(MS )發(fā)送點(diǎn)播請求，MS根據(jù)所 述點(diǎn)播請求向SRM服務(wù)器申請資源，SRM服務(wù)器為用戶終端設(shè)備分配資源， 并設(shè)定資源狀態(tài)，回復(fù)MS, MS為用戶終端設(shè)備下發(fā)媒體內(nèi)容； 步驟30)、用戶終端設(shè)備點(diǎn)播完畢后，SRM服務(wù)器回收資源。 其中，所述SRM服務(wù)器具備經(jīng)由IP局域網(wǎng)與MS進(jìn)行雙向通訊、經(jīng)由 IP局域網(wǎng)與邊緣正交調(diào)幅調(diào)制器(IPQAM)進(jìn)行方向?yàn)镾RM服務(wù)器到IPQAM 的單向通訊的能力；MS的通訊能力與SRM服務(wù)器是對等的；用戶終端設(shè)備 具備與IPQAM進(jìn)行方向?yàn)镮PQAM到用戶終端設(shè)備的單向通訊、分別與SRM 服務(wù)器和MS進(jìn)行雙向通訊的能力。
其中，所述用戶終端設(shè)備是指任何能夠接收IPQAM內(nèi)容并下發(fā)此內(nèi)容 的設(shè)備。
其中，特征流包括節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識、SRM服務(wù)器的地址信息和MS的地址信 息，所述節(jié)點(diǎn)組是一個(gè)或者多個(gè)IPQAM的若干個(gè)共享同一頻域的輸出端口 (RF)的集合。
其中，步驟10 )還包括步驟SRM服務(wù)器不間斷地下發(fā)特征流給 IPQAM， IPQAM轉(zhuǎn)發(fā)給所管轄的用戶終端設(shè)備。
其中，步驟IO)還包括步驟用戶在任意時(shí)刻打開用戶終端設(shè)備，用 戶終端設(shè)備搜索、接收包含自身節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識的特征流，向SRM服務(wù)器發(fā)送 節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識和自身標(biāo)識信息，SRM服務(wù)器收到用戶終端設(shè)備的信息后，為用戶終端設(shè)備注冊，并將該用戶終端設(shè)備的狀態(tài)記錄為"已開機(jī)"。
其中，步驟20)還包括以下步驟
步驟210 ) 、 SRM服務(wù)器解析所述點(diǎn)播請求，得到用戶終端設(shè)備所需的 資源數(shù)目與其地址信息；
步驟220 )、 SRM服務(wù)器判斷用戶終端設(shè)備是否注冊，如果未注冊，則 拒絕請求，如果已注冊，查詢并判斷所述用戶終端設(shè)備當(dāng)前是否占用資 源，如果占用資源，則與MS通訊，回收占用資源；
步驟230 )、 SRM服務(wù)器查詢資源池，從系統(tǒng)的空閑資源中按照負(fù)載均 衡原則為用戶終端設(shè)備分配資源，同時(shí)將資源狀態(tài)記錄為"預(yù)分配"；
步驟240) 、 SRM服務(wù)器通知MS， MS經(jīng)由所述用戶終端設(shè)備所屬的IPQAM 分配的頻點(diǎn)下發(fā)媒體內(nèi)容，SRM服務(wù)器收到用戶終端設(shè)備成功播放媒體內(nèi)容 的確i^消息后，將該資源狀態(tài)記錄為？吏用中"。
其中，負(fù)載均衡原則包括:如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)IPQAM，則選擇負(fù) 載最小的IPQAM;在IPQAM內(nèi)部，選擇所述IPQAM的負(fù)載最小的輸出端口；在 輸出端口內(nèi)部，考慮輸出端口的頻點(diǎn)間負(fù)載均衡。
其中，步驟30)中SRM服務(wù)器回收資源步驟包括SRM服務(wù)器被動等待 MS的通知回收資源，SRM服務(wù)器收到MS的回收資源消息，將該資源狀態(tài)記 錄為"空閑"，將資源回收入資源池。
其中，步驟30)中SRM服務(wù)器回收資源步驟還包括SRM服務(wù)器每隔一 段較長的時(shí)間檢查狀態(tài)為"使用中，，資源的存活情況，每隔一段較短的時(shí) 間檢查狀態(tài)為"預(yù)分配"資源的存活情況，得到當(dāng)前存活的會話列表，將 所述列表發(fā)送給MS， MS確認(rèn)資源狀態(tài)，發(fā)送資源回收消息，SRM服務(wù)器接 收MS發(fā)送的資源回收消息，然后更新資源狀態(tài)，回收資源。
