金  纯  重庆金瓯科技发展有限责任公司 研发人员  高级工程师
                      蒋小宇  重庆邮电学院光互联网与无线信息网络研究中心  硕士研究生
                      崔晓荣  重庆电视台数字业务中心主任  高级工程师

1 引 言

【 摘 要】在HFC网络进行数字化、双向化改造以及数字机顶盒大规模应用的情况下，建设基于广电网络的DTV消息业务(DTV-MS)平台，运营短消息和多媒体消息业务成为可能。本文对DTV-MS的业务构想和技术方案进行探讨。

【关键词】 数字电视 消息业务 互动应用 短消息 增值业务     

    从1992年12月世界上第一条短消息（SMS，Short Message Service）在英国沃达丰公司诞生以来，短信市场得到了迅猛的发展。短消息作为2G和2.5G移动通信的主要数据业务，为网络运营商和众多的SP带来了丰厚的收入。据信息产业部统计，2004年我国短信发送量达到2177.6亿条。正当电信运营商和近两万家SP在短信市场掘金的时候，拥有带宽优势的广电网络还停留在其传统的电视传输业务上。目前，广电系统正在全力推进数字电视的发展和对HFC网络进行双向化改造。在HFC网络进行数字化、双向化改造和数字电视机顶盒支持下，广电网络运 营短消息和多媒体消息业务成为可能。

2 他山之石——移动短消息平台

    中国移动短信平台使用CMPP(China Mobile Peer to Peer)协议和SMPP(Short Message Peer to Peer)协议构建，其结构如图1所示。

                              
    图1中，ISMG(Internet Short Message Gateway)短消息网关，是SP的接入点，一个ISMG可以带多个SP，反之，一个SP原则上只接入一个ISMG；SMC(Short Message Center)是短消息中心，负责存储转发短消息；GNS(Gateway Name Server)是网关名字服务器，又称为汇接网关，它为ISMG提供路由查询和全网路由表同步功能。

    短消息有MO(Mobile Originate)和MT(Mobile Terminated)两种，其中MO是手机用户提交的短消息，MT是手机用户接收的短消息。

2.1短消息发送（MO）

    MO 流程如图2所示。

• 手机发出数据请求(可能是订阅信息或图片点播等)，被源ISMG接收；

• 源ISMG对接收到的信息返回响应；

• 源ISMG在本地查询不到要连接的SP，向GNS发路由请求信息；

• GNS将路由信息返回；

• 源ISMG根据路由信息将请求前转给目的ISMG；

• 目的ISMG对接收到的信息返回响应；

• 目的ISMG将请求信息送SP；

• SP返回响应；

    在以上操作中，步骤3到步骤8均使用CMPP协议；在随后的操作中，目的ISMG在接收到SP的响应后将产生MO状态报告发给源ISMG。

2.2 短信接收(MT)

    MT流程如图3所示。

• SP发出数据请求（可能是短信通知或手机铃声等），被源ISMG接收；

• 源ISMG对接收到的信息返回响应；

• 源ISMG在本地数据库中找不到目的手机号段所对应网关代码，向GNS（汇接网关）发路由请求信息；

• 汇接网关将路由信息返回；

• 源ISMG根据路由信息将请求前转给目的ISMG；

• 目的ISMG对接收到的信息返回响应；

• 目的ISMG将请求信息发送至SMC；

• SMC向目的ISMG返回响应。

    在上述操作中，步骤1到步骤6均使用CMPP协议；

    在随后的操作中，SMC将通过NO.7信令网向移动用户发送信息，移动用户收到后将返回状态报告（Delivery-Receipt）给短信中心，短信中心将按照MO操作的流程将状态报告返回给SP（如果SP要求返回状态报告）。 到目前为止，移动消息业务经历了SMS到EMS(Enhanced Message Service)再到MMS(Multimedia Message Service)的发展历程。SMS只支持160Byte长的文本信息，这是由MAP信令层所限定的；EMS能够将简单音调、图片、声音、动画、文本集成到一起，然后在EMS手机上显示；MMS支持文本（包括US-ASCII、ISO-8859-1、UTF-8及Shift_JIS等格式），静态图像（包括 Baseline、JPEG、GIF87a、GIF89a、WBMP等格式 ），语音（如AMR等），音频（包括MP3、MIDI、AAC等格式），视频（包括MPEG-4中的Visual Simple Profile Level 0以及H.263中的profile 3 level 10等格式）。SMS和EMS都使用信令信道传输，占用宝贵的信令信道资源，当业务量较大的时候，会使整个网络的性能急剧降低。而MMS使用专门的数据通道，对信令负荷影响不大。

