（工商管理专业论文）广西移动家庭网关和内容分发网络运营模式的研究.pdf

广西移动家庭网关和内容分发网的运营模式的研究 摘要 随着信息社会的发展，网络和信息化家电越来越多地出现在人民 的生活中。国内电信行业重组，三家运营商均获得全业务牌照，提供 基于家庭网络的业务将成为运营商面向家庭客户的主要方式。对于重 组后的国内电信运营商来说，发展基于家庭网络的业务已非常迫切。 利用家庭网关方便快捷地提供各种新业务，不但可以使运营商增强用 户的粘性，降低其离网率，更能促进运营商从“管道”提供商向综合 信息服务提供商转型。 本文在传统的家庭网关的基础上，提出了综合智能化家庭网关的 概念，并具体描述了家庭网关的接口及功能，着重描述了利用家庭新 网关所开展的特色家庭业务及运营模式。 对移动运营商而言，宽带业务一直处于弱势，如何能给客户带来 丰富的数据、语音、视频的全业务享受的同时，又减少自身出口带宽 消减网间结算成本，构建内容分发网络平台( c d n ) 成为了必然的选 择。本文在介绍c d n 基本概念和对客户的需求进行了分析的基础上， 阐述了c d n 的研究背景及搭建c d n 系统的现实意义，提出了详细 的c d n 设计方案，并对平台各个功能系统( c d n 网络、流媒体管理 系统、c d n 管理支撑系统) 的组织和构成做了说明，对整个平台方 案的后续扩展实现做了阐述。 关键字：家庭网关c d n 全业务综合信息服务 t h er e s e a r c ho nt h eb u s i n e s s m o d e lo fh o m e g a t e 份l ya n dc o n t e n td e l i v e r yn e t w o r ko f g u a n g m o b i l eco r p o r a t i o n a b s t r a c t a st h ed e v e l o p m e n to ft h ec o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g i e s ，t h en e t w o r k sa n d i n f o r m a t i o na p p l i a n c e sa r ei n c r e a s i n g l yr e l a t e dt oe a c hh o u s e h o l da n d i m p a c tp e o p l e l i f e t h et h r e eo p e r a t o r sh a v ef u l l s e r v i c el i c e n s et op r o v i d e h o m e - b a s e dc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ss e r v i c e s ，w h i c hw i l lt u r ni n t ot h e m a i ne x p e c t a t i o n so fc u s t o m e r si nt h ef u t u r e a c c o r d i n gt ot h ec o n v e n i e n t a n de f f i c i e n tu s eo fh o m eg m e w a yt op r o v i d eav a r i e t yo fn e ws e r v i c e s ， o p e r a t o r sc a np r e s e r v ec o n s u m e r s v i s i o na n dr i s em a r k e tc o m p e t i t i o nt o r e d u c et h ec h u r nr a t e ，w h i c hi sb e t t e rf o ro p e r a t o r st od e v e l o pf r o m p i p e ” p r o v i d e