赵嫚嫚，刘 学，戴琼兴

（1.中国科学院 声学研究所南海研究站，海南 海口 570105；2.中国科学院 声学研究所国家网络新媒体工程技术研究中心，北京 100190）

0 引 言

作为拥有全球最大用户群的我国广播电视网络，经过多年的建设和发展，已拥有较完整的各级网络，基本完成了有线数字电视的整体转换，为用户提供丰富的交互业务已成为现实。随着交互业务的多样性发展，以及用户的服务要求越来越高，运营商要能够根据不同的用户需求提供区分服务，以提高用户体验，增加用户的粘合度［1］。此外，由于网络运营商在现网运行中安全性和可靠性的要求，新业务的试验验证很难在现网内部署和运营，这严重影响了新业务的快速进程和产业化，同时，运营商一些新的业务运营模式也很难开展。新业务、新运营模式的测试是亟待解决的问题。

针对以上的问题，本文采用基于TR069的终端分组管理的方法来满足该需求，设计了不同分组终端的个性化参数配置、升级及日志采集过程，其中终端分组按照不同类型、不同组织、不同区域等属性进行分组，系统为每组用户提供个性化服务。

1 基于TR069的终端分组管理的系统架构

1.1 系统架构

TR069是由DSL论坛发起开发的技术规范之一，也被称为CWMP协议（CPE WAN Management Protocol，CPE广域网管理协议）［2］，提供了管理终端设备的通用框架、消息规范、管理方法和数据模型［3］［4］，可实现在网络一端对终端设备的远程管理。

TR069协议描述了自动配置服务器（auto－configuration server，ACS）和用户终端设备（customer premise equipment，CPE）之间通信的一个公共平台，为ACS对CPE 进行的安全自动化配置管理提供了一个框架。在本系统中，CPE对应于交互电视机顶盒（set top box，STB）。基于TR069的终端分组管理系统架构的设计如图1所示。

图1 基于TR069的终端分组管理系统架构

在系统架构中，运营支撑系统（business ＆operation support system，BOSS）完成用户信息管理、运营策略管理、账务管理及缴费管理。其中，用户侧信息主要包括：用户类型（普通用户、VIP用户、测试用户）、用户地域等信息。终端管理系统（terminal management system，TMS）维护终端分组信息、终端组与业务配置项、日志采集项和运营策略实体关联关系。认证授权计费系统（Authentication，Authorization，Accounting，AAA）根据运营策略执行对终端的认证授权和计费。ACS完成对终端的自动配置及控制，是管理系统与终端之间的桥梁。

1.2 系统中的终端分组

根据系统的运营策略，在现网中不能直接把新开发的业务直接发布给真实用户，需要在现网中进行测试。同时，在测试中为了不影响真实用户使用已经发布或上线的业务，就需要限定一些特定的用户，如测试用户，可以看到待测试的业务，而其他用户则看不到这些业务。同样，在测试一种新的网络时，也需要做到这样的效果，仅把特定的用户配置到待测试的网络中。

系统中将测试用户与VIP 用户、普通用户区分开，进而可以通过TR069协议根据不同终端用户分组下发不同的业务访问地址；同时根据可配置的升级策略，管理不同终端用户分组的升级；也可以根据不同的终端用户分组下发采集多项配置、采集和预处理终端日志。这些功能的实现将有利于AAA 进行分组计费认证，更便于整个系统运营的统筹规划。

系统中的分组方式如下：groupName为普通用户（CommonUser）、VIP用户（VIPUser）、测试用户（TestUser），分别为他们分配一个不同的groupID、groupType。不同groupID 中的终端编号为不同的tmlID，终端有其各自的终端状态（tmlStatus）、上线时间（OnlineTime）、下线时间（OutlineTime）以及注册时间（RegTime）。在VOD点播应用中，通过groupID 参数进行用户定位，每个用户发起点播时，必须向会话管理器传送此参数，以便标示用户所在区域，控制视频服务器向用户所管理的IPQAM 进行推流。

在IPQAM 上为每个输出码流配置码流标识号（TSid），其取值范围为0至65535，TS－id值即为groupID 参数值；在每个groupID 下的所有QAM 信道中，设置若干频点为主搜索频点，要求互动机顶盒每次开机搜索这些频点对应的TS－id，并从中解析groupID 参数，实现定位过程。

2 实体关系的设计

根据以上需求，为了达到灵活的分组，本文采用如图2所示的 实体关系模型［4－6］。

图2 实体关系模型

在实体关系模型中，包括终端、终端组、业务配置项、日志采集项及运营策略实体［7－8］，它们之间的关系如下：

（1）终端与终端组为多对一关系，即一个终端只能关联一个终端组，一个终端组可以包括多个终端；

（2）终端组与业务配置项为多对多关系，即一个终端组可以关联多个业务配置项，一个业务配置项可以关联多个业务组；

（3）终端组与日志采集项为多对多关系，即一个终端组可以采集多种日志；

（4）运营策略与终端组为多对一关系，即一个终端组可以有多个运营策略。

3 基于TR069的终端分组管理业务流程

本节通过TR069实现用户分组参数的下发，并描述了分组管理的业务流程［6］［9］，主要包括：业务配置信息的配置流程、日志采集项配置流程与终端个性化升级流程。按照分组权限的需要，给测试用户下发不同的配置参数，实现对分组的管理和维护。

