IPTV終端中間件的研究

2007/07/13

• 實(shí)現(xiàn)IPTV終端與IPTV系統(tǒng)平臺(tái)的互連互通，方便引入多家終端廠商。


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


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

(點(diǎn)擊看大圖)

圖1 基于中間件方式的IPTV終端軟件架構(gòu)

　　資源層：包含操作系統(tǒng)和硬件驅(qū)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(yīng)用程序與底層操作系統(tǒng)及硬件的軟件適配層，向下有針對(duì)不同操作系統(tǒng)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(yīng)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(xiàn)。對(duì)中間件層的詳細(xì)描述見(jiàn)§3.2。中間件層提供了一個(gè)統(tǒng)一的底層資源層抽象視圖，應(yīng)用程序不直接訪問(wèn)資源，而是通過(guò)中間件層實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的調(diào)用。

　　應(yīng)用程序?qū)樱簽橛脩?hù)提供IPTV的各種業(yè)務(wù)、基于機(jī)頂盒的各種應(yīng)用。應(yīng)用程序分成3大類(lèi)：

　　瀏覽器及B/S方式的各種應(yīng)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(xiàn)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(xiàn)方式）。增值應(yīng)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(xiàn)IPTV增值業(yè)務(wù)的最主要方式。通過(guò)對(duì)瀏覽器提出要求，如支持JavaScript、Flash插件，能通過(guò)插件方式調(diào)用IPTV系統(tǒng)的音視頻播放能力等，可以豐富B/S方式應(yīng)用的表現(xiàn)能力。但是，B/S方式可實(shí)現(xiàn)的功能有限，請(qǐng)求/應(yīng)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(xiàn)。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(yīng)用程序。C/S方式的應(yīng)用程序直接與服務(wù)器端交互，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用，適合于實(shí)現(xiàn)無(wú)法通過(guò)B/S方式實(shí)現(xiàn)的游戲、證券等應(yīng)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(jī)頂盒的軟硬件能力，以及客戶(hù)端程序在機(jī)頂盒上移植的難度，這類(lèi)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。

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

　　業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)程序?qū)樱喊ǜ鞣N直接運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，與IPTV業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的程序，如DHCP、PPPoE接入認(rèn)證程序等。程序直接運(yùn)行在OS之上，可以提高運(yùn)行效率。這些程序與終端中間件軟件一樣，在引入新的機(jī)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(jié)構(gòu)

　　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(jī)頂盒集成，任何第三方的機(jī)頂盒，只要實(shí)現(xiàn)了本層軟件，終端中間件和中間件層支持的所有應(yīng)用程序就可以運(yùn)行在該機(jī)頂盒上，不需要對(duì)不同的硬件和操作系統(tǒng)再進(jìn)行適配。

　　中間件可移植層包括系統(tǒng)抽象層和接口抽象層。系統(tǒng)抽象層負(fù)責(zé)對(duì)操作系統(tǒng)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(duì)列等，以及一些公共的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如隊(duì)列、堆棧等，屏蔽了操作系統(tǒng)。接口抽象層負(fù)責(zé)對(duì)底層硬件平臺(tái)進(jìn)行抽象，封裝了所有底層硬件平臺(tái)和接口設(shè)備的操作和接口，包括Flash、RAM、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、遙控器等，屏蔽了底層硬件。

（2）中間件API層

　　API層將機(jī)頂盒中間件核心模塊提供的能力封裝成統(tǒng)一的API。開(kāi)放給CP/SP，供CP/SP在開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)調(diào)用。CP/SP只需根據(jù)API實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，而不必去考慮機(jī)頂盒具體如何實(shí)現(xiàn)這些API封裝的功能。API層的存在降低了CP/SP開(kāi)發(fā)應(yīng)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(jù)IPTV業(yè)務(wù)開(kāi)展的實(shí)際需求以及中間件架構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的需求，IPTV終端中間件至少應(yīng)具有以下核心模塊：

• 應(yīng)用程序管理器。負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的初始化，啟動(dòng)應(yīng)用程序，管理所有應(yīng)用程序的生命周期，包括彼此之間的相互操作，便于各種應(yīng)用程序能夠協(xié)調(diào)地執(zhí)行。



• 資源管理器。負(fù)責(zé)管理和調(diào)度應(yīng)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(nèi)存、外設(shè)等硬件資源，文件系統(tǒng)、定時(shí)器等軟件系統(tǒng)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(diào)用操作系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)的各種網(wǎng)絡(luò)傳送協(xié)議，控制音視頻數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用，從標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)營(yíng)的角度，IPTV終端中間件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用中應(yīng)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(shè)計(jì)側(cè)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(tái)廠商采納中間件方案，配合中間件的開(kāi)發(fā)。



• 通過(guò)合理的商業(yè)模式引導(dǎo)終端廠商、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)、工具。

• 為設(shè)備制造商提供中間件客戶(hù)端軟件、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)、移植工具、測(cè)試工具、技術(shù)支持、業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)支持以及設(shè)備規(guī)格/產(chǎn)品路標(biāo)的相關(guān)咨詢(xún)服務(wù)。



• 為應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和內(nèi)容提供商提供SDK和開(kāi)發(fā)工具，以及應(yīng)用程序測(cè)試支持、應(yīng)用程序發(fā)布管理、應(yīng)用程序銷(xiāo)售報(bào)告。



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

• 軟件層次維度。首先開(kāi)發(fā)中間件核心模塊和實(shí)現(xiàn)中間件API層，第二階段再實(shí)現(xiàn)中間件可移植層。即：首先保證應(yīng)用程序只開(kāi)發(fā)一次。使應(yīng)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(duì)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(yīng)用程序管理器和軟件下載及升級(jí)服務(wù)模塊，以及資源管理器、圖形用戶(hù)界面管理等與調(diào)用底層資源密切相關(guān)的模塊，實(shí)現(xiàn)C/S方式客戶(hù)端程序的自由加載和運(yùn)行。支撐IPTV增值業(yè)務(wù)的快速開(kāi)發(fā)。

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