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数字电视增值网络点对点短消息协议研究

金 纯 [1][2] 杨 帆 [1] 盛 谦 [3] 万宝红 [2]
(重庆邮电大学[1] 重庆金瓯科技发展有限责任公司[2] 重庆有线电视网络有限公司[3])

摘要:
本文是在十一五科技支撑项目"电视即时通信业务平台研究和相关业务的实现、商业验证"基础上,提出一种较全面提出数字电视多媒体业务增值系统(TVMMS)各种传输机制,文章的重点就是提出适合数字电视增值网络使用的传输协议TVPP(数字电视点对点)协议,文章最后介绍使用TVPP终端接入服务器和VASP的过程。
关键字: TVMMS 数字电视点对点协议 数字电视

Digital TV network value-added peer-to-peer short message research agreement
Chun Jin [1][2] Fan Yang [1] Qian Sheng [3] Baohong Wan[2]
Chongqing University of Posts and Telecommunications [1]
Chongqing jinou science and technology Development Corporation [2]
Chongqing CATV Net Work Co,Ltd [3]

Abstract:
This article is based on the 11th Five-Year Plan in the scientific and technological support to the project, "the television business instant messaging platform for business-related research and the realization of the business verification," based on a more comprehensive raise value-added multimedia services digital TV system (TVMMS) a variety of transmission mechanisms, the article The focus is put forward for digital TV value-added network used by the Transport Protocol TVPP (point-to-point digital TV), the last article on the use of TVPP terminal server access to the process of VASP and access process

Keywords:TVMMS TVPPDigital TV
中图分类号: TN949.197

1.引言
  数字电视的发展和传输网络的双向化改造是广播电视系统的重大变革,它将在一定程度上改变人们的生活方式。数字电视可以带来以下一些好处:较模拟电视更好清晰的画面、多达数百套标准清晰度电视节目、大量的增值业务、视频点播(VOD)或准视频点播(NVOD)、互动娱乐等。数字电视的发展,特别是本文所讨论的数字电视多媒体业务增值系统(TVMMS)的成功研发和商用,将大大提高家庭信息化水平,特别是有利于填补我国的"西部数字鸿沟"。可以说,未来,电视将成为家庭信息化的中心。
  数字电视多媒体业务增值系统(TVMMS)是重庆金瓯科技发展有限责任公司,重庆宽视网络技术有限责任公司提出的一种可以在双向数字电视网络上实现增值业务的系统,主要是功能是用户可以接收Internet和手机发送过来的多媒体消息(如电视贺卡、电视邮件、音乐、视频片段等),如果具有回传信道,用户也可以向Internet、手机和电视台发送消息。数字电视运营商可以通过该系统对用户进行管理,计费,提供一些增值服务,以此吸引更多的用户使用数字电视增值业务。
  然而,在提出数字电视多媒体业务增值系统(TVMMS)同时,数字电视运营商也迫切需要一套适合数字电视网络使用的增值业务协议,来保证各项业务在网络中安全,快速的进行,在此基础上,我们提出了TVPP协议,此协议是专门针对TVMMS网络设计的,可以实现TVMMS网络上各项业务实现,保证系统运行。
2.数字电视多媒体增值系统介绍

                                     图1 
   图1表示了一个理想的、统一的数字电视多媒体短消息平台,它包括了终端、头端,以及TVMMS增值业务提供商(VASP)等。在TVMMS中终端可以是遥控器,电视机,手机等设备,终端和TVMMS服务器连接主要是依靠蓝牙等无线传输技术;头端是TVMMS管理控制部分,在这个部分中,有认证用户合法性模块,个人信息及计费模块,还有电子节目指南,主要是提供节目预报作用的模块;VASP作为增值业务提供商提供可以为数字电视用户的各种点播,电子商务,短消息等丰富的内容。
3. TVPP协议介绍
3.1 TVPP介绍
   TVPP(Television Peer to Peer)协议是应用层协议,类似于中国移动的CMPP和联通使用的SMPP协议,在广电网和互联网之间建立连接,交互过程中均采用异步方式,即任一个网元在收到请求消息后应立即回送响应消息。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。如图3所示。  

