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NGOD20总体架构介绍目录 1.1总体架构. 3 1.1.1基本架构描述 . 3 1.1.2接口. 5 1.1.3配置结构 . 6 1.2组件分类. 7 1.2.1资产发布系统 . 7 1.2.2资产管理系统 . 7 1.2.3实时源和实时管理器 . 7 1.2.4计费系统 . 8 1.2.5授权服务器 . 8 1.2.6导航服务器 . 8 1.2.7购买服务器 . 9 1.2.8点播客户端 . 9 1.2.9媒资传播管理器 . 9 1.2.10点播资源管理器 . 10 1.2.11推流服务器 . 10 1.2.12会话管理器 . 10 1.2.13 CA系统 . 11 1.2.14加密资源管理器 . 11 1.2.15加扰器. 11 1.2.16网络资源管理器 . 12 1.2.17传输网络 . 12 1.2.18边缘资源管理器 . 12 1.2.19边缘设备 . 12 1.2.20网络管理系统 . 13 1.2.21数据仓库 . 13 1.2.22日志服务器 . 13 2接口描述. 13 2.1资产接口. 13 2.1.1资产分发接口 . 13 2.1.2资产获取接口 . 14 2.1.3资产传播接口 . 14 2.1.4实时元数据接口 . 14 2.1.5实时管理接口 . 14 2.1.6资产发布接口 . 14 2.1.7客户端导航接口 . 14 2.2会话接口. 14 2.2.1客户端会话接口 . 15 2.2.2会话授权接口 . 15 2.2.3会话和点播资源接口 . 15 2.2.4会话和加密资源接口 . 15 2.2.5会话和网络资源接口 . 15 2.2.6会话和边缘资源接口 . 16 2.3资源接口. 16 2.3.1资产定位接口 . 16 2.3.2推流服务器资源接口. 16 2.3.3 CAS接口 . 16 2.3.4加密资源接口 . 16 2.3.5网络资源接口 . 16 2.3.6边缘资源接口 . 17 2.4授权接口. 17 2.4.1授权验证接口 . 17 2.4.2客户端购买接口 . 17 2.5流控制接口 . 17 2.6客户端自动监测接口 . 17 2.7视频传输接口 . 18 2.7.1源传输接口 . 18 2.7.2加密传输接口 . 18 2.7.3网络传输接口 . 18 2.7.4 客户端传输接口 . 18 2.8网络管理接口 . 18 2.9数据仓库接口 . 18 2.10事件日志接口 . 19 2.11服务监测接口 . 19 1.1总体架构 为了讨论，我们需要提供一个包含了所有关键组件和接口的基本架构。这个架构给出了一个基本的框架，用来说明合理的模块和接口，就如同说明关键的功能流程一样。 1.1.1基本架构描述 图1为新一代视频点播服务的基本架构。先指出，架构的核心是视频点播服务，不过可以将架构进行扩展来支持其它的点播服务，如交换广播视频或网络PVR。 基本架构是由许多组件以及组件之间的接口组成。这些结构和接口允许在一个物理模块中实现单一或多个组件。架构怎样将多个组件整合在一起进行优化是未来革新要做的，并不在此说明书范畴。 组件 架构从功能上被划分成许多的组件。每个组件都以一种方式来定义，就是实现了共同接口的可交换的模块可被引入到系统的其余工作中。例如，当多个推流服务器实现了定义的接口时，它们就能被引入到系统中。 在一些情况中可以预料到，实现可以将几个组件整合成一个单独的产品或解决方案。Comcast认为这是一个确实的方法，因为它可以潜在地降低资金和运作成本，提高整体系统的效率。这种整合并不意味每个组件不用实现其相关的接口。例如，某个资源管理组件将同会话管理器整合在一起来实现；在这种情况下，仍旧必须实现和揭示相关的资源管理接口。 基本架构中每个描述的实体可以在实际的实现中表现出一个或多个物理实体来。