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一、有线数字电视网络与业务的建设现状

        早在2001年，国家广电总局就明确制定了中国模拟有线电视向数字化过渡的时间表；而2003年出台的相关政策，鼓励各试点城市以整体平移的方式推动数字电视用户发展；但目前各地开展的“整体平移”工作并不理想，预统计2004年新增数字电视用户不足百万，离总局制定的目标相距甚远。

        2005年是有线数字电视网络建设、用户推广与业务发展的关键年，一方面大多数试点城市（例如上海、北京、广州、深圳等）与部分省网整合的广电网络公司已经完成了数字电视服务平台建设，并发展了数千到上万的数字电视用户。除了传统的数字广播电视服务外，这些数字电视运营商还能够提供诸如电子节目指南（EPG）、数据广播等增值服务，并且不断探索在广电网络上开展各种有特色的增值服务的经营模式；其它暂无服务平台的城市正在积极筹划有线数字电视网络的建设。另一方面国家在数字电视产业政策方面逐渐放宽，除了在数字电视节目内容制作方面打破了独家垄断的局面，还允许部分广电系统外的技术与资金力量参与到数字电视项目的建设。比如2004年出现的“杭州模式”就是结合了广电与宽带运营商的力量与优势，通过双向增值业务的发展，推动数字电视用户的发展。

二、华为宽带综合业务有线网络体系结构

        为满足数字电视运营商在网络建设与业务发展方面的需求，华为公司结合自身在网络设备、终端设备与增值业务系统研究与开发方面的优势，根据未来广电技术与市场发展的合理预测，推出了有线网络宽带综合业务解决方案。该解决方案结合广电有线网络与宽带接入网络的优势，按照运营支撑系统、业务系统、传输网络平台与用户终端的分层模式，将广电网络建设分成不同的阶段与层次，本着分布建设、逐步投入与快速收益的原则进行建设，保持投入与产出的平衡，使广电网络建设进入一个良性循环、滚动发展的状态。关于传统数字电视业务、EPG业务与数据广播等单向业务业内已经有非常多的文章加以叙述，本文将重点介绍基于广电双向网络的各种特色业务，并简单介绍华为公司针对这些业务的综合解决方案。

三、多媒体短消息实施方案

        短消息业务原来是基于移动网络的信令通道与移动终端实现的一种数据增值业务，近年来已经成为移动网络运营商除话音业务之外最重要的收入来源。以中国移动为例，2003年短信服务收入从2002年的42.4亿元人民币飙升至为99.09亿元人民币，升幅134%，原因是2003年发送的短信数量从2002年的404.1亿条激增至935.1亿条，增幅超过一倍；预计2004年的增长基本相同。除了短消息服务本身外，基于短消息技术的各种增值服务也得到了充分挖掘，比如目前用户能够享受到的新闻、天气和娱乐等服务形式，使得短消息服务焕发出勃勃的生机。

        多媒体消息业务是在移动网络发展到2.5代，移动终端趋于智能化、多媒体化条件下发展出来的一种服务，它既能够提供文字短消息，也能够传送图片、音乐与非实时短视频等多媒体内容。在即将到来的移动3G时代，多媒体消息服务势必如2G时代的文字短消息一样，成为大多数3G移动终端的必备服务。

        有线数字电视技术的发展为移动终端的多媒体消息和数字有线STB的互通提供了机会。目前多数移动用户终端尚不能支持多媒体消息MMS（Multimedia Messaging Service）业务，并且PC终端在大多数家庭还没有普及，无法迅速享受到宽带多媒体服务。随着整体平移工作的进展，数字有线STB作为大多数普通家庭拥有的第一款支持多媒体功能的终端，如果通过合理地运用、实施各项相关技术，可以迅速协助各地广电网络公司以较低投入、在较短周期内为广大家庭用户提供该增值业务，并从中获益。

        1、头端业务系统

        华为MMS系统介绍：采用模块化、部件化的设计原则，将系统各功能模块之间的关联按最小耦合原则进行设计，通过减少各模块之间的关联来降低系统运行时的复杂度和故障率。

        华为多媒体消息业务系统包括多媒体消息中心MMSC（Multimedia Messaging Service Centre）、用户数据管理系统、话单及报表管理系统、维测系统、网管系统、外部增值应用系统等，其整体结构如图1所示。