通過應(yīng)用本發(fā)明，使得系統(tǒng)帶寬資源利用率達(dá)到最大，且運(yùn)營所需最
大帶寬資源的數(shù)目不隨媒體內(nèi)容數(shù)目的增長而線性增長，所需成本達(dá)到最
?。惶岣吡讼到y(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展能力，并使得系統(tǒng)在異常情況下可以實(shí)現(xiàn) 自恢復(fù)。


圖l為雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的整體系統(tǒng)架構(gòu)圖2為SRM總體框架結(jié)構(gòu)圖3為節(jié)點(diǎn)組概念示意圖4為SRM對機(jī)頂盒的注冊流程圖5為SRM的資源分配流程圖6為SRM的資源分配策略示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可應(yīng)用于基于HFC網(wǎng)絡(luò)的、有動態(tài)帶寬管理需求的互動業(yè)務(wù)內(nèi)容 分發(fā)系統(tǒng)，本發(fā)明還可適用的互動業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括但不限于時(shí)移電視(TV0D )、 視頻點(diǎn)播(V0D)、網(wǎng)絡(luò)個(gè)人錄^綠(Network Personal Video Recorder, NPVR)、交換廣播(switched broadcast)、按需分布電視(on demand distribution of television programming, ODDTP)、數(shù)字點(diǎn)播電視月良務(wù) (swtiched digital video , SDV) 、 IP語音(Voice over IP, VoIP)等業(yè) 務(wù)系統(tǒng)。
圖l是一個(gè)雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的整體系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括SRM服 務(wù)器、MS、 IP網(wǎng)絡(luò)、IPQAM、 HFC網(wǎng)絡(luò)、STB等主要組件。
其中，MS和SRM服務(wù)器，還有IP網(wǎng)絡(luò)連接組成的局域網(wǎng)，形成系統(tǒng)的前 端部分；系統(tǒng)前端部分還包括一系列控制服務(wù)器下發(fā)用于終端設(shè)備接收并 顯示的媒體內(nèi)容的組件(圖中略去)，例如媒體內(nèi)^l:供系統(tǒng)(如電視節(jié) 目采集、處理、加密模塊)、運(yùn)營支撐模塊(如用戶計(jì)費(fèi)、授權(quán))等。IPQAM 的輸入端口通過IP網(wǎng)絡(luò)連接到SRNW艮務(wù)器和MS服務(wù)器，輸出端口連接到HFC 網(wǎng)絡(luò)，通過HFC網(wǎng)絡(luò)與用戶終端設(shè)備(如STB但不局限于STB)互聯(lián)；IPQAM 接收MS和S脂服務(wù)器發(fā)來的數(shù)據(jù)，將其變換為適合HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷?，?重要的是，IPQAM要對媒體流進(jìn)行調(diào)制、變頻等有線電視業(yè)務(wù)必需的處理， 然后輸出到HFC網(wǎng)絡(luò)。電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(cable modem terminal system , CMTS)也分別連接IP網(wǎng)絡(luò)和HFC網(wǎng)絡(luò)，與IPQAM不同的是，CMTS 是一個(gè)信息傳遞的雙向設(shè)備，可以將IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸給HFC網(wǎng)絡(luò)，也 可以將HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的^L據(jù)傳輸給IP網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)中可能有多臺IPQAM,每臺 IPQAM都連接了若千臺STB。 