例如，这有多个为了工作量结算和可测量性而实现了会话管理器的服务器。 图1 点播客户端位于用户家中的数字机顶盒上。任何代表数字机顶盒同其它数据转发器进行通信的网关服务器都将被当作点播客户端的一部分。所有其它组件位于运营商的主要和次要数据转发器、远程集线器上，依靠特殊的配置结构和网络拓扑。Comcast在组件的布置上将有更大的适应性，以此来调节存在于多个区域中的各种物理配置场景。以太网交换机和传输器对此有非常大的促进。然而，接口需要被设计成：各种组件的物理位置在不同的配置下表现出多样化来。 布 ·Asset Management System(AMS) 验证和管理资产内容和元数据 ·Real Time Source(RTS) 获取诸如从实时编码器传过来的实时内容 ·Real Time Manager(RTM) 管理实时资源，如获取一个节目频道的时间表 ·Billing System(BS) 管理客户的账单及服务订购 ·Entitlement Server(ES) 管理权利和事务 ·Navigation Server(NS) 介绍资产及服务并管理用户导航 ·Purchase Server(PS) 通过授权服务器执行会话授权来验证用户的购买 关键的组件包括： ·Asset Distribution System(ADS) 将来自内容提供者或网络运营商的资产进行发·On Demand Client(ODC) 给点播数据转发器和用户应用程序提供接口。其包括任何适合作为机顶盒代理的网关服务器。 ·Asset Propagation Manager(APM) 通过多个推流服务器来管理媒资传播 ·On Demand Manager(ODRM) 管理推流服务器需要的资源 ·Streaming Server(SS) 输出视频流和管理流控制 ·Session Manager(SM) 为用户的视频点播服务管理会话生命周期 ·Conditional Access System(CAS) 为视频点播服务执行控制访问 ·Encryption Resource Manager(EnRM) 为每个会话进行加密配置管理 ·Encryption Engine 联合会话来完成对视频服务的加密，位于视频服务器和边缘设备之间 ·Network Resource Manager(NRM) 管理每个会话进行网络传输时所需的资源 ·Transport NetWork(TN) 将视频服务从服务器传输到边缘设备上 ·Edge Resource Manager(ERM) 管理每个会话中边缘设备上所需的资源 ·Edge Device 执行多路复用和QAM调制 ·NetWork Management System(NMS) 为所有数据转发器上的组件提供网络管理 ·Data Warehouse(DW) 提供关于从点播服务收集来的数据的汇报及分析 ·Logging Server(LS) 为了诊断及事件跟踪，从多个组件上收集日志数据。 1.1.2接口 开放这个架构主要是为了定义并使各种组件上的接口和协议标准化。数据和控制平面接口都需要被定义。例如，数据平面接口是一种传输协议，它可以将点播的视频内容从推流服务器上传送到边缘设备上；控制平面接口是会话管理和点播资源管理之间的一种资源信号。 另外，为了从事架构上所有数据转发器组件的管理，管理平面接口需要被定义。为此，我们需要使用标准的协议，例如简单网络管理协议。 