r st oi n t e g r a t e di n f o r m a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，b a s eo nt h et r a d i t i o n a lh o m eg a t e w a y , ac o m p r e h e n s i v e i n t e l l i g e n tc o n c e p to f h o m eg a t e w a ya n das p e c i f i cd e s c r i p t i o no f t h eh o m e g a t e w a yi n t e r f a c ea n df u n c t i o na r es p e c if i e d ，w h i c hf o c u so nd e s c r i p t i o no f h o wt ou s en e wf a m i l yg a t e w a yt oc a r r yo u ts p e c i f i ch o m e - b a s e db u s i n e s s a n di t so p e r a t i o n a lm o d e t h i sp a p e rb a s eo nt h eb a s i cc o n c e p t so fc d na n dt h ed e m a n do f c u s t o m e r st os p e c i f yt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n dt h e s i g n i f i c a n c e r e q u i r e m e n tt ob u i l ds u c hac d ns y s t e m ，ad e s i g np r o p o s a lo fc d n h a s b e e ns h o w n ，a n dt od e s c r i b et h eo r g a n i z a t i o na n ds t r u c t u r ef o re a c h f u n c t i o n a ls y s t e mo fc d n ( c d n n e t w o r k ，s t r e a m i n gm e d i am a n a g e m e n t s y s t e m ，t h em a n a g e m e n ta n ds u p p o r ts y s t e mo fc d n ) ，f i n a l l y , t oc l a r i f y h o wt oa c h i e v et h i sp r o p o s a lp r o p e r l y k e yw o r d s ：h o m eg a t e w a y , c d n ，f u l ls e r v i c e ，i n t e g r a t e di n f o r m a t i o n s e r v l c e 声明 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 喜盒萎耄! 二一 导师签名：o # 乒乒一 适用本授权书。 日期： 日期： 第一章绪论第1 页共1 3 1 页 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着信息社会的发展，网络和信息化家电越来越多地出现在人民的生活中。 目前，国外各大运营商纷纷推出以家庭网关为核心的增值服务，构建家庭网络新 业务，为宽带家庭提供丰富多彩的综合信息服务。国内电信行业重组，三家运营 商均获得全业务牌照，家庭客户市场更是成为了各电信运营商争夺的热点。 据调查，国内各地数字有线电视用户数于2 0 0 8 年年底达到4 6 0 0 万，产业链 结构已经基本成型，但广电自身的社会公益性质和用户习惯了的“免费看电视 心理使得付费电视频道在大陆难以扩展市场空间。