MMS Terminals/MMS UA：多媒体消息终端或代理          MMS User DB：多媒体消息用户数据库
Billing System：话单管理系统                                             MMS VAS Applications：多媒体消息增值应用系统
GSM：全球移动通信系统（2G）                                         Access Server：接入服务器
SMSC：短消息中心                                                                WAP GW：WAP网关
GPRS：通用分组无线业务系统（2.5G）                           GGSN：网关GPRS支持节点
3G：第三代移动通信网络系统（3G）                                 Legacy Terminals：传统终端（不支持MMS的终端）
MMS Redirector：重定向器                                                   MMSC：多媒体消息中心
Relay：多媒体消息网关                                                         Server：多媒体消息调度中心
UPWS：用户数据管理系统                                                    NMS：网管系统
Report System：报表系统                                                     MT System：维测系统
External Server：外部应用服务器（如邮件服务器、语音邮件服务器等）
Foreign MMSC：外部多媒体消息中心

                                                                     图1 MMS系统结构图

        多媒体消息中心由多媒体消息网关MMS Relay及多媒体消息调度中心MMS Server构成，是系统的核心部件，完成多媒体消息业务的基本功能支撑。

• 多媒体消息调度中心MMS Server
  
  MMS Server是MMSC的核心部分，主要完成多媒体消息的接收、通知、调度、下发、前转、递送报告。MMS Server作为客户端同多媒体消息网关MMS Relay之间通过TCP/IP协议建立连接。 
  
  
• 多媒体消息网关MMS Relay
  
  多媒体消息网关MMS Relay主要实现与WAP网关、增值应用系统、外部MMSC和其它消息应用服务器（如邮件服务器）交互的应用协议处理，将外部协议转换为内部协议交给MMS Server，从而实现多媒体消息的调度。
  
  
• WAP GW
  
  WAP GW（WAP Gateway，WAP网关）是移动终端访问MMSC的网关设备，实现从WSP协议到HTTP协议之间的转换，与MMSC之间采用HTTP协议通信。 
  
  
• Redirector
  
  MMS Redirector（重定向器）设备对用户提交的消息进行路由分析，解析出该用户归属MMSC的URL地址，将消息直接发往用户归属的MMSC，向用户屏蔽了多个MMSC不同URL地址的复杂性，便于统一宣传和营运管理。
  基于有线数字电视网络多媒体消息业务系统的组网如图2所示。 
   
   

                                      图2 STB彩信方案

        一般终端到终端的业务流程可以分解为移动台发起MO（Mobile Originated）和移动台终止MT（Mobile Terminated）两个子流程。其中移动终端到STB终端的业务流程属于MO流程。MMS支持多种规范定义的地址格式，多媒体消息的目的地址可以是手机号码（带国家码前缀或不带国家码前缀均可），也可以是标识一个已经注册的STB的Email地址。

        华为多媒体消息系统具有漫游支持功能，用户在漫游时可以正常使用多媒体消息业务。它对移动终端用户采用归属地收发的处理方式，属于本系统的用户都直接通过本MMSC收发多媒体消息。在网内漫游使用多媒体消息业务时，移动用户接入漫游地WAP GW，漫游地WAP GW根据用户设置的MMSC的URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识）地址连接到用户的归属MMSC，使用户可以通过其归属MMSC完成多媒体消息的收发。

        针对STB主要作为MMS接收端的情况，华为多媒体消息系统对这类终端提供了完善的支持功能，使只拥有2G移动终端的大量STB传统终端用户也可以享受多媒体消息业务的乐趣。如果有多媒体消息发送给STB终端时，需要数字电视用户将自己的2G移动终端号码与STB终端ID或者智能卡ID进行捆绑，MMSC在判断接收用户的移动终端不支持MMS的情况下，将转由邮件网关发送该多媒体消息，然后用户可以使用STB作为Email客户端来完成MM内容的接收。

        WAP GW采用普通短消息的方式实现PUSH功能，所以SMSC（Short Message Scheduling Center，短消息调度中心）是WAP GW实现PUSH功能的重要设备。华为多媒体消息系统在注册用户的手机不支持MMS功能的情况下，需要SMSC通知用户获取该多媒体消息的方法。在用户自服务系统中，也需要SMSC给注册用户发送初始登录密码。

        用户移动终端会收到一条通知多媒体消息收取方式的文本短消息，再使用已经注册的STB终端从指定的Email服务器中取得MM内容，从而使传统STB终端通过邮件服务器实现了多媒体消息的接收。

        传统终端用户可以使用计算机等工具制作一条多媒体消息，然后通过Email向STB终端用户注册的2G手机发送该多媒体消息。事实上，多媒体消息通过邮件服务器提交到了MMSC，再由MMSC完成多媒体消息向用户的“PUSH”提醒，并且将MM内容下发到用户STB终端注册的Email服务器，便于完成MM内容的接收工作。有线运营商与移动运营商之间可以通过Email服务器提供统计与计费数据，根据二者之间协商好的规则来完成对帐与费用结算工作。