3 DTV消息业务平台业务构想

    DTV消息业务平台将数字电视用户、广电网络和众多的SP连接起来，同时提供与电信网络的接口，让广大SP融入到数字电视产业链中，丰富数字电视应用，改变目前数字电视内容匮乏的局面，促进数字电视产业走向成熟。

    DTV消息业务平台所承载的业务可以是纯文本信息、图片或图片组、也可以是声色并茂的多媒体信息。手机用户、与广电合作的SP可以将信息发送到机顶盒，并在电视上显示出来，反之，也可以由机顶盒将信息发送给手机或其它数字电视终端（需要有回传通道）。

    基于DTV消息业务平台可以开展如下一些业务：

3.1 SP提供的定制/点播业务

    通过DTV消息业务平台，SP可以为数字电视用户提供很多增值业务，例如：电视贺卡、电视小说、MTV音乐、经典短片、幽默搞笑、流行时尚、出行参考、股市行情、天气预报、祝福、新闻 ……

    电视贺卡不同于普通的电子贺卡，它必须体现电视的特色。电视贺卡可以是配以音乐的静态图片（或图片组），也可以是简短的活动画面。SP在其网站上提供电视贺卡，用户可以通过各种方式登陆SP的网站，选择其喜欢的电视贺卡，并填入目标机顶盒的IC卡号（或统一编址的唯一标识码），和相关的认证计费信息。然后SP将点播的信息发送到 DTV 消息业务平台 网关，由网关将信息寻路并发送到目标机顶盒所在地的 DTV 消息业务平台网关 ，由该网关将电视贺卡提交给消息业务中心，最后由消息业务中心将电视贺卡插入 TS流发送给目标机顶盒。其它业务流程与此类似。

    目前网络小说、手机小说已经取得了较大的发展，特别是近两年兴起的手机小说，在年轻一代中较为受欢迎。2004年日本的手机小说订户达到200万户。电视小说使得用户可以坐在沙发上，拿着遥控器看小说，这对喜欢看小说的用户来说，是新鲜而具有吸引力的事情。

3.2 手机、座机与STB之间的消息互发

     截至2004年底，我国电话用户达到6.5亿户。鉴于如此庞大的用户群体，DTV消息业务平台有必要做到与电信网络的互连互通，使得手机、座机和STB之间可以相互发送短消息和多媒体消息。例如，用户可以在节假日或有特殊意义的纪念日，将问候、祝福的短信息发送到朋友和亲人的STB上，并在电视上显示出来。另一方面，用户在观看数字电视节目时，可以将节目中的精彩视频/音频抓取下来，然后发送给手机或其它数字电视。

3.3 电视邮件

    电视邮件业务将机顶盒变成信箱。通过DTV消息业务平台，用户可以在电视上接收邮件。在数字电视开通时，广电网络运营商为每一个用户设定一个邮件地址，为了与Internet邮件地址兼容，实现与email互连互通，用户的邮件地址格式应与email相同。广电网络运营商的邮件服务器收到邮件后，将邮件地址翻译成用户机顶盒地址，然后寻址将邮件发送给用户。在这里，需要建立用户邮件地址与机顶盒地址的对应数据库，以便邮件服务器进行地址转换。

4. DTV消息业务平台技术方案

4.1 网络体系结构

    DTV消息业务平台网络体系结构如图4所示。

    图4中各实体功能如下：

    SP(Service Provider)服务提供商，它是与广电合作的各种服务内容提供者，提供诸如电视贺卡、电视小说、幽默短片等业务。

    ISIG(Integrated Services Information Gateway)综合业务信息网关，它是广电网络用于SP接入的网关。ISIG的主要功能如下：