STB是一個(gè)數(shù)字終端設(shè)備，可以接收IPQAM下發(fā) 的內(nèi)容并呈現(xiàn)給用戶的電視機(jī)。本發(fā)明并不局限于STB，可以是任何能夠接 收IPQAM內(nèi)容并下發(fā)此內(nèi)容的設(shè)備，例如集成了相關(guān)功能模塊的計(jì)算機(jī)。
在具有圖1架構(gòu)的系統(tǒng)中，本發(fā)明提出的會話和資源管理方法使得SRM 服務(wù)器具備經(jīng)由上述局域網(wǎng)與MS進(jìn)行雙向IP通訊、經(jīng)由上述局域網(wǎng)與 IPQAM單向(方向?yàn)镾RM->IPQAM)通訊、經(jīng)由CMTS與STB進(jìn)行雙向通信的 能力；MS的能力與SRM服務(wù)器是對等的；STB具備與IPQAM單向通訊(方 向?yàn)镮PQAM-〉STB)，與SRM服務(wù)器和MS雙向通訊的能力。
如圖2所示，本發(fā)明提出的M和資源管理方法在實(shí)現(xiàn)時(shí)的三層體系 結(jié)構(gòu)如下所述
底層是數(shù)據(jù)庫層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的持久化和儲存；
中間是業(yè)務(wù)邏輯層，包含l)消息接收處理引擎，用于多線程接收機(jī) 頂盒和MS的消息；2)注冊服務(wù)模塊，用于下發(fā)輪播包(通過SRM服務(wù)器 周期性發(fā)送給各個(gè)IPQAM來實(shí)現(xiàn)服務(wù)模塊的注冊的數(shù)據(jù)包，稱之為輪播
包)，處理接收到的機(jī)頂盒注冊請求消息；3)資源分配模塊，用于處理接 收的資源請求消息；4)資源回收模塊，在處理接收的資源釋放消息的同時(shí)， 執(zhí)行自身的主動回收資源機(jī)制。其中2)、 3)和4)中所述的三個(gè)模塊在必 要時(shí)操作數(shù)據(jù)庫，并產(chǎn)生響應(yīng)消息，發(fā)送給MS或STB;
上層是用戶界面層，為有線電視運(yùn)營商提供可視化的配置、管理和監(jiān) 測平臺。
SRM服務(wù)器24小時(shí)工作，并行的為多個(gè)STB提供JI良務(wù)，隨時(shí)接收來自 MS和多個(gè)機(jī)頂盒的不同功能的消息，通過消息中包含的會話標(biāo)識號碼 (Sessionld)來區(qū)分不同的會話，通過STB標(biāo)識號碼(STBid)區(qū)分不同 的STB，通過消息類型來區(qū)分不同的消息，對注冊、資源請求、資源分配 等不同消息，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人可以清楚知道，以上所述為本發(fā)明提出方法的 應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用時(shí)的軟件結(jié)構(gòu)模塊化分，對于本發(fā)明所提出的用于雙向有 線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的會話資源管理方法，其包括的主要步驟、基于的原 理和具體實(shí)現(xiàn)流程將如下文所述。
本發(fā)明提出的一種用于雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的會話資源管理方 法的步驟包括
步驟IO )、 SRM服務(wù)器不間斷的通過IPQAM下發(fā)特征流給所有的機(jī)頂盒； 步驟20)、用戶在任意時(shí)刻打開機(jī)頂盒后，機(jī)頂盒會自動收到步驟IO)
中所述的下發(fā)的特征流，然后向SRM服務(wù)器申請注冊，SRM服務(wù)器完成機(jī)頂
盒的注冊；