国内有1 6 亿有线电视用户中， 9 5 都是单向。虽然双向业务是公认的方向，但网络改造资金投入巨大，改造后 的盈利模式仍然不明，导致目前增值服务发展迟缓。新兴的i p t v 业务，其直播、 时移、点播三项业务堪称经典，在2 0 0 8 年取得1 0 0 增长，在国内用户数达到 2 6 0 万，但是国内的电信运营商无法用低于广电的成本来提供服务。 这些数据无不表明了家庭用户是个巨大的潜在市场。家庭、个人和行业用户 都有对互动型宽带多媒体业务的实际需要，例如一家人坐在一起看网络电影或点 唱网络卡拉o k ，父母把适合孩子观看的内容推送到孩子使用的终端设备上，在 从网络上下载电影或连续剧至自己的终端设备以便空暇时间观看，行业信息和服 务送达目标受众群体等，这些需要具体而迫切，远远没有得到满足，互联网产业 具有满足这些需求的最大资源群和开放技术体系。电信网、计算机网络、有线电 视网三网融合的趋势越来越明晰。 近三年，从美国苹果电脑在手持终端以外建立纵向的内容和服务的一体化经 营，到日本彩电巨头结盟统一电视机与网络的接口标准并联合建立内容服务汇集 和分发门户平台；通过固定和移动互联网，实现各类信息和服务在手机、p c 机 和各种电视机类终端上的连接和共享已成为全球产业共同趋势。国内若干厂家也 已经推出了可与互联网连接的视频终端产品。如：创维的酷开网站和酷开电视机， 长虹与微软合作的上网彩电，海尔与百度的合作，t c l 与i n t e l 携手推出全模 式网络彩电。显然，海内外产业已经形成共识，电视终端与互联网结合是出路、 更是方向。 家庭网关，从狭义上可以看做一个连接电视机与互联网的设备，对运营商来 说，家庭网关是提升其业务对个人用户渗透力的最佳武器，是其接入网的扩展和 延伸。通过家庭网关，运营商可以缩短自己与用户的距离，方便新业务和增值业 第2 页共i 3 1 页第一章绪论 务的扩展。家庭网关可以做到使运营商从过去的“最后一公里 到如今的“最后 十米 。 家庭网络的兴起，其核心是家庭网关。发展家庭网关有利于运营商挖掘接入 门户价值，打造综合竞争优势。整个电信业务的运营价值链中，运营商都积极地 从最初的单纯接入服务转到综合信息服务。下一代网络和三网融合( 电信网，互 联网，广电网的融合) 是大势所趋，家庭网关与运营商提供的服务和功能相融合， 将使家庭更为舒适、高效、便捷和安全，由此形成一整套的家庭信息服务系统。 家庭网关的发展符合综合信息服务的潮流。随着业务整合与下一代网络潮流 的兴起，家庭网关在运营商的综合信息服务战略布局中，将成为继电子政务、电 子商务后又一颗关键棋子。特别是在运营商重组后，全业务运营环境使家庭网关 具有了更为广阔的发展空间。 家庭网关不仅是一个物理接口，也是一个业务的入口。家庭网关是新业务的 直接载体，家庭网关的进步将推动家庭业务市场进步，运营商可利用家庭网关实 现业务捆绑终端的营销模式。其盈利模式为通过绑定终端来推广业务，通过业务 收费来补贴终端费用。利用业务捆绑终端方式进而控制产业链，是运营商整合产 业资源的重要途径，也是快速拓展业务定制、把握用户体验、推广品牌的重要手 段。家庭网关的发展符合综合信息服务的潮流。随着业务整合与下一代网络潮流 的兴起，家庭网关在运营商的综合信息服务战略布局中，将成为继电子政务、电 子商务后又一颗关键棋子。 1 2 国外成功案例 根据h g i ( 家庭网关组织1 的统计，全球可管理的家庭网关数量在2 0 0 7 年达 到1 6 2 0 万，预计这一数字在2 0 0 9 年将达到3 4 0 0 万。家庭网络业务的快速发展， 促进了运营商向综合信息服务提供商的转型，同时也带动了宽带及增值业务的发 展。目前，国外各大运营商纷纷推出以家庭网关为核心的增值服务，构建家庭网 络新业务。 当下在全球范围内，家庭网络业务开展得最好的电信运营商之一就是法国电 信( f t ) 。法国电信于2 0 0 4 年正式推出了名为l i v e b o x 的家庭网关业务，通过具 有w i f i 路由功能的l i v e b o x 提供上网、网络游戏、v o m 、家庭监控等新应用。 