以下将关键的接口进行了分类： ·Asset Interfaces: A1-A7，定义了资产管理接口 ·Session Interfaces: S1-S6，定义了会话管理接口 ·Resource Interfaces: R1-R6，定义了资源管理接口 ·Entitlement Interfaces: E1-E2，定义了授权管理接口 ·Stream Control Interfaces: C1，定义了推流控制接口 ·Client Auto-Discovery Interfaces: D1，定义了客户端自动监测接口 ·Video Transport Interfaces: V1-V4，定义了从推流服务器到边缘设备的视频传输格式 ·Network Management Interfaces: N，定义了网络管理接口 ·Data Warehousing Interfaces: W，定义了数据仓库汇报接口 ·Logging Interfaces: L，定义了日志服务器的事件日志接口 ·Service Discovery Interfaces: D，定义了数据转发器上各种点播组件的服务和资源监控 1.1.3配置结构 在实际配置中，总体系统架构要作出许多关键的决定。另一方面，必须对架构的可行性评估有一定程度的了解。只要功能性和接口同总体架构中提到的一致，就能使用多种配置结构。 例如，包括如下： ·分散或集中的配置结构 ·本地或基于通路的中间件 ·网络传输设备 ·各种数据转发器组件的定位 ·应用程序和业务日志 图2 上图描述的是一个VOD配置结构样例。例中，主要数据转发器使用一个全局资产管理系统聚集来自资产发布系统的资产，并提供多个局部资产管理系统给次级数据转发器。另外，以太网网络传输同边缘QAM设备联合在一起使用。 1.2组件分类 1.2.1资产发布系统 有两种主要的资产类型：内容资产和元数据资产。内容资产有一个像MPEG文件一样的内容文件，它同描述此文件的元数据联系在一起。一个元数据资产包括各种提供深层内容资产信息的数据，如ProviderID和AssetID这些定义在CableLabs ADI1.1说明书上的数据。 特别是，资产发布系统包括一个或多个播发器，可以将资产越过分布网络发送到多个接收器中。接收器在资产转移到资产管理系统之前将其临时存储起来。 ADS其它功能性包括： ·多种物理网络支持：卫星，IP链等等 ·多种传输支持：广播，IP多点传送，单点传送等等 ·私人加密配置 ·资产时序安排、更新和汇报 1.2.2资产管理系统 资产管理系统通过资产发布接口接收来自资产发布系统的资产数据，包括资产元数据和内容文件。许多处理步骤将出现在AMS上，它们包括： ·接收和存储资产 ·资产元数据校验 ·资产元数据修改 ·资产生命周期管理 ·将资产递送给媒资传播管理器 ·将资产元数据发布在导航服务器上 在实际配置中，多资产管理系统可以被用来提供分级资产管理和传播。例如，通过ADS，可以将一个全局AMS配置在电报运营商的媒体中心和接口上。在电报运营商的数据转发器中，资产被转移到几个局部AMS上。在全局和局部AMS中可以使用IP多点传送这样的接口。为此，全局或局部AMS被加工成总体架构中的单一实体。 我们希望AMS提供统一的资产管理来管理各种各样的资产，包括电影、HTML文件、图表、音乐和来自实时源的实时内容。 1.2.3实时源和实时管理器 在典型的VOD系统中，视频资产被先编码和打包，然后才通过资产发布系统发布出去。另一方面，一些服务需要视频实时编码或者从一个实时源上录制下来，如电报运营商区域的数字广播流。 ·免费的VOD服务：电报运营商的数据转发器上，广播视频可以实时编码 ·网络PVR：类似广播节目，可以被编码和获取。数字广播节目可以被记录。 实时管理器被定义为一个组件来管理实时源的获取操作，如源标识、开始和结束时间。被截取视频的元数据从实时管理器那被引入到了资产管理系统。通过各种单点/多点传送协议，视频内容文件从实时源直接传到推流服务或其它需要的组件上。 1.2.4计费系统 计费系统为视频点播服务提供了几个主要的功能，包括： ·用户信息管理 ·每个用户有关服务的订阅都基于服务定义和用户ID ·清单和交易信息的收集 总体架构使用授权服务器来给计费系统提供一个抽象接口层。计费系统的功能和接口超出了NGOD说明书的范围。 1.2.5授权服务器 授权服务器在点播系统和运营商的计费系统之间提供了抽象接口层。特别是，授权服务器将实现计费接口，使得与计费系统能够结合在一起。