NGOSS在广电交互式网络电视系统中的应用探讨

　1 引言

　　交互式网络电视(IPTV)是一种利用宽带有线电视网，集互联网技术、多媒体技术、通信技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。

　　交互式网络电视利用宽带有线电视网的基础设施，以家用电视机作为主要终端电器，通过互联网协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。

　　广电网是一个集成多技术的多业务网。面对激烈的市场竞争，以及客户对业务质量要求的不断提高，广电网需要建立良好的运维系统以支持多业务的开展，而降低多厂商网络的维护成本是满足企业运营目标所必须采取的手段之一。

　　成功的电信业务系统都是在进入市场前就适时地引入运维系统，并提供业务开通初期的有效服务手段，但这些运维系统多数基于静态商业模型，需要不断地改进以适应不断变化的商业运营环境。按此分析，针对IPTV这一即将兴起的流媒体业务，需要一种渐进的方案实现运营系统的完整集成。从技术的角度来看，就是需要一种能适应软件领域技术发展的模块结构框架以构成集成运维支撑系统。

　　中国一些运营商目前正在抓紧建设基础传输网络的网管系统。前几年陆续建设了电信“97工程”包括计费和营业系统，现在的重点是建设客户管理系统、呼叫中心等。总体来看，这些系统的建设起到了很好的作用，但随着市场竞争的加剧，新业务的融合，需要不断地对这些系统升级换代，因此参考网络管理论坛电信运营图（TOM）规范，研究适合运营商需要的运营支撑系统(OSS)的建设方法十分重要。

　　不同运营商对TOM规范的具体实现方案各有不同，实际上是不同的解决方案对TOM的基本模块做了不同组合。为了对建设广电交互式网络提供参考意见，本文主要讨论网络运营商关注的管理业务的原则和方法。

　　2 新一代运营支撑系统研究计划和应用原则

　　网络管理论坛充分利用现代分布式处理技术、面向对象技术和部件技术的成果，提出了新一代运营支撑系统(NGOSS)计划，重点研究采用即插即用方式开发、部署、修改OSS部件的结构框架、分析基准和过程方法论。NGOSS研究计划产生了一系列定义和推荐文档，推动了信息和通信部门OSS解决方案的发展。

　　NGOSS框架是一种高度中性的方案，同时也是一种包容方案，即可将该方案映射到多种实现技术如CORBA、JAVA和XML等。

　　NGOSS的研究内容非常庞大，主要的内容有：商业过程框架定义，系统实现框架定义，参考实现，开发NGOSS部件所需文档、模块、代码、培训资料的资源库建立，开发NGOSS解决方案和产品的一致性验证等。NGOSS与TMN间的关系如图1所示。NGOSS的结构框架如图2所示。

　　NGOSS的主要成果包括新一代运营支撑系统的一般方面、过程自动化方面、信息/数据模型方面、系统框架方面。

　　应用TMF的NGOSS开发电信业务运维支撑系统功能模型可覆盖如下的电信业务管理领域：网络设计和资源管理、多业务服务配置和激活、服务保证(如QoS、SLA、故障单等)、客户管理与计费、工单和工作流管理、业务分析与决策支持、集成网元与网络管理等。

　　运用NGOSS建立运维系统，应注意以下原则：

• 系统符合工业标准，兼容软件部件；
• 工作流工具不需重编程就能改变系统性能，提供不同功能；
• 最大限度减少系统集成复杂性和时间；
• 能实时保证尽可能多的后台操作移到前台；
• 客户和操作员能通过因特网门户联系，所有操作和活动受控于业务管理系统；
• 应用软件可通过消息总线(如EJB)和CORBA互相通信；
• 新的应用可通过共享业务对象集成；
• 遗留应用应集成到企业应用；
• 业务功能分为实时和离线数据仓库应用；
• 基于策略的管理应保证系统行为实时更新；
• 网元之间有直接对象接口；
• 基于部件的即插即用框架保证互操作和动态分布式管理应用；
• 应用系统能自己实现负载平衡和管理，网络资源能重点面向最终用户。

　　通常依据上述原则设计的软件结构应包含以下3个部件：

• 商业服务，通过协约定义提供商业功能的部件；
• 框架服务，支持通信、协约注册、工作流和安全等功能的平台；
• 策略框架服务，提供如何使用框架服务的规则部件。

　　3 交互式网络电视运维系统应用探讨

　　为了方便对交互式网络电视运维系统进行探讨和研究，我们将交互式网络电视分为九大部分，分别为：视频压缩和视频信源模型、应用层服务质量(QoS)控制、连续的媒体发布服务、流式服务器、媒体同步体制、流式媒体协议、版权保护、网络管理和元数据等相关技术。