截至2 0 0 8 年第一季度末，法国电信的l i v e b o x 业务已发展了6 7 8 万用户。到2 0 0 7 年底，已经有7 1 的a d s l 用户成为l i v e b o x 用户，a d s l 用户中v o l p 用户的 比例已经从2 0 0 5 年的1 9 增长到5 6 ，i p t v 用户的比例也从2 0 0 5 年的4 增 长到1 6 。 根据具体业务的需要，英国电信( b t ) 以b t h o m e h u b 家庭网关为核心， 第一章绪论第3 页共1 3 1 页 在其数字家庭网络实现方案中实现了w i f i 热点覆盖、以太网以及视频语音综合 的目标。截至2 0 0 8 年第二季度末，其宽带连接的数量达到4 5 0 万，其中移动用 户超过3 8 万，b tv i s i o n 用户增长至2 8 万。宽带业务的快速发展，使用户的a r p u 值提高了5 ，在一定程度上弥补了话音业务的损失。 日本电信的数字家庭网络解决方案与欧美的方案大体一致，只是在固网与移 动网融合的过程中，其与n e c 合作研究开发的终端具有比欧美运营商制造的终 端有更强大的功能，它支持与3 g 的融合，支持v o i p 功能。日本n t t 通过家庭 网关实现数字家庭的各项应用，表现出以下优势：( 1 ) 功能强大，实现了所有的控 制、语音、视频的功能；( 2 ) 终端模式适配广泛，支持了w i f i 、3 g 以及蜂窝网络 多种形式；( 3 ) 家庭网络网关支持多种接入方式，包括f 1 m 、以太网等等。 1 3 本论文的主要工作 本论文第一章主要介绍了家庭网关和内容分发网络的研究背景和意义，同时 列举了一些国外成功的案例，第二章提出了新型的家庭网关的概念，并具体描述 了家庭网关的接口及功能，着重描述了利用家庭新网关所开展的特色家庭业务及 运营模式。 第三章在介绍c d n 基本概念和对客户的需求进行了分析的基础上，阐述了 c d n 的研究背景及搭建c d n 系统的现实意义，提出了详细的c d n 设计方案， 对c d n 的组成、组网模式、负载均衡技术实现方式进行阐述，提出了本次c d n 系统的组网方案、负载均衡技术选择及实现流程做了说明；对本次项目对负载均 衡设备、缓存设备的需求进行了深入分析，给出了建议的负载均衡设备、缓存设 备的选择建议；就本次c d n 网络方案对关键技术实现，如内容路由机制、内容 分发模式、未命中处理、v c d n 支持、业务认证计费的支持作了实现说明，此外 对流媒体业务管理设计进行了详细介绍，具体阐述了内容管理、广告管理、直播 管理、d r m 、统计报表等功能，还详细说明了内容网络运营支撑系统c d n o s s 的功能、软件开发等。阐述了流媒体平台的“平滑扩展”能力，包括服务能力扩 展、节点内部扩展、节点数量扩展、媒体格式扩展和功能扩展等。介绍了建设的 系统与外部系统的关系及相关接口和描述了流媒体系统的安全设计。详细说明了 c d n 的运营模式。 最后第四章对整个方案进行了总结，明确了本文所述方案的技术特点和总体 特点，并对指出需要进一步研究的方向。 第= 章家庭月关第一s 一页共1 3 l 页 2 1 家庭网关的概念 第2 章家庭网关 简单的说，家庭网关就是连接用户家庭网络和运营商网络的枢纽，是实现家 庭网络内部各设备与外部设备相互通信的设备，是家庭网络中堆核心的构成部 分。通过家庭网络内的设备，可以与电信网络进行信息交互，也可以进行内部设 备之间的信息交互。家庭网关在家庭内部建立统一的数据处理中心对家庭内部 数据进行管理，对外连接运营商网络。从物理形态来将，家庭网关下行必须提供 多接口连接不同的业务终端】。而由于运营商接入网络接口的多样化，家庭网 关需要能够支持不同的上行接口，以跟进宽带网络的变化。 传统的家庭网关定义，类似于路由器，仅仅只是将p c 机与i n t e r n e t 网 络相连。p c 可以以无线或有线的方式连接到i n t e r n e t 网络。传统定义的家庭网关 如图2 1 所示。 。