步驟30)、機(jī)頂盒向MS點(diǎn)播后，MS向SRM服務(wù)器申請資源，SRM服務(wù)器分 配資源，設(shè)定資源狀態(tài)，并回復(fù)MS， MS為用戶終端設(shè)備下發(fā)媒體內(nèi)容； 步驟4Q)、機(jī)頂盒點(diǎn)播完畢后，SRM服務(wù)器收到MS的通知而回收資源
或者通過自身的魯棒機(jī)制主動回收資源。
本發(fā)明提出的會話資源管理方法的基于原理和具體實(shí)現(xiàn)流程如下所
述
1注冊
1.1注冊目的
本發(fā)明充分考慮了實(shí)際運(yùn)營中的問題，首先，機(jī)頂盒點(diǎn)播時(shí)，必須持 有SR則良務(wù)器和MS的IP地址信息，才能與SRM服務(wù)器和MS進(jìn)行消息交互，從 而得到用于觀看的媒體內(nèi)容和用于下發(fā)媒體的資源，但是，對于機(jī)頂盒來 說，如果在生產(chǎn)制造時(shí)就將該信息寫入存儲器，不能夠適應(yīng)靈活多變的運(yùn) 營環(huán)境， 一旦SRM服務(wù)器或MS的IP地址發(fā)生了更改，就很難處理；其次，如 圖3所示， 一臺IPQAM共有12個(gè)輸出端口，才艮據(jù)實(shí)際需要和物理布網(wǎng)的不同， 連接關(guān)系也不同，有可能12個(gè)端口并聯(lián)輸出，也有可能分成若干個(gè)互不聯(lián) 通的小組分別輸出，也可能多個(gè)IPQAM靈活組合，這就需要SRM服務(wù)器實(shí)現(xiàn) 時(shí)在軟件上予以支持，建立"組，，的概念，以組為單位進(jìn)行管理；第三， IPQAM的輸出通過HFC網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶的機(jī)頂盒，因此每臺機(jī)頂盒也從屬于一 個(gè)特定的組，只能使用組內(nèi)的IPQAM資源，SRM服務(wù)器必須持有機(jī)頂盒的從 屬信息才能為其分配資源。但對于某一臺機(jī)頂盒來說，在被用戶購買之前， 從屬關(guān)系是未知的，且購買后人工配置方式也不可取。
為實(shí)現(xiàn)注冊目的，解決上述問題，本文提出的機(jī)頂盒注冊方案是基于 節(jié)點(diǎn)組的。
節(jié)點(diǎn)組的概念有四層含義，如圖3，第一，對于實(shí)體IPQAM來說，一 個(gè)節(jié)點(diǎn)組是一個(gè)或多個(gè)IPQAM的若干個(gè)輸出端口 (RF)的集合；第二，對 于接入網(wǎng)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)線路來說，同一個(gè)節(jié)點(diǎn)組的所有RF輸出是連通的，共 享一個(gè)頻域，也就是同一時(shí)刻每個(gè)頻點(diǎn)只能為一個(gè)媒體內(nèi)容服務(wù)(例如，
如果將中央一套調(diào)制在900MHZ的頻點(diǎn)輸出，就不能再將中央二套調(diào)制在 900匪Z )，每個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)包含哪些IPQAM的哪些RF是在運(yùn)營前根據(jù)種種因 素人為選定的；第三，對于機(jī)頂盒來說，IPQAM的輸出通過接入網(wǎng)絡(luò)到達(dá) 機(jī)頂盒，因此每臺;liL頂盒也從屬于一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)組，只能使用組內(nèi)的 IPQAM資源；第四，對于SRM服務(wù)器來說，將運(yùn)營前確定的節(jié)點(diǎn)組信息儲 存在數(shù)據(jù)庫中，在實(shí)際運(yùn)營中，將節(jié)點(diǎn)組內(nèi)的全部RF的資源作為一個(gè)資源 池，為該組內(nèi)的機(jī)頂盒分配資源。 一個(gè)節(jié)點(diǎn)組包含的帶寬資源，就是該節(jié) 點(diǎn)組的用戶在某個(gè)時(shí)間能夠使用的資源的總和。節(jié)點(diǎn)組信息表是在運(yùn)營前 固定的，但節(jié)點(diǎn)組與^f幾頂盒的對應(yīng)關(guān)系映射表是在機(jī)頂盒開機(jī)后完成注冊 時(shí)動態(tài)生成。 1. 2注冊實(shí)現(xiàn)流程