3.1 业务配置信息的配置流程

（1）业务配置信息参数说明

业务配置项包括：configID、configType、configName和configValue。其中configType分为终端能力信息和个性化参数。configValue为configName的参数取值。config－Name为终端能力信息和个性化参数中的各个参数名称，具体如下：

1）终端能力信息

终端能力信息包括：终端厂商（Manufacturer）、终端型号名称（ModelName）、终端硬件版本号（HardwareVersion）、终端软件版本号（SoftwareVersion）、终端当前状态（tmlStatus）及所支持的传输层协议（TranseferProtocol）、流封装协议（MultiplexTypes）、音频编码格式（AudioStandards）、视频编码格式（VideoStandards）等。

2）个性化参数

个性配置的参数包括业务访问地址、网络参数、告警门限、日志上报周期等。目前所提供的服务器业务访问地址有：应用门户地址（AppPortal）、应用文件传输服务器地址（AppFTP）、TV点播门户地址（TVPortal）、图片服务器门户地址（PicPortal）、系统升级服务器地址（SUSURL）、在线管理系统服务器地址（OLS）、业务提供设备列表中的各服务器地址（SPElist）、机顶盒操作日志更新系统服务器地址（STBlogUpdateSystemURL）。

根据不同的groupID配置不同的前端服务器地址或URL，并有全局的默认配置；待配置的前端服务器地址可以实现动态增加或修改。ACS可以根据终端用户的不同分组，向TMS请求不同的地址，然后下发给用户终端。

（2）业务配置信息的配置流程如图3所示。

1）STB 开机与ACS 建立连接后，调用Inform 方法，上报终端能力信息的各个参数给ACS。

2）ACS得到这些参数后，把参数上报给AAA，发起Auth Request。

3）AAA 收到这些参数来匹配不同的groupID，并根据不同的运营策略opID 对机顶盒进行认证授权，并返回Auth Response。

4）ACS得到认证信息后，返回Inform Response。

5）STB发起一条空的HTTP Post请求。

图3 业务配置信息的配置流程

6）TMS判断是否有适合该型号终端的软件升级，并进行更新，升级流程可参见图5。

7）ACS向TMS请求需要查询参数的终端的分组情况。

8）TMS把分组详情返回给ACS，并告知ACS该终端是否有参数配置。

9）如果该终端有参数配置，ACS就向STB 发起Get－ParameterValues的请求，要求查询指定的终端能力信息参数或个性化参数。

10）STB 返回GetParameterValues Response，携带着指定参数的值。

11）如果需要重新配置指定参数的值，ACS就向STB发起SetParameterValues的请求，配置相应的参数。

12）STB返回SetParameterValues Response，携带参数值设定的结果。

13）ACS不需要进行其他操作时，就返回空的HTTP Post Response，并断开连接。

3.2 日志采集项配置流程

（1）日志采集项参数说明

日志采集主要包括终端业务使用记录和维护记录，不同的分组可以采集到不同类型的日志，不同类型的日志都有一个不同的itemID。日志类型分为故障日志和日常日志。

终端具有告警能力，能够将终端业务质量等信息上报给ACS 或TMS，如对超过阈值的丢包率（PacketsLost）、业务访问失败（BusinessaccessFailure）等信息进行告警上报。在机顶盒发生系统、业务、网络等故障时，由ACS进行平台侧诊断，可以满足终端远程诊断、远程排障的需求。当发生的事件达到设置的上限时，终端会立即与ACS建立连接，并发送故障日志，携带告警的参数，将告警主动上报给ACS。同时，终端会定时采集认证次数、认证失败详细信息等日常日志参数，上报给ACS或TMS。

（2）日志采集项的配置流程

日志可以由STB主动实时上报，也可以由ACS定期向STB采集。由于实时采集大量终端的日志会造成服务器的负担过重，故使用ACS定期采集。日志定期采集流程如图4所示。

图4 日志定期采集流程

1）STB 开机与ACS 建立连接后，调用Inform 方法，获取事件类型。

2）ACS返回Inform Response。

3）STB发起一条空的HTTP Post请求。

4）ACS通过调用STB的SetParameterValues方法设置STB日志定时上报周期及服务器地址。

5）STB 返回SetParameterValues Response，携带设定的结果。

6）ACS不需要进行其他操作时，就返回空的HTTP Post Response，并断开本次连接。

7）STB进行其他事务处理。当STB本地时间相对于本次开机时间的间隔到达设定的日志上报周期则生成日志文件，上报周期为PeriodicLogReportInterval。