鳔“固 崮2 1 传统的家庭呵关 对用户来说，随着高速宽带上网和家庭电脑的普及，越来越多的数字多媒体 设备如笔记本电脑、数学电视、手机、固定电话以及其他消费电子产品，经常需 要同时或同一时间段通过不同的网络接入到互联网上。同时，用户对网络优质廉 价服务的追求，如v o l p 电话服务、蓝牙业务、i p t v 服务等，使得家庭网关的应 用自然而然的被推出。家庭网关可咀使用户方便地组建家庭网络、智能连接，还 可以方便管理家庭内外网络和多媒体设备。因此用来整合家庭多种数字应用设备 接入的家庭网越来越受到用户的关注，家庭网关组织也提出了家庭网关的定义 为：一种简单的、智能的、标准的、灵活的整个家庭网络接口单元可以从不同 的外部网络接收通信信号，通过家庭网络传递信号给各个设备。 第6 * 1 3 1 第= 章家庭月关 庭日镕* d 恫 剀2 - 2 综合智能化的家庭新网荧 图2 - 2 是综台智能化的家庭新网关的家庭互联网组网方案。家庭网关把家庭 网络与外部网络联系在一起。通过家庭网关设备，采用c a b l e ( 包括a d s l 、光纤 或五类线减3 g 进行接入互联网。家庭网络包括常用的高清电视机、监控摄像 头、家电、计算机、无线座机、打印机、游戏机等设备，可以直接通过w i f i 或 五类线经过家庭网关实现联网。 家庭网关是一个类似机顶盒装置的嵌入式系统，以电视机、电脑等设备做可 视化终端，采用遥控器进行傻瓜式的家电化操作，一方面提供以t c p 1 p 为基础 的互联网应用接口和t d - s c d m a 无线接口，另一方面通过专用硬件接口向其它 家电设备提供特有的数据或信号，从而实现家电设备的i p 网络化。 例如，电视机能接收及处理的是音视频信号能使用的接口是h d m 吨差 分量视频立体声等音视频信号接口，家庭应用网关或其配套的解码组件能把来 自互联网的音视频文件解码成电视机能处理的音视频信号进行播放。 又如，无线监控摄像头能使用24 g 48 g 的频率向外发送音视频监控画面， 家庭应用网关或其配套的无线信号组件能接收无线监控摄像头发来的数据，并实 时编码为能在互联网进行传输的流媒体数据，或能存储在硬盘l 的多媒体音视频 文件。 再如，用户在上班前在智能电饭锅里放好生鲜食物，在下班路上离家还有 2 0 分钟的时候使用3 g 手机发出启动煮食的指令，家庭应用网关通过互联网接收 是 嚣缘 m 自o 一 。 、 一 。、r移嗡i百蟛 第= 章家庭月共第7 一页菇l 页 到这个指令并启动接口模块，以有线或无线的方式控制智能电饭锅启动煮食动 作。当用户回到家的时候马上就有新鲜做好的饭菜了。 家庭网关等于是一台能把各种控制、数据信号和t c p i p 数据之间进行转换 的设备，应用前景将非常广泛，它能低成本地把各种非网络化的智能家电设备实 现网络化。利用t d s c d m a 的网络优势，通过3 g 网络下载影视节目，配合3 g 手机作为远程控制终端，通过3 g 手机来遥控各类家电设备将成为一项非常实用 且有前景的3 g 应用。 2 2 家庭网关的功能模块 从应用上看家庭网关应该具备的两个基本功能：连接所有外部公共网络与家 庭内部网络之间的桥梁，使用户在家庭内部可以获得各种家庭服务的平台。从逻 辑上看家庭网关应该包括三个方面的功能：接入功能、业务功能和管理功能。从 功能上可以分别看出家庭网关的基本要求：接入上必须有广域网侧接口和局域网 侧接口；业务功能上必须具有语音、数据等业务支持能力并有应用扩展能力；管 理功能上必须提供端对端的安全保证，提供基于业务级的q o s 以及远程管理【2 】。 因此，可以将家庭网关看做是几个功能模块的组合，建议功能模块如图2 - 3 所示： g 月* 圈2 - 3 家庭阿关功能模块图 ( 1 ) 接入功能模块：主要实现家庭网络与运营商网络的连接，例如宽带网 t d - s c d m a 网络。 ( 2 ) 联网功能模块：主要实现家庭内部的用户终端设备之间的连接。 ( 3 ) 传送功能模块：主要实现家庭网络内部设备与电信网络之问的i p 包的传 送。 ( t ) 核心功能模块：包括地址功能、o o s 功能、安全功能、远程管理功能、 本地管理功能。 