        目前的双向STB终端一般作为MM内容的接收设备，其MM内容的发送流程可以借鉴传统固定终端，比如PC机的模式。如果MMS系统能够支持IP方式的“PUSH”功能，则可以直接将有线数字STB作为固定IP终端来接入MMS系统。

图3 华为基于IP实现方式的多媒体彩信系统协议栈 

        华为基于IP实现方式的多媒体彩信系统协议栈如图3所示。为了与多媒体移动终端的MMS业务互通，基于IP协议的多媒体彩信系统也使用SMIL（Synchronized Multimedia Integration Language）完成对多媒体消息的封装协议格式。SMIL是用于多媒体网站的标记语言。在MMS业务推广的初期，STB终端显示能力能够使用SMIL2.0及SMIL BASIC的大部分内容，但是终端应支持SMIL在互操作性方面的要求，并且所接收的消息必须是有效、完整的SMIL消息，应该可以在其它的非移动终端（例如：PC等）上显示。

        在未来基于IP技术的多媒体业务方面，标准化组织3GPP已经考虑统一IMS（IP Multimedia Subsystem）技术。IMS体系网络主要面向提供实时或近实时的IP多媒体应用，业务控制统一采用基于IP的SIP控制协议，支持HFC、LAN、ADSL、POTS、WiFi、Bluetooth、UMTS/GSM PS、CDMA2000 PS等多种多样的固定宽/窄带、本地无线接入及蜂窝移动接入方式。基于SIP协议的3GPP IMS是目前比较完善的体系结构，固网标准组织ITU-T、ETSI等已经有固定领域应用IMS架构的提案，以后的多媒体业务网络架构将朝着IMS兼容的体系架构方向发展。考虑到技术方案的可实施性以及产品的成熟稳定性，华为广电宽带业务解决方案考虑采用传统的多媒体消息系统来进行建设。 

图4 移动终端到STB终端的MO业务流程 

        2、终端业务平台

        由于STB终端作为Email的客户端完成MM内容的主动接收，因此业务平台比较简单。目前Email的客户端可以采用标准的SMTP/POP3协议，也可以使用比较常见的WebMail方式，使用HTTP协议完成MM内容的传送。前一种客户端需要STB厂商开发专用的应用软件来实现相关的邮件协议，并且负责MM内容的展现；而后一种客户端则要求STB厂商集成嵌入式浏览器，可以由浏览器作为一个通用的应用软件平台来完成MM内容的展现。

        WebMail顾名思义是通过Web方式操作Mail服务器，WebMail只是读取用户邮箱主机上的邮件，而不会将这些邮件下载到用户本机上，除非STB用户使用WebMail系统中的删除邮件功能，否则邮件不会从用户的邮箱主机中消失。操作界面都是基于网页的UI，因此对机顶盒软件没有什么特殊要求，只要能够实现TCP/IP协议即可，对浏览网页的Browser有如表1所示的一些要求。

表1 对浏览网页Browser的要求 

         WebMail实现原理：如图5所示，有线数字STB的嵌入式浏览器通过HTTP协议并以Browser的方式访问WebMail的UI，由于HTTP协议是一种无状态协议，所以为了记录用户信息并显示相应的Mail信息，采用URL重组（http://www.gmail.com/inbox.cgi?username=abc&sid=AB1481199）或者采用Session的方法来维持用户状态并传递信息到不同的页面，并加以处理显示。 

图5 WebMail业务流程

四、VoIP实施方案

        1、VoIP的现状

        VoIP（Voice over IP）就是在IP网络上，进行实时语音传输。VoIP的基本原理就是通过语音压缩的设备对话音进行压缩编码处理，然后把这些压缩后的语音数据根据相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到目的地，再把这些语音数据包解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送话音的目的。随着IP网络的发展和QoS技术的进步，由于价格低廉而且声音质量得到保证，VoIP技术得到越来越普及的应用。VoIP呈现下面的技术发展趋势： 

        1）由可听向可视发展：可视电话是目前拓展市场的新武器。 

        2）由有线向无线迈进：移动VPN将是未来的市场宠儿。

        3）由硬件向软件过渡：随着技术的不断深化发展，最终的终端将只是一个I/O接口界面。所有的功能处理都交给软交换来完成。

     VoIP电话在将来会变得像普通电话一样随处可见、形式多样、价格低廉、服务齐全，因此在有线数字整体平移的STB上集成VoIP功能将有力地推动这一进程向前发展。并且随着Cable与宽带运营商与电信运营商的合作，将会从自身潜在的庞大用户群中获得丰厚的回报。