SRM服務(wù)器使用輪播機(jī)制在機(jī)頂盒開機(jī)后完成對機(jī)頂盒的注冊，如圖4 所示
首先，SRM服務(wù)器周期性、地毯式為自身管理的每個(gè)結(jié)點(diǎn)組發(fā)送特征 流，特征流內(nèi)容包括該結(jié)點(diǎn)組從屬的節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識、SRM的地址信息和媒體
服務(wù)器的地址信息。特征流在一個(gè)周知的頻率下發(fā)并通過IPQAM轉(zhuǎn)發(fā)，到 達(dá)每一臺機(jī)頂盒。
用戶在任意時(shí)刻接通機(jī)頂盒電源后，機(jī)頂盒在周知的頻點(diǎn)搜索特征 流，每個(gè)機(jī)頂盒接收到并且只能接收到包含自身節(jié)點(diǎn)組信息的特征流。機(jī) 頂盒解析其內(nèi)容，從而得到自身的組標(biāo)識，同時(shí)得到與SRM服務(wù)器和媒體 服務(wù)器的通訊參數(shù)，主動與SRM服務(wù)器通訊，將自身的節(jié)點(diǎn)組信息、機(jī)頂 盒自身標(biāo)識、用戶名和密碼等通知給SRM服務(wù)器。
SRM服務(wù)器收到機(jī)頂盒的信息后進(jìn)行判斷，如果該機(jī)頂盒合法，在機(jī) 頂盒與節(jié)點(diǎn)組的映射表中為機(jī)頂盒注冊，并將該機(jī)頂盒的狀態(tài)記錄為已開
機(jī)。SRM服務(wù)器只為進(jìn)行了注冊的機(jī)頂盒提供服務(wù)。
考慮到機(jī)頂盒可能漫游，機(jī)頂盒每次開機(jī)之后會自動完成且只完成一 次注冊，之后才能進(jìn)行點(diǎn)播流程。該方案特點(diǎn)是機(jī)頂盒不需要存儲SRMJi艮務(wù) 器的IP地址和媒體服務(wù)器的IP地址，機(jī)頂盒的物理位置也可變化，實(shí)際運(yùn) 營中有著很好的靈活性。 2.資源管理 2.1管理思想
總體上， 一方面，SRM服務(wù)器對IPQAM的頻點(diǎn)資源進(jìn)行動態(tài)的管理， 使得用戶只能在會話期間內(nèi)占用信道，來使資源達(dá)到最大利用率；另一方 面，獨(dú)占期間以單播形式下發(fā)媒體流，為用戶提供有服務(wù)質(zhì)量(QOS)保障 的服務(wù)。
為了達(dá)到系統(tǒng)最快響應(yīng)速度，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)時(shí)使用JAVA語言的線程池 技術(shù)。SRM服務(wù)器與MS和機(jī)頂盒進(jìn)行雙向通信時(shí)，使用傳輸控制協(xié)議 (TCP)進(jìn)行連接。實(shí)際運(yùn)營時(shí)，尤其是晚上的高峰時(shí)段，用戶并發(fā)請求數(shù) 量很大，為了提高對并發(fā)請求的響應(yīng)速度， 一次性初始化很多個(gè)線程，每 當(dāng)一個(gè)MS或者機(jī)頂盒的消息到來，就從池中拿出一個(gè)線程來進(jìn)行處理， 使用完畢放回線程池，為下次使用做準(zhǔn)備。
為了使用有限的資源為最大數(shù)目的用戶提供帶寬，并保持帶寬的實(shí)時(shí) 最大利用率，本發(fā)明的方法使用下述有效、魯棒的資源管理算法。IPQAM 保存頻點(diǎn)和與用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)端口——對應(yīng)的映射表，因此SRM 服務(wù)器對頻點(diǎn)資源的管理，就轉(zhuǎn)化為對UDP端口號的管理。 2.2資源分配策略
MS自身不存儲資源信息，下發(fā)流之前必須向SRM服務(wù)器請求資源，請求 消息包含該機(jī)頂盒標(biāo)識參數(shù)。SRM服務(wù)器接收消息后，為其分配的具體步驟
如圖5所示說明如下
(1) SRM服務(wù)器從點(diǎn)播請求消息中解析得到機(jī)頂盒所需的資源數(shù)目和 IP地址信息；
(2) SRM服務(wù)器首先查詢數(shù)據(jù)庫，判斷機(jī)頂盒有沒有注冊，如果未注 冊就拒絕請求，如果已注冊，就查詢并判斷該機(jī)頂盒當(dāng)前有沒有占用資 源，如果占用了資源就與MS通訊，首先將該資源回收；
