IPTV終端中間件的研究

2007/07/13

• 實(shí)現IPTV終端與IPTV系統平臺的互連互通，方便引入多家終端廠(chǎng)商。


• 屏蔽上層應用與終端底層硬件和基礎軟件，使得同一應用在不同的機頂盒上提供相同的用戶(hù)體驗。


• 為應用開(kāi)發(fā)商提供一致的API（應用程序接口），方便應用的移植，縮短各種第三方應用推出的時(shí)間周期，減少開(kāi)發(fā)費用。

(點(diǎn)擊看大圖)

圖1 基于中間件方式的IPTV終端軟件架構

　　資源層：包含操作系統和硬件驅動(dòng)程序。資源層透明地將各種資源提供給終端中間件層。

　　終端中間件層：終端中間件層是隔離上層應用程序與底層操作系統及硬件的軟件適配層，向下有針對不同操作系統和硬件的接口，即中間件可移植層；向上可提供與底層資源無(wú)關(guān)的支持各種上層業(yè)務(wù)應用的API，即中間件API層。中間件本身的功能由一組中間件核心模塊實(shí)現。對中間件層的詳細描述見(jiàn)§3.2。中間件層提供了一個(gè)統一的底層資源層抽象視圖，應用程序不直接訪(fǎng)問(wèn)資源，而是通過(guò)中間件層實(shí)現對資源的調用。

　　應用程序層：為用戶(hù)提供IPTV的各種業(yè)務(wù)、基于機頂盒的各種應用。應用程序分成3大類(lèi)：

　　瀏覽器及B/S方式的各種應用。瀏覽器又分兩種情況：通用瀏覽器及定制的瀏覽器。EPG的呈現可以采用通用瀏覽器，也可以采用定制的瀏覽器（如微軟IPTVe的實(shí)現方式）。增值應用一般都基于通用瀏覽器，采用B/S方式開(kāi)發(fā)，這是目前實(shí)現IPTV增值業(yè)務(wù)的最主要方式。通過(guò)對瀏覽器提出要求，如支持JavaScript、Flash插件，能通過(guò)插件方式調用IPTV系統的音視頻播放能力等，可以豐富B/S方式應用的表現能力。但是，B/S方式可實(shí)現的功能有限，請求/應答的模式使得交互速度也受到限制，例如，很多游戲都無(wú)法通過(guò)B/S方式實(shí)現。所以，開(kāi)展IPTV增值業(yè)務(wù)必須發(fā)展C/S方式的客戶(hù)端程序。

　　C/S方式的應用程序。C/S方式的應用程序直接與服務(wù)器端交互，實(shí)現各種應用，適合于實(shí)現無(wú)法通過(guò)B/S方式實(shí)現的游戲、證券等應用。這種方式為IPTV增值業(yè)務(wù)及融合業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了無(wú)限的想象空間。但目前受制于機頂盒的軟硬件能力，以及客戶(hù)端程序在機頂盒上移植的難度，這類(lèi)應用的開(kāi)發(fā)周期很長(cháng)，無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

　　本地應用程序。不需與服務(wù)器端交互的本機應用，如：本機游戲、用戶(hù)收藏夾、本地通信錄等。

　　業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)程序層：包括各種直接運行在操作系統之上，與IPTV業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的程序，如DHCP、PPPoE接入認證程序等。程序直接運行在OS之上，可以提高運行效率。這些程序與終端中間件軟件一樣，在引入新的機頂盒時(shí)要進(jìn)行移植，但這些程序通常具有業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)性，遵循通用的接口協(xié)議，因此能做到快速移植。

3.2終端中間件模塊結構

　　IPTV終端中間件層的軟件又分為以下3部分。

（1）中間件可移植層

　　可移植層被用來(lái)與第三方機頂盒集成，任何第三方的機頂盒，只要實(shí)現了本層軟件，終端中間件和中間件層支持的所有應用程序就可以運行在該機頂盒上，不需要對不同的硬件和操作系統再進(jìn)行適配。

　　中間件可移植層包括系統抽象層和接口抽象層。系統抽象層負責對操作系統進(jìn)行抽象，封裝了所有的通用操作，包括任務(wù)、定時(shí)器、消息隊列等，以及一些公共的數據結構，如隊列、堆棧等，屏蔽了操作系統。接口抽象層負責對底層硬件平臺進(jìn)行抽象，封裝了所有底層硬件平臺和接口設備的操作和接口，包括Flash、RAM、鍵盤(pán)、鼠標、遙控器等，屏蔽了底層硬件。