8）STB通过设置的日志服务器地址，采用HTTP 或FTP的方式［10］进行日志上传。如果上传失败，则要求保存数据并合并下个统计周期，生成新的日志文件，至上传成功；上传成功后，原统计周期内的数清空。

3.3 终端个性化升级流程

（1）终端个性化升级说明

ACS的升级策略可以根据用户分组、终端厂商型号、固件版本号等信息进行选择性配置，如分别给不同用户分组的终端升级到不同的软件版本。开发的系统软件和应用软件，需要上传到TMS，供终端下载使用。TMS需要对开发者上传的软件进行完整性和安全性验证，并进行功能和性能的测试，测试通过的软件才允许上线，供终端下载使用。

（2）终端个性化升级的流程如图5所示。

图5 终端个性化升级流程

1）STB发送内容为空的HTTP请求。

2）ACS向TMS请求需要查询参数的终端的分组情况。

3）TMS把该分组详情返回给ACS，并告知ACS该分组的软件是否有新版本，并把下载升级的URL给ACS。

4）如果有新版本，ACS先通过GetParameterValues请求来查询终端的软件版本号。

5）STB通过GetParameterValues Response携带软件版本号给ACS。

6）如果STB的版本不是最新的，ACS就会向STB 发起Download请求。

7）STB返回Download Response，随后打开该文件的URL，采用HTTP或FTP的方式下载文件［10］。当文件下载完成后就会进行软件升级，如果升级成功后需要重启，则终端会在Inform 方法的Eventcode 中至少包含“1 BOOT”和“4 VALUECHANGE”，表明STB 加电启动，同时STB的软件版本有变化。

8）之后STB 通过TransferComplete通知ACS 此次升级是否成功应用。

9）ACS 返回TransferCompleteResponse，随后可进行其他请求的处理。

3.4 实验结果

本文中的设计在支持跨区域、多运营商的新一代广播电视服务系统中进行了部署和使用，将终端分成了三个组：普通用户、VIP用户和测试用户。为了测试需要，并根据个性化参数的配置，分别给三组终端用户提供了不同的业务访问地址，最终达到了以下效果：普通用户只能使用直播及部分第三方应用的体验业务；VIP 用户可以使用点播、直播、时移、回看及淘宝、科协等多种第三方应用的业务；测试用户可以使用点播、直播、时移、回看、多种第三方应用及融合通道网关加速业务。

3.5 设计特点

基于TR069终端分组管理的设计具备以下特点：

（1）安全性：TR069 协议中的加密认证采用了SSL／TLS、HTTP basic或HTTP digest等方法［10］，使得设计出的系统安全可靠；

（2）普适性：TR069协议是一个位于IP之上的应用层协议，采用HTTP 协议，可以有效地穿越复杂的网络环境，这使得该协议的适用性很广，对接入方式没有限制；另外，用Web中成熟的技术，使本系统的实现简单，开发难度小；

（3）标准化和开放性：TR069协议是由DSL 论坛所开发的技术规范之一，提供了通用框架和协议，并制定了数据模型标准，大大提高了本系统的互操作性。

（4）高效性：TR069 协议允许ACS和CPE 任意一个发起连接请求，且不需要长期的连接，没有会话请求时就断开连接，使得系统所需带宽减少，可以节省系统的成本；通过以上的流程及参数设计，使得系统可以软件自动升级以及业务自动推送，比使用其他传统协议进行管理更高效。

4 结束语

本文结合终端分组管理的需要，即对测试用户进行独立管理，对其下发个性的业务配置信息、日志采集信息及运营策略，基于TR069协议设计了终端分组管理。TR069对终端分组进行自动配置和动态业务提供，可以对分组进行管理和统一维护；同时可以根据业务发展进一步的需求，增加或删除需要获取的业务信息的参数。本文对运营商在业务运营时开展业务测试、提高区分服务等方面具有一定的参考价值。

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［2］MENG Jing.Implementation of STB’s management function using TR069protocol［J］.Video Engineering，2009，33（12）：49－51（in Chinese）.［孟静.采用TR069协议实现机顶盒的管理功能［J］.电视技术，2009，33（12）：49－51.］

［3］DSLForum.TR－069 ＿Amendment－3［S］.http：／／www.broadband－forum.org／technical／download／TR－069 ＿Amendment－3.pdf，2011.

［4］DSLForum.TR－135 ＿Amendment－1［S］.http：／／www.broadband－forum.org／technical／download／TR－135 ＿Amendment－1.pdf，2010.

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［10］QI Shaoan，MEI Bin.Terminal management of IPTV based on TR069［J］.Designing Techniques of Posts and Telecommunications，2011（12）：7－12（in Chinese）.［齐少安，梅斌.基于TR069 协议实现IPTV 盒端管理［J］.邮电设计技术，2011（12）：7－12.］