(3) 上述步驟完成后，查詢自身數(shù)據(jù)庫中的資源池，如果資源已經(jīng)用 盡，就拒絕請求，否則，從系統(tǒng)的空閑資源中按照下述負(fù)載均衡原則為其 分配一個(gè)，同時(shí)將資源狀態(tài)記錄為"預(yù)分配"，并產(chǎn)生一個(gè)全局唯一的會 話標(biāo)識號碼(sessionID) —并記錄；
(4) 隨后將該信息通知MS， MS經(jīng)由該IPQAM，且在分配的頻點(diǎn)下發(fā) 媒體內(nèi)容，之后，SRM服務(wù)器收到機(jī)頂盒成功播放媒體內(nèi)容的確認(rèn)消息 后，將該資源狀態(tài)記錄為"使用中"，并將該機(jī)頂盒的狀態(tài)記錄為"點(diǎn)播 中"。
對于上述流程，有兩點(diǎn)說明需要說明
第一，某個(gè)機(jī)頂盒在占用了資源的情況下，仍然會發(fā)送資源申請消息， 這種異常情況是不可避免的，原因可能是上次為其分配的資源由于MS的原 因沒有正?；厥眨蛟摍C(jī)頂盒出現(xiàn)了故障，甚至是該消息由于網(wǎng)絡(luò)阻塞被 重復(fù)發(fā)送。因此，為了確保每臺機(jī)頂盒最多只能使用l個(gè)單播資源，這個(gè) 資源狀態(tài)設(shè)定步驟是十分必要的。否則， 一旦機(jī)頂盒出現(xiàn)故障，頻繁點(diǎn) 播，SRM如果每次都分配，是對資源的一種浪費(fèi)。
第二，本發(fā)明方法中的SRM分配算法考慮了負(fù)載均衡原則。如果一個(gè) 節(jié)點(diǎn)組包括多個(gè)IPQAM，則選擇負(fù)載最小的IPQAM;在IPQAM內(nèi)部則選擇此 IPQAM的負(fù)載最小的輸出端口；在輸出端口內(nèi)部，則考慮輸出端口的頻點(diǎn)
間負(fù)載均衡，例如，某個(gè)包含l個(gè)輸出端口的節(jié)點(diǎn)組，4個(gè)頻點(diǎn)共有4x6 =24個(gè)可用端口，那么選擇端口時(shí)，優(yōu)先按照頻點(diǎn)l+頻點(diǎn)2+頻點(diǎn)3+頻 點(diǎn)4"^頻點(diǎn)1…往復(fù)順序，避免使用同一個(gè)頻點(diǎn)傳輸多路節(jié)目時(shí)的碼率過 大。
2. 3資源回收
機(jī)頂盒點(diǎn)播完畢后，由MS通知S詣服務(wù)器進(jìn)行資源回收。實(shí)際系統(tǒng) 中，可能存在機(jī)頂盒掉電，SRM服務(wù)器掉電，MS掉電，網(wǎng)絡(luò)通訊不暢等異 常，因此資源回收必須具備魯棒、可自恢復(fù)的特點(diǎn)，才能保證系統(tǒng)資源的 循環(huán)和充分利用。
本發(fā)明提出的S詣服務(wù)器的資源回收方法有兩種，它們同時(shí)運(yùn)行在系 統(tǒng)中
第一種，SRM服務(wù)器被動等待MS的通知而回收資源。例如機(jī)頂盒點(diǎn)播 完畢或是點(diǎn)播中異常斷電后，SRM服務(wù)器收到MS的回收資源消息，將該資 源狀態(tài)記錄為"空閑"，將資源回收入資源池，等待下次分配。絕大部分 情況下，資源通過這種機(jī)制得到回收。
第二種，SRM服務(wù)器通過自身的魯棒機(jī)制主動回收分配的資源，如圖6 所示。在實(shí)際運(yùn)營中出現(xiàn)諸如機(jī)頂盒內(nèi)部程序出錯、機(jī)頂盒異常關(guān)機(jī)、網(wǎng) 絡(luò)阻塞丟包、點(diǎn)播過程異常、媒體服務(wù)器記錄異常等難以避免的異常情況 下，使得SRM服務(wù)器未能接收到媒體服務(wù)器的回收資源消息時(shí)，仍然保持 資源的有效利用。具體機(jī)制是SRM服務(wù)器每隔一段較長的時(shí)間(如每隔l 小時(shí))檢查狀態(tài)為"使用中"資源的存活情況，每隔一段較短的時(shí)間(如 每隔5分鐘)，檢查狀態(tài)為"預(yù)分配"資源的存活情況。檢查方法是一樣 的，首先檢查自身數(shù)據(jù)庫，得到當(dāng)前存活的會話(SESSION )列表，將該列 表發(fā)送^體服務(wù)器，媒體服務(wù)器逐一確認(rèn)列表中SESSION的狀態(tài)，之后
的流程與正?；厥盏牧鞒桃粯樱琒RM服務(wù)器接收MS發(fā)送的資源回收消息， 然后更新自身的數(shù)據(jù)庫，回收資源。