　　原始的视频、音频数据经过压缩算法压缩，然后保存在存储装置之中。用户请求时，流媒体服务器从存储装置中重新获得压缩了的视频、音频数据，然后应用层QoS控制模块根据网络情况和QoS要求对视频、音频比特进行适配。适配后，传输协议将压缩的比特流打包，并且将视频、音频包送到互联网上。这些包可能会由于网络拥塞而导致过大的延迟或者丢失。为了提高网络视频、音频的传输质量，在互联网上配置了连续媒体的分类服务(如高速缓冲存储器)。包文件要想成功地到达接收器端，首先要经过传输层，并且在被视频、音频解码器解码之前要被应用层处理。为了实现视频、音频的同步表达，媒体同步装置必不可少。

　　交互式网络电视系统通常分为商务层、业务层、网络层及网元管理层等。网络层拥有全网视图，接受业务层的命令，协调和控制网元的物理和逻辑连接，保证服务质量。网络层提供核心主干网络和接入网配置、性能管理。网络层进行数据收集，收集的数据包括资源事件和使用数据，与消费者、网络提供者、服务提供者、内容提供者有关的财务数据等。网络层为业务层的计费系统、市场研究系统、网络规划系统提供数据。
　　业务层主要负责处理用户订单请求、客户服务和计费、故障管理。目前考虑用户管理和机顶盒(STB)管理，如为位于传输系统的接入节点分配连接初始参数，视频点播相关的控制，广播相关的控制，机顶单元(STU)和服务器管理的信息库等。商务层负责整个企业的管理、网络规划和发展。

　　关于交互式网络电视系统网络管理协议和模型，我们建议采用公共管理信息协议(CMIP)和简单网络管理协议(SNMP)共存的方式，对SDH/WDM/ATM采取ITU-T和ATM制订的公共管理信息服务单元(CMISE)模型，对机顶单元和交互式网络电视服务器采用SNMP模型，对网络使用数据的收集采用SNMP和CMISE模型。另外网络管理采用基于Web和CORBA的分布式管理。

　　下面我们重点探讨IPTV网络管理系统(NMS)与网元管理系统(EMS)之间如何通过标准接口进行服务及实现网络管理功能(包括配置管理、故障管理、性能管理、计费)。

　　(1)网元管理

　　网元管理系统(EMS)通常由厂商提供，实现网元设备开通、配置、监视(包括故障和性能)和测试。对传输系统来讲，网元管理系统主要是配置网元单板、交叉时隙等，对IP网络来讲主要是配置和监视服务器、数据库、交换机、路由器等。为了增强产品竞争力，厂商提供的网元管理系统有时包含了网络管理层，甚至是业务管理层的部分或全部功能。应用时运营商主要关心网元管理系统通过接口向上层提供的管理信息，而不需要厂商宣称的多厂商管理能力。网元管理系统通常应提供以下接口：告警接口、性能统计接口、计费数据接口，并接受网络层的业务开通指令，上载网元配置和拓扑数据。

　　(2)业务配置管理

　　业务配置管理指实现和计划客户业务的全过程，因此要求该管理功能快速、可靠、准确。通常要求业务配置管理做到以下几点：可自动或手工配置业务；可业务预配置，寻找是否有合适的资源；手工激活可由管理人员、市场人员或客户直接完成；可进行跨多个厂商设备的业务配置；具有业务配置事物管理和安全管理功能。

　　实现业务配置管理时通常需要取得厂商的配合，共同开发出与厂商网元管理系统相连的接口适配器。虽然难度大，但只要在与厂商签订商务条款时坚持需要接口的原则立场，就会得到厂商的支持，从而为今后运维部门建立完善的运维系统打下基础。此外，网络管理论坛、中国网络管理标准研究组等标准组织已制订的一系列网元管理系统-网络管理系统(EMS-NMS)网络管理接口规范，必须作为管理系统建设工作的基础。

　　进行连接类网络业务配置时通常按如下方式进行：订单管理模块接到来自客户服务模块的订单后，进行订单计划，发送激活指令到网络配置模块。网络资源管理模块或网络系统本身读出网络拓扑，计算出最佳路由，通过网元管理系统的接口将配置命令下达给网元管理系统或网元。需要指出的是这里应有完整的事物回退机制保持各管理模块数据一致性。

　　订单管理接受客户请求，可提供Web界面，由用户自己完成业务申请。订单管理包括图形化的申请流程、计划/激活/取消订单、客服人员联系、下一步的过程提示等功能。

　　工作流管理可提高工作效率，通常采用手工和自动两种方式。工作流管理是现代商业管理的重要部分，也是网络故障管理的重要部分。

　　(3)业务保障管理

　　业务开通后，业务保障管理就显得十分重要。流行的做法是与客户签订服务水平协议(SLA)，这意味着要监视、控制、报告服务质量。变被动的监视为主动的监控，一旦监测到业务故障或性能下降就采取预定的补救措施加以修复。