                                   图3
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。
3.2 TVPP采用的通信方式:
  长连接和短连接两种通信方式,所谓的长连接即通信双方以客户-服务器方式建立TCP连接,用于双方信息的相互提交。当信道上没有数据传输时,通信双方应每隔时间C发送链路检测包以维持此连接,当链路检测包发出超过时间T后未收到响应,应立即再发送链路检测包,再连续发送N-1次后仍未得到响应则断开此连接。
  参数C、T、N原则上应可配置,现阶段建议取值为:C=3分钟,T=60秒,N=3。
  网关与SP之间、网关之间的消息发送后等待T秒后未收到响应,应立即重发,再连续发送N-1次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为:T=60秒,N=3。
  消息采用并发方式发送,加以滑动窗口流量控制,窗口大小参数W可配置,现阶段建议为16,即接收方在应答前一次收到的消息最多不超过16条, SP与网关间和网关之间采用长连接端口号分别是7890和7930。
  短连接是指通信双方有数据交互时,就建立一个TCP连接,数据发送完成后,则断开此TCP连接,即每次TCP连接只完成一对TVPP消息的发送。短连接通信双方以客户-服务器方式建立TCP连接,应答与请求在同一个连接中完成。系统采用客户/服务器模式,操作以客户端驱动方式发起连接请求,完成一次操作后关闭此连接。
  网关与SP之间、网关之间的消息发送后等待T秒后未收到响应,应立即重发,再连续发送N-1次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值为:T=60秒,N=3,
  综合业务信息网关与网关定位服务器之间采用短连接,端口号是9168。

3.3 TVPP消息定义:

(1)消息格式:


项目

说明

Message Header

消息头(所有消息公共包头)

Message Body

消息体

(2)消息头格式:


字段名

字节数

类型

描述

Total_Length

4

Unsigned Integer

消息总长度(含消息头及消息体)

Command_Id

4

Unsigned Integer

命令或响应类型

Sequence_Id

4

Unsigned Integer

消息流水号,顺序累加,步长为1,循环使用(一对请求和应答消息的流水号必须相同)

3.4 UA1在VASP定制服务然后发送给用户UA2的简略过程图
3.4 消息体部分根据各个具体的消息定义;

                                              图 4
图4所示是UA1在VASP为UA2定制服务如贺卡,一段视频等,UA1发送终端请求消息Term_Request发送到TVMMS服务器,请求消息包含ServiceID和源目的地址, TVMMS服务器响应请求消息,对消息进行处理,将请求消息发送到VASP1,请求终端消息,当VASP1确认后,发送confirm消息通过TVMMS服务器到UA2, UA2同意UA1为其点播的业务,即发送确认消息到VASP1服务器,这时候,UA1为UA2定制的业务才发送给UA2,。

结束语:
TVMMS系统及其TVPP协议是在科技部的"十一五"科技支撑项目电视即时通信业务平台研究和相关业务的实现、商业验证(20282925 - 5 B)的支持下提起来的,该系统协议应用在广电网络上,为观众提供丰富的增值业务,并且实现和互联网,移动网络联通,随着广电网络双向改造的完成和数字电视发展,数字电视增值业务研究也将成为研究的热点。


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);
3. 金纯,蒋小宇,许光辰,黄剑,有线电视综合业务信息网体系结构研究,广播与电视技术,2005.4
4. 金纯,蒋小宇,崔晓荣,李晓枫,DTV信息业务平台及其技术探讨,广播与电视技术,2005.10
项目介绍
  1. 电视即时通信业务平台研究和相关业务的实现、商业验证 科技部十一五"科技支撑项目 (项目编号:20282925 - 5 B)
  2. 重庆市经委2008年第二批工业发展资金项目
作者简介
金纯:(1966-),男(汉族),重庆市人,重庆邮电大学通信学院教授,博士,1989年赴美留学,主要从事短距离通信技术研发,数字电视研发。
JIN Chun : (1966-), male (Han), Chongqing, the professor of Chongqing University of Post and Telecommunications, Doctor., traveling to the United States to study in 1989. He mainly engaged in short-range communication technology research and development , digital TV.
杨帆:(1981- ),男,籍贯安徽,重庆邮电大学通信与信息系统专业硕士研究生,研究方向:个人通信,数字电视。
Yang Fan: (1981- ), male, Chongqing, the postgraduate of Chongqing University of Post and Telecommunications, engaged in personal communications research, digital TV.
 
 
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