通過應(yīng)用本發(fā)明，使得資源利用率達(dá)到最大，且運(yùn)營所需最大帶寬資 源的數(shù)目不隨媒體內(nèi)容數(shù)目的增長而線性增長，僅以某一時(shí)段的點(diǎn)播高峰 數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，這樣部署諸如開通新頻道的新服務(wù)，所需成本達(dá)到最小。
通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了系統(tǒng)的靈活性高，諸如機(jī)頂盒的終端設(shè)備出 廠時(shí)不必寫入SRM服務(wù)器的ip地址，SRM服務(wù)器和媒體服務(wù)器的IP可隨實(shí)際 需求變化。
通過應(yīng)用本發(fā)明，使得系統(tǒng)獨(dú)立于具體的業(yè)務(wù)，可同時(shí)支持多個(gè)業(yè)務(wù)， 且業(yè)務(wù)擴(kuò)展容易。
通過應(yīng)用本發(fā)明，降低系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，用戶點(diǎn)播后，在以秒為數(shù)量級 的很短時(shí)間內(nèi)，就可以開始觀看，接近無縫體驗(yàn)。
通過應(yīng)用本發(fā)明，使得系統(tǒng)在異常情況下可以自恢復(fù)，實(shí)際運(yùn)營中系 統(tǒng)在出現(xiàn)機(jī)頂盒內(nèi)部程序出錯、機(jī)頂盒異常關(guān)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)阻塞丟包、點(diǎn)播過 程異常、媒體服務(wù)器記錄異常等情況下，可以自恢復(fù)。
最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其 限制，并且在應(yīng)用上可以延伸到其他的修改、變化、應(yīng)用和實(shí)施例，同時(shí) 認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實(shí)施例都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的管理方法，包括以下步驟步驟1 0)、會話和資源管理(SRM)服務(wù)器下發(fā)特征流給用戶終端設(shè)備，用戶終端設(shè)備收到所述特征流后，向SRM服務(wù)器申請注冊，SRM服務(wù)器完成用戶終端設(shè)備的注冊；步驟20)、用戶終端設(shè)備向媒體服務(wù)器(MS)發(fā)送點(diǎn)播請求，MS根據(jù)所述點(diǎn)播請求向SRM服務(wù)器申請資源，SRM服務(wù)器為用戶終端設(shè)備分配資源，并設(shè)定資源狀態(tài)，回復(fù)MS，MS為用戶終端設(shè)備下發(fā)媒體內(nèi)容；步驟3 0)、用戶終端設(shè)備點(diǎn)播完畢后，SRM服務(wù)器回收資源。
2、 權(quán)利要求l的方法，其中，所述SRM服務(wù)器具備經(jīng)由IP局域網(wǎng)與 MS進(jìn)行雙向通訊、經(jīng)由IP局域網(wǎng)與邊緣正交調(diào)幅調(diào)制器(IPQAM)進(jìn)行方 向?yàn)镾RM服務(wù)器到IPQAM的單向通訊的能力；MS的通訊能力與SRM服務(wù)器 是對等的；用戶終端設(shè)備具備與IPQAM進(jìn)行方向?yàn)镮PQAM到用戶終端設(shè)備 的單向通訊、分別與SRM服務(wù)器和MS進(jìn)行雙向通訊的能力。
3、 權(quán)利要求1的方法，其中，所述用戶終端設(shè)備是指任何能夠接收 IPQAM內(nèi)容并下發(fā)此內(nèi)容的設(shè)備。
4、 權(quán)利要求l的方法，其中，特征流包括節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識、SRM服務(wù)器的 地址信息和MS的地址信息，所述節(jié)點(diǎn)組是一個(gè)或者多個(gè)IPQAM的若干個(gè)共 享同一頻域的輸出端口 (RF)的集合。