•  接收SP提交的消息和向SP发送消息；

•  接收MSC发送的消息和向MSC提交消息；

•  向GLS(Gateway Location Server) 查找信宿(消息最终接收设备)所在的ISIG或IG(Interconnection Gateway)的地址；

•  根据GLS(Gateway Location Server)提供的位置信息，将消息路由到信宿所在的ISIG或IG；

    GLS，它提供全网范围内的ISIG位置查询和位置信息同步功能。当源ISIC接收到消息时，如果信宿不在其管辖范围内，那么它向GLS发起位置查询请求，GLS返回信宿所在的ISIG地址。

    MSC(Message Services Center)消息业务中心，它的主要功能如下：

•  接收并存储ISIG提交的消息，并将消息发送给目标STB；

•  接收并存储STB发送的消息，并将消息发送给ISIG；

•  根据消息头部收费信息、SMS用户信息对用户进行鉴权，并生成计费信息。

    IG，它是互连网关，用于连接到电信网络(PSTN、GSM、GPRS、CDMA、3G)。它负责TVPP协议与电信网络消息协议(如CMPP、SGIP等)的协议转换和消息中继。

    CAS条件接收系统负责为MSC提供用户加扰信息，以便MSC将消息加扰寻址发送给用户。事实上，CAS本身提供了向STB的消息通知机制。文本消息可以直接通过CAS的消息通知机制发送给用户，就象CMPP的短消息使用No.7信令信道一样，但这会增加CAS的负荷。对于图片和多媒体消息，应该开辟专门数据通道进行传送。

    NAS( Network Attached Storage)网络附加存储，它为MSC收到的消息提供存储服务。当MSC收到消息后，将消息存储并转发。如果STB处于关闭状态时，NAS将消息存储起来，待STB开启时，再将信息发送给STB。

    Mail Server邮件服务器，接收来自Internet的邮件，并将邮件地址翻译成对应的STB地址，然后将邮件内容和STB地址发送给MSC，由MSC将邮件发送给目标STB。

    最后，要实现DTV消息业务平台，还必须要STB的支持。这主要需要机顶盒软件系统的支持，包括中间件和相关的应用软件。

4.2 TVPP协议

    TVPP(Television Peer to Peer)协议用于SP、ISIG、IG、MSC、GLS之间的通信。TVPP以TCP/IP作为底层承载协议。各实体在相互通信之前需要以客户－服务器方式建立TCP连接。协议栈如图5所示。

    TVPP协议需要解决的以下主要问题：

•  对支持的内容格式进行规范。TVPP应该支持文本、图片、视频等各种内容格式；

•  采用的通信方式，通信链路的建立、维护、拆除，连接的种类，采用的端口号，交互应答方式等；

•  编号规则，包括SP编号、业务编号、STB地址码、通信节点编号、各种命令ID号的定义等；

•  超时重发机制、差错重传机制、流量控制(滑动窗口)、重复丢弃机制、有序控制机制等；

•  各种消息头和消息体的定义；

•  通信的安全性，包括加密方式、用户鉴权、收费等方面；

•  对SP和各种通信节点的管理；

•  消息的存储与管理。

5. 结束语

    内容匮乏是当前数字电视的一大困境，如何丰富数字电视的内容和应用，并使数字电视真正互动起来，对数字电视产业顺利发展尤为重要。DTV消息业务平台，将广大的SP引入到数字电视产业中来，从而大大丰富数字电视的应用，同时用户还可以通过本平台与SP、电话用户以及电视台进行互动。广电网络的数字化、双向化改造之后，不能再停留在仅仅传输电视信号的传统业务上，而要充分发挥广电网络的优势，开展多种增值业务。DTV消息业务平台及其协议TVPP是广电网络运营消息业务的基础。

参考文献：

1. China Mobile Peer to Peer, 中国移动互联网短信网关接口协议(CMPP) ；

2. Short Message Gateway Interface Protocol,中国联合通信公司短消息网关系统接口协议(SGIP)。

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