        2、VoIP涉及的关键技术与标准 

        1）SIP协议栈：支持RFC 3261、RFC 3311、RFC 2327，实现SIP消息的构造、传输、解码，完成网络上的SIP呼叫信令；

        2）SIP适配：支持RFC 3264，实现SIP协议接口到ITU-T Q.931消息接口的转换，完成媒体协商功能； 
 
        3） 呼叫控制：参考Q.931呼叫控制功能，实现基本的呼叫流程控制； 

        4）RTP/RTCP：支持RFC 1889、RFC 3551，完成音频媒体数据打包、传输、消除乱序、抖动缓冲、解包处理； 

        5）语音编解码：支持ITU-T G.711编码方式，实现音频数据的PCMA/PCMU编码解码。

        3、VoIP在有线数字电视网络的实施

        目前业界能够提供VoIP设备的厂商非常多，例如华为公司拥有全套自主知识产权的实现VoIP功能的局端设备，包括软交换设备SoftX3000、媒体网关和信令网关UMG8900，具有丰富的PSTN和VoIP运营经验，可以协助局方尽快完成可运营、可管理的VoIP业务。
有线数字STB终端在软件实现上需要充分利用目前成熟的软件模块构件，包括SIP协议栈、呼叫控制协议、语音编解码协议、RTP/RTCP协议等；在硬件上提供适当的接口连接外部的普通话机，降低STB总的硬件成本。例如华为现有的C3100STB能够提供USB与RJ-11接口与普通电话连接。通过上述软、硬件的配合，使我们能在STB上尽快提供质量稳定、性能良好的VoIP功能供局方运营。

        下面以华为公司有线数字STB C3100与VoIP软交换产品SoftX3000为例来描述信令流程。

• C3100做主叫的流程
  
  如图6、图7所示。 
  
  
   
  图6 C3100主动发起呼叫的信令流程 
  
   
   
  
   说明：
  （1）主叫用户摘机；
  （2）C3100通过IP网络向SoftX3000发SIP INVITE消息；
  （3）SoftX3000通过H248协议控制UMG8900分配媒体通道；
  （4）UMG8900向SoftX3000返回建立的媒体通道参数信息；
  （5）SoftX3000通过PSTN网络向交换机发送IAM；
  （6）交换机向被叫电话机放振铃音；
  （7）交换机向SoftX3000回ACM；
  （8）SoftX3000向C3100回SIP 180消息，C3100控制USB适配器向电话放回铃音；
  （9）被叫用户摘机；
  （10）交换机向SoftX3000发送ANM；
  （11）SoftX3000向C3100发送SIP 200消息；
  （12）C3100向SoftX3000回SIP ACK消息，会话建立，用户开始通话。
  
                                    图7 C3100主动建立呼叫的过程 
  
  
• C3100做被叫的流程
  
  如图8、图9所示。
   
  
    
  图8 C3100接受呼叫的信令流程 
  
  
   
  
   说明：
  （1）主叫PSTN电话用户摘机；
  （2）交换机向SoftX3000发送IAM；
  （3）SoftX3000通过H248协议控制UMG8900分配媒体通道；
  （4）UMG8900向SoftX3000返回建立的媒体通道参数信息；
  （5）SoftX3000通过IP网络向C3100发SIP INVITE消息；
  （6）C3100控制USB适配器向被叫电话机放振铃音；
  （7）C3100向SoftX3000回SIP 180消息；
  （8）SoftX3000向交换机回ACM，交换机向电话放回铃音；
  （9）被叫用户摘机；
  （10）C3100向SoftX3000发送SIP 200消息；
  （11）SoftX3000向C3100回SIP ACK消息；
  （12）SoftX3000向交换机发送ANM，会话建立，用户开始通话。
  
                                                 图9 C3100被动建立呼叫的过程

五、结束语

        作为长期从事网络通信设备以及相关业务软件产品开发的综合系统提供商，华为公司建议，广电运营商在有线数字电视网络的建设中，除了依靠节目内容的优势并按照付费电视业务模式进行网络建设，还需要充分发挥自身的网络优势与用户群优势，在广电网络数字化建设热潮中把握时机，推动与电信运营商的合作，将非常成熟的通信类、信息服务类业务引入数字有线电视网络，实现技术与网络的开放，不断提升APRU值，以高投入与高回报的建设模式来构筑数字电视的产业链，共同迎接数字电视产业发展高潮的来临，壮大与发展中国的数字电视产业。