5、 權(quán)利要求l的方法，其中步驟10)還包括步驟SRM服務(wù)器不間斷 地下發(fā)特征流給IPQAM， IPQAM轉(zhuǎn)發(fā)給所管轄的用戶終端設(shè)備。
6、 權(quán)利要求l的方法，其中步驟IO)還包括步驟用戶在任意時(shí)刻 打開用戶終端設(shè)備，用戶終端設(shè)備搜索、接收包含自身節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識的特征 流，向SRM服務(wù)器發(fā)送節(jié)點(diǎn)組標(biāo)識和自身標(biāo)識信息，SRM服務(wù)器收到用戶 終端設(shè)備的信息后，為用戶終端設(shè)備注冊，并將該用戶終端設(shè)備的狀態(tài)記 錄為"已開機(jī)"。
7、 權(quán)利要求l的方法，其中步驟20)還包括以下步驟步驟210 ) 、 SRM服務(wù)器解析所述點(diǎn)播請求，得到用戶終端設(shè)備所需的 資源數(shù)目與其地址信息；步驟220 )、 SRM服務(wù)器判斷用戶終端設(shè)備是否注冊，如果未注冊，則 拒絕請求，如果已注冊，查詢并判斷所述用戶終端設(shè)備當(dāng)前是否占用資 源，如果占用資源，則與MS通訊，回收占用資源；步驟23t))、 SRM服務(wù)器查詢資源池，從系統(tǒng)的空閑資源中按照負(fù)載均 衡原則為用戶終端i殳備分配資源，同時(shí)將資源狀態(tài)記錄為"預(yù)分配"；步驟240 ) 、 SRM月l務(wù)器通知MS, MS經(jīng)由所述用戶終端設(shè)備所屬的IPQAM 分配的頻點(diǎn)下發(fā)媒體內(nèi)容，SRM服務(wù)器收到用戶終端設(shè)備成功播放媒體內(nèi)容 的確認(rèn)消息后，將該資源狀態(tài)記錄為"使用中"。
8、 權(quán)利要求7的方法，其中，負(fù)載均衡原則包括:如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)組包括 多個(gè)IPQAM,則選擇負(fù)載最小的IPQAM;在IPQAM內(nèi)部，選擇所述IPQAM的負(fù) 載最小的輸出端口；在輸出端口內(nèi)部，考慮輸出端口的頻點(diǎn)間負(fù)載均衡。
9、 權(quán)利要求1的方法，其中步驟30)中SRM服務(wù)器回收資源步驟包 括SRM服務(wù)器被動等待MS的通知回收資源，SRM服務(wù)器收到MS的回收資 源消息，將該資源狀態(tài)記錄為"空閑，，，將資源回收入資源池。
10、 權(quán)利要求l的方法，其中步驟30)中SRM服務(wù)器回收資源步驟還 包括SRM服務(wù)器每隔一段較長的時(shí)間檢查狀態(tài)為"使用中"資源的存活 情況，每隔一段較短的時(shí)間檢查狀態(tài)為"預(yù)分配"資源的存活情況，得到 當(dāng)前存活的會話列表，將所述列表發(fā)送給MS， MS確認(rèn)資源狀態(tài)，發(fā)送資源 回收消息，SRM服務(wù)器接收MS發(fā)送的資源回收消息，然后更新資源狀態(tài): 回收資源。
全文摘要
本發(fā)明涉及有線通信領(lǐng)域，提出了一種有線電視網(wǎng)絡(luò)互動業(yè)務(wù)的管理方法。通過機(jī)頂盒設(shè)備注冊、會話和資源管理(SRM)服務(wù)器進(jìn)行資源分配、資源回收來實(shí)現(xiàn)互動業(yè)務(wù)資源的分配和管理，使得帶寬資源利用率達(dá)到最大，運(yùn)營所需最大帶寬資源的數(shù)目不隨媒體內(nèi)容數(shù)目的增長而線性增長，提高了系統(tǒng)的靈活性，降低了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，并使得系統(tǒng)在異常情況下可以自恢復(fù)。
文檔編號H04N7/173GK101365103SQ200710119998
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者宏 倪, 學(xué) 劉, 王勁林, 亞 羅, 鄧浩江 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所