授权服务器提供了开放的接口给其它在点播架构中的组件，并授权和进行事务管理。 授权服务器的几个主要功能： ·依据唯一的标识ID、描述等，运营商可以提供给用户各种点播服务。每种服务都包含了明确价格的点播内容。授权验证过程的关键部分是回答有关用户是否有权接受服务及其副内容的问题。 ·用户可以通过各种方法订阅服务和购买礼品。用户发送购买请求信息到购买服务器，服务器可以通过ES查询用户的权限。购买服务器知道特定的应用程序同服务器的关系。当ES知道了特定服务和机顶盒/用户ID以及其它诸如邮编的信息后，才进行授权验证过程。 ·如果用户有权进行特定的购买，交易信息将通过购买服务器发送到ES上，然后ES将交易信息通过计费接口发送到计费系统。ES也会响应其它授权功能，如信用查询。 1.2.6导航服务器 总体架构使用导航服务器作为一个实体来为点播服务的资产导航抽象特定逻辑的应用。导航服务器为点播应用获取其它组件的必需的信息，如资产管理系统的资产元数据。导航服务器提供导航菜单和相关应用属性给点播客户端并同点播客户端交换信息来激活导航功能。 导航服务器需要查询和更新来自AMS的资产元数据。资产状态更新的合时对一些结束用户导航体验来说是很关键的，来自不同导航服务器的资产列表视图都基于地理区域的标准 导航服务器可以提供其它应用特殊的超出说明书范围的功能。例如，导航服务器可以给用户提供如下功能： ·菜单、标识和应用程序背景图片 ·点播导航内容目录、类型等 ·内容视图的VCR控制栏 ·父级控制PIN管理 ·我的租用列表 1.2.7购买服务器 总体架构使用购买服务器作为一个实体来为点播服务的购买和授权抽象特定逻辑的应用。购买服务器为点播应用获取其它组件的必需的信息，如授权服务器的用户授权信息。购买服务器接收来自点播客户端的购买请求并检查授权服务器来授于购买权利。一些关键服务边上的接口需要被定义。特定的： 授权接口：为了授权服务，购买服务器需要ES的授权验证过程的接口。购买服务器从ES找回的用户授权信息将被缓存起来以减小响应时间。 会话授权：会话管理器的会话信息需要被发送到购买服务器来进行会话的实时授权。完成后的会话将继续进行由购买服务器发送到ES的处理。 导航服务器和购买服务器将在一个叫作应用程序组合模块中来实现，这个模块也提供其它应用功能。为此，它们作为单独的组件进行处理。 1.2.8点播客户端 点播客户端被定义为数字机顶盒或任何可以提供代理服务来同NGOD进行交互的网关服务器上的一个模块收集器。点播客户端和其它NGOD组件中的关键信息和协议包括： ·资产信息：查询和更新导航服务器上的资产及其元数据列表 ·授权信息：给一个购买服务器上特定的服务请求购买授权 ·会话信号协议：会话建立和拆卸会话管理器的接口。 ·推流控制协议：VCR控制指定推流服务器的接口 ·客户端自动监测接口：边缘QAM的自动监测将为特殊的机顶盒提供服务 点播客户端里的特殊接口，如机顶盒和网关/代理服务器之间的接口，都不是本说明书的主题。它们对不同类型的数字机顶盒来说是最适合的。例如，对于频道、处理器和内存容量受限的低端机顶盒来说，数据磁带习惯于播送高资产列表和它们的元数据。通过界外频道与界内频道相结合，双向资产查询也可被使用。对于带有DOCSIS调制解调器和更多处理器和内存容量的机顶盒来说，通过DOCSIS频道的资产查询更加可行。 1.2.9媒资传播管理器 媒资传播管理器负责将来自各种内容源的资产传送到合适的推流服务器。这项重要的功能时常被叫作“传播服务”。传播服务的策略由多种因素决定。例如： ·存储容量：决定是否有充足的容量来存储内容文件 ·内容备份：决定内容是否需要以分布的方式备份 媒资传播管理器和推流服务器之间的接口被定义，以致多个卖主的推流服务器可以通过相同的传播服务框架被引入到工作中。这个接口隐藏了推流服务器存储系统的内在实现。它可以包含多个参数，如存储容量、接收带宽以及是否备份内容文件到多个推流服务器中。 1.2.10点播资源管理器 点播资源管理器负责分配和管理来自推流服务器的流资源。