（2）中間件API層

　　API層將機頂盒中間件核心模塊提供的能力封裝成統一的API。開(kāi)放給CP/SP，供CP/SP在開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)應用時(shí)調用。CP/SP只需根據API實(shí)現應用，而不必去考慮機頂盒具體如何實(shí)現這些API封裝的功能。API層的存在降低了CP/SP開(kāi)發(fā)應用程序的門(mén)檻。

　　中間件API層的API分成兩類(lèi)：一類(lèi)API將底層資源所能提供的能力進(jìn)行封裝；另一類(lèi)API將終端中間件直接與服務(wù)器端交互的能力進(jìn)行封裝。

（3）中間件核心模塊

　　根據IPTV業(yè)務(wù)開(kāi)展的實(shí)際需求以及中間件架構技術(shù)實(shí)現上的需求，IPTV終端中間件至少應具有以下核心模塊：

• 應用程序管理器。負責應用程序的初始化，啟動(dòng)應用程序，管理所有應用程序的生命周期，包括彼此之間的相互操作，便于各種應用程序能夠協(xié)調地執行。



• 資源管理器。負責管理和調度應用程序使用的各種底層資源及它們的狀態(tài)。底層資源包括：如硬盤(pán)、內存、外設等硬件資源，文件系統、定時(shí)器等軟件系統資源。



• 輸入輸出管理：與紅外遙控器、鍵盤(pán)、USB接口、音視頻輸入/輸出接口等有關(guān)的各種輸入輸出事件的管理。



• 基本網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。調用操作系統層實(shí)現的各種網(wǎng)絡(luò )傳送協(xié)議，控制音視頻數據的傳送方式以及收集信息以提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證。

圖2 IPTV終端中間件與服務(wù)器端的接口

4、IPTV終端中間件設計、實(shí)現、應用中的關(guān)鍵點(diǎn)

　　IPTV終端中間件是業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一，終端中間件標準領(lǐng)域的研究也十分活躍。但是，要使IPTV終端中間件從研究走向真正的應用，從標準變?yōu)閷?shí)際的產(chǎn)品，還有很多問(wèn)題有待解決。

　　從IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展、運營(yíng)的角度，IPTV終端中間件設計、實(shí)現、應用中應關(guān)注以下3點(diǎn)。

4.1終端中間件的開(kāi)發(fā)推廣需要依賴(lài)于完善的商業(yè)模式

　　終端中間件的商業(yè)模式的設計側重于兩方面：

• 通過(guò)合理的商業(yè)模式推動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)商進(jìn)行中間件的開(kāi)發(fā)工作，推動(dòng)平臺廠(chǎng)商采納中間件方案，配合中間件的開(kāi)發(fā)。



• 通過(guò)合理的商業(yè)模式引導終端廠(chǎng)商、應用開(kāi)發(fā)商使用終端中間件。終端中間件的推廣不能僅提供一個(gè)終端中間件軟件，而是要推廣一系列的軟件、標準、工具。

• 為設備制造商提供中間件客戶(hù)端軟件、應用程序開(kāi)發(fā)平臺、移植工具、測試工具、技術(shù)支持、業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)支持以及設備規格/產(chǎn)品路標的相關(guān)咨詢(xún)服務(wù)。



• 為應用開(kāi)發(fā)商和內容提供商提供SDK和開(kāi)發(fā)工具，以及應用程序測試支持、應用程序發(fā)布管理、應用程序銷(xiāo)售報告。



• 為運營(yíng)商提供由運營(yíng)商控制和管理的應用程序下載管理系統。

• 軟件層次維度。首先開(kāi)發(fā)中間件核心模塊和實(shí)現中間件API層，第二階段再實(shí)現中間件可移植層。即：首先保證應用程序只開(kāi)發(fā)一次。使應用程序開(kāi)發(fā)商不需考慮終端底層軟件和硬件的差異性。此時(shí)，中間件本身需要有不同的版本，分別針對不同的終端底層軟件和硬件。



• 功能模塊維度。首先開(kāi)發(fā)應用程序管理器和軟件下載及升級服務(wù)模塊，以及資源管理器、圖形用戶(hù)界面管理等與調用底層資源密切相關(guān)的模塊，實(shí)現C/S方式客戶(hù)端程序的自由加載和運行。支撐IPTV增值業(yè)務(wù)的快速開(kāi)發(fā)。

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