　　通常网管中心采集异构设备或系统的各种原始信息，如SNMP陷阱、CMIP事件等，转化成统一的格式，存入数据库，并通过工作流机制通知相应的维护人员。维护人员通常通过网元管理系统界面完成测试、诊断、恢复工作，必要时辅以测试仪器完成业务或设备的直接诊断。由于故障连锁反应会造成故障信息之间互相关连，因此需要分析出故障的根原因。通常需要快速分析出该告警影响的业务列表，根据优先级别分别处理。采用成熟的故障单管理模块和工作流系统可大大提高故障处理效率。

　　对性能管理来讲，通常采用管理信息库(MIB)轮询、Ping、Traceroute等方式收集IP网络性能数据，并与性能阀值和服务水平协议比较，超过性能阀值时通知告警处理模块。

　　目前已有很多厂商提供对光缆线路、宽带传输网络(SDH/WDM/ATM)以及IP网络7层协议的全面的分布式测试方案。采用分布式网络测试方案与网络管理系统相结合可弥补厂商网络管理系统只是监测网络设备而对业务测试不足的缺点，达到对业务端到端监视的目的，从而实现服务水平管理。

　　分布式网络测试技术是目前工业界、学术界关注的热点技术之一。主要包括IP网络的路由、优先级、安全以及基于QoS和服务类型(CoS)的网络服务，光缆和光传输系统的统一测试，无线业务的测试等。

　　(4)计费和客户服务

　　计费模块应解决如下问题：采集网络使用数据，收集用户访问的内容数据，分类整理、加工用户使用的数据，监测漏记原因和欺诈行为，实现预付费业务，实时或近实时计费，制出用户帐单，提供安全支付手段等。

　　通常设备和网络提供的是厂商专有格式，采集的数据需整理生成统一计费格式。对分布式的大量业务来讲，采集实时数据、实行实时计费和存储是一项艰难的工作。计费模块应包含费率设定、预付费处理、计费统计分析功能。在业务提供链上的不同业务提供者之间进行分帐处理也是目前应用中应考虑的问题。特别是广电业务由多个内容提供商、多级网络运营商提供，制订相应的收入分摊方案和软件模块是广电增值业务运行的一个重要前提。由于目前在客户服务上通行的做法是建立客户服务中心，用户通过一个免费电话或一个门户网站即可完成从业务申请、业务投诉到帐单查询或交费的全部工作。客户服务中心需要与计费模块相连，登记新客户，创建订单到业务配置模块，报告业务故障到业务保障模块。运营商通常利用客服部门与客户的交互通道，建立客户关系管理系统进行市场宣传、销售活动等。

　　有关计费系统和客户服务系统建设的标准很少。建立好的计费、客户服务系统是赢得用户的重要因素之一。

　　(5)运维解决方案

　　服务商在整个交互式网络电视业务提供过程中提供的服务不同，运维解决方案也将不同。解决方案1：一个服务商拥有整个网络，理论上需要一个运维管理系统，实际实施时需要将整个网络分成多个专业子系统实现分布式管理以降低复杂性；解决方案2：根据服务商管理边界将整个网络分成2个管理域，一个管理域为拥有机顶盒(STB)和服务器的服务商，另一个管理域为拥有核心网和接入网的服务商，2个管理域分别由各自的运维系统管理，它们的业务管理系统(SMS)通过X接口进行对等通信。

　　4 结束语

　　ITU-T同意TMF提出NGOSS的概念是对TMN的补充，按照TMF NGOSS的框架进行业务管理层和事务管理层的建设具有十分重要的现实意义。根据NGOSS保证快速、灵活、有效、可靠的服务的特性，可开发出适合中国需要的运维系统。本文对建立广电交互式网络运维系统的相关问题进行了探讨和研究，希望能对基于流媒体业务的网络建设和运营管理提供参考意见。

　　参考文献：

　　[1] 刘峰,周华春.宽带内容配送网络管理[J].电信工程技术与标准化,2002,(1):32?35.
　　[2] 马明,刘峰.国家广电网网管建设探讨[A].国际有线电视技术研讨会论文集[C].杭州,1999.
　　[3] TMF GB920 Version 1.5, New Generation Operational Support Systems (NGOSS), Architecture Overview [S].
　　[4] TMF GB914 Version 1.3, System Integration Map [S].
　　[5] 马明,刘峰.基于CORBA技术的国家广电网综合网管研究[A].国际有线电视技术研讨会论文集[C].杭州,2000.

[摘要] 文章分析了建立运维系统的必要性，并依据电信网络管理论坛新一代运营支撑系统研究计划的概念和应用原则，提出了建立广电交互式网络电视业务运维系统的一些设想。

[关键词] 新一代运营支撑系统；电信运营图；电信管理网；交互式网络电视

[Abstract] Based on the concept and implementation principles of TMF’s NGOSS, the paper analyzes the necessity of building operation and maintenance systems for the China radio and television networks, and also presents the system requirements and solutions to realizing relevant services and network management functions.

[Keywords] NGOSS; TOM; TMN; IPTV