在会话建立来自客户端的请求之前，会话管理器将与其它系统中其它组件的资源一起，从点播资源管理器请求资源。这些由点播资源管理器分配的资源包括： ·选择推流服务器：这是基于推流服务器中那些从媒资传播管理器找来的被请求的资产的区域 ·分配流资源：这包括了所选推流服务器中流资源的分配，其中有流端口号和带宽等参数 1.2.11推流服务器 通过传输网络和边缘设备，推流服务器负责将数字视频流向数字机顶盒。在典型的系统中，在容错能力范围内，常用巨大的存储硬盘集来存储MPEG格式的视频内容。特别是服务器越过UDP/IP和以太网来输出MPEG-2单一节目传输流。 代表性地，一个或多个推流服务器可以配置穿越网络。推流服务器可以配置在一个集中的数据转发器或分布式的远程集线器或两者之中。配置结构的选择取决于许多因素，如操作可行性、网络传输有效性、可量测性、内容存储及传播和总成本。 通过允许引入新的低成本高性能的视频服务器这样一种方式来定义结构和接口是很重要的，可以引发未来在存储、网络和内容发布技术上的革新。这个架构和接口将使得多个厂家的推流服务器可以配置在数据转发器上，为相同的客户端设备提供服务。 特别是，推流服务器也处理VCR类似的流控制，如暂停、快进、快退等。The trick mode files for contents can be generated ahead-of-time or on the fly by the Streaming Server. 1.2.12会话管理器 会话管理器负责为点播服务管理会话生命周期。 点播应用常常需要建立会话。服务器和网络资源的连接需要保存一段确定时间的会话。特别的，SM将履行以下的功能： ·同点播客户端的通信要注意会话的建立、会话的状态及会话的结束 ·相应购买服务器的接口批准用户请求的会话 ·在资源管理器的协商下，为合适的服务器和网络组件分配必需的资源来进行会话 ·动态添加、删除或者修改同会话相关的资源来维持多个点播服务的一体化 ·为会话管理服务质量 ·管理会话的生命周期 SM的一项主要功能是通过同适当的服务器和网络组件的资源管理器的协商下，为会话获取必需的资源。它们包括： ·点播资源管理器的接口决定推流服务器资源，分配流服务器和输出端口、 UDP/IP参数等 ·加密资源管理器的接口决定会话必需的加密资源 ·网络资源管理器的接口决定单向路径，发送请求的视频流到那些覆盖了用户住处的边 缘设备 ·边缘资源管理器的接口决定在边缘设备上使用的资源，如必需的带宽和MPEG调整参数，因此，数字机顶盒可以调整出MPEG节目，里面携带了请求的内容 会话管理器需要同点播资源管理器、边缘资源管理器和其它组件的资源管理器进行商议来分配资源，并使视频流从任一服务器传到任一边缘设备上。例如，在连接着通过向用户的标识网络的推流服务器上，资产文件是不可用的。这时，不得不使用一个备用的服务器和网络。因此，SM将需要同点播资源管理器和其它资源管理器商议消除差异。 当共享同一个资源管理器和根本资源时，可以使用多种类型的会话管理。这将允许各种应用更进一步的优化会话管理器。例如： ·管理交互的会话，如VOD中使用的会话，可以使用交互式的会话管理器。 ·在交换广播视频服务中可以使用交换广播视频管理器来管理会话。 1.2.13 CA系统 CA系统负责视频点播服务的总体安全。除了支持CAS本身现有的功能，架构还将允许在相同或不同的数据转发器中引入新的CAS。 在典型的CAS中，数字服务的加密可以通过使用授权控制信息和授权管理信息来完成。ECM被用来保护控制字，这些控制字加密必需的。EMM被用来为用户找回ECM。 在CAS中，同其它配置信息一样，需要开放接口来开放ECM和EMM访问。 假设先进行加密，通过一种方式产生ECM/EMM来使得一组数字机顶盒能够访问早先存储在服务器中已经加密了的内容。而实时加密，将产生的ECM/EMM分配给一个特定的会话。基于由CAS产生的ECM，内