g 自 一 删蝴 四堂 第8 页共1 3 1 页第二章家庭网关 地址功能主要实现家庭网关自身i p 地址获得以及支持家庭内部终端获 得i p 地址； q o s 功能主要实现多业务流的分级处理及转发； 安全功能主要防止外部网络对家庭网络的非法访问以及内部网络的非法 接入； 远程管理主要实现运营商对家庭网关的远程管理与控制； 本地管理主要实现家庭网关的本地登录管理与控制。 ( 5 ) 业务功能模块：与公共电信网络的业务实现相关，由于业务的种类很多， 所以具备业务功能的家庭网关有很多类型，其具备的功能也与特定的业务相关。 2 3 家庭网关所提供的业务 家庭网关提供和承载的业务种类繁多，可以集成语音、数据、多媒体、高质 量音视频以及控制和管理等业务和应用，从而达到信息在家庭内部终端之间以及 家庭终端与外部公网之间顺畅流通的目的。从家庭网络业务的发展来看，根据家 庭用户对综合信息服务的不同需求，家庭网关所提供的业务有如下几类： ( 1 ) 宽带接入后的家庭通信类。 家庭通信是家庭内最基本的业务，满足家庭成员沟通与交流的需求，包括各 类电话业务，如v o i p 、视频电话、移动电话、即时通信等语音电话，按照其特 点，通信主要分为家庭内部成员之问的通信、家庭与外界的通信两大类。 ( 2 ) 家庭娱乐和信息服务类。 家庭娱乐是运营商对传统通信领域的扩展，满足家庭成员休闲娱乐需求的业 务，主要包括电视直播、视音频点播、网络游戏、家庭媒体共享和存取等。运 营商通过与i t 厂商、家电厂商以及广播电视内容提供商的合作，家庭娱乐进一 步实现电信综合信息提供能力。信息业务主要满足家庭成员对家庭内部以及外部 信息如生活、娱乐等综合信息获取需求的业务，主要包括信息浏览、定制与推送 业务等。 ( 3 ) 家庭办公类。 通过远程接入企业网络，并且在家庭办公室环境中通过布置传真机、网络打 印机等设备，采用电视会议电话等方式实时参与企业协同办公。 ( 4 ) 智能家居服务类。 智能家居服务是指满足家庭成员同常生活便利及家居智能化需求的业务，主 要包括：家庭监控、电子支付、智能家居、远程医疗、远程教育、电子购物等。 智能家居的实现已远远超出了电信领域的范畴，目前最大的困难不是技术因素， 而是需要不同行业的厂商协同一致，形成合力才能加速其发展进程。 第二章家庭网关第9 一页共1 3 1 页 家庭信息化需求将逐步增加，未来家庭不仅需要运营商提供在家上网和通信 的基础业务，还需要与各类信息家电融为一体的丰富业务和控制功能，如图2 - 4 所示。电信运营商应与设备供应商、内容提供商、业务提供商等方面通力合作， 充分利用其现有的资源和优势，为家庭用户提供具备个性化、智能化、宽带化、 移动化特征的综合信息服务。 家庭内部多奔p c 、电视机、 打印机等i t 设备互联，实现共 享上网 提供v o l p 、r 视电话灯语音 服务，将这些服务与家庭网络 捆绑在起 以家庭网关为核心，提供包括 语音、视频、数据业务的t r i p l e p l a y 业务 提供v o l p 、开展通信类和娱乐 类业务( 主要包括v o d 、l f r i v 、 网络游戏、家庭影音娱乐、网上 购物、远程教舟及医疗等) 提供通信类、娱乐类和控制类 ( 丰耍包括安全防护、家电控 制) 业务 控制类业务主要是引入家庭内 务符合标注的各种新型设备，家 庭内部实现协同服务( 包括家电 控制业务、家庭安防业务和三表 抄送业务等) 图2 4 家庭网关的丰富业务和控制功能发展图 2 4 家庭网关的接口 家庭网关应具备以下功能和接口： ( 1 ) 1 0 1 0 0 m 以太网接口：接入宽带网络 ( 2 ) 无线接口：内置u s i m 卡和天线，接入t d s c d m a 网络 ( 3 ) 无线w i f i 接口：方便用户无线上网 ( 4 ) h d m i 色差分量视频立体声等音视频信号接口：连接高清电视，影视片 直接播放输出 ( 5 ) 串口 ( 6 ) 预留u s b 接口 2 5 家庭网关的应用要求 ( 1 ) 组网的要求： 家庭网关是家庭网络的核心，要为不同的各类业务终端提供对应的接口，例 如电视机、p c 等，从有线到无线，从低速到高速。 ( 2 ) 业务标识和q o s 的要求： 第1 0 页共1 3 1 页第二章家庭网关 家庭网关是业务终端接入网络的第一个网络设备，其不同的接入端口就对应 了不同的业务，而不必根据业务数据流特性来识别业务。通常可以采用不同端口 配置不同的p v c 或v l a n 方式来进行业务标识。同样，也可以针对不同业务打 上不同的q o s 标记，另外，还可以对每个接入端口进行端口双向限速等方式来 控制流量，避免在接入网中出现带宽拥塞等现象。 ( 3 ) 远程管理要求： 从发展方向看，家庭网络承载众多的电信业务，为了保证电信业务端到端的 服务质量，电信运营商需要对端到端通信中涉及到的众多设备进行协调统一管 理，这其中就需要对家庭网络设备做到可控制和可管理。 ( 4 ) 家庭网关的安全要求： 作为家庭设备连接宽带网络的关口，家庭网关承担着保护家庭网络安全的重 大责任，因此，网关应该具备防攻击、防入侵的能力。 2 6 家庭网关的关键技术 家庭网关的关键技术主要为接入技术、q o s 策略、安全、管理以及模块集成 度与性价比等问题。 ( 1 ) 家庭网关的接入技术 家庭网关必须同时支持w a n 和l a n 接入。目前家庭网关的上行统一的接 口和规范标准正在制定中，同时还需要确定很多开放的可选技术。对于接入技术 而言，x d s l 技术( 包括第一代的a d s l 、h d s l s h d s l 等基于铜线传输的x d s l 接入技术，以及a d s l 2 、a d s l 2 + 、v d s l 等新一代x d s l 技术) 和光纤技术是 首选，而未来家庭网络的无线化趋势，使基于无线局域网的w i f i 或者蓝牙技术 也得到了广泛的应用。用户可以选择家庭无线网络加有线接入这种传统的模式。 此外，接入技术还需要考虑的就是和3 g 网络以及后3 g 网络的结合。目前 欧洲一些运营商正在研究把家庭网络集成到u m t s ( u n i v e r s a lm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m ，意即通用移动通信系统，是国际标准化组织3 g p p 制定的全球3 g 标准之一) 网络中，作为3 g 网络的一个延伸。每个家庭网关类 似于一个简化的小型微蜂窝。通过专用3 g 网络接入信道( 如h s d p a ) ，提供任何 类型的蜂窝服务，如话音、i n t e r n e t 接入、下载、网络电视等。可以通过无线接 入到t d s c d m a 网络，克服2g h z 频点的衰落，把家庭网关当作一个小的“基 站”。同时由于干扰环境局限在比较小的范围，采用h s d p a 技术可以达到几 m b i t s 的传输速率。这么做的好处一方面可以做到克服t d s c d m a 步行移动衰 落大、组网复杂的问题；另一方面移动通信终端不需要改成双模终端就可以同时 使用室内室外的3 g 无线网络。同时，家庭网关内部也需要集成多种网络连接技 第二章家庭网关第1 1 页共1 3 1 页 术，如w l a n 、以太网、u w b ，w i f i 和蓝牙等等。 ( 2 ) 家庭网关的q o s 策略、管理和安全 家庭网关是一个高级集成的网关，而要实现家庭网络的集成协作，必然要求 一套统一的q o s 策略。家庭网络的各个元素，包括网关、家庭终端设备、网络 节点等同时支持这么一套分级的q o s 结构。从水平层面看，为了内外网协同工 作，需要提供q o sw a n l a n 的映射；从垂直层面看，接入网和上层协议同样 需要q o s 接口和协作。同时，由于不同的业务都需要经过家庭网关，如何在复 杂的组网模式下，区分不同的业务流，对不同优先级业务流进行合适的调度对 q o s 提出了很高的要求。家庭网关作为运营商网络的一部分，必须具备远程控制、 远程检测、远程设置等能力。家庭网络的管理包括网关自身的管理、网关连接设 备的管理和零接触服务下的即插即用。家庭网关的管理希望用户参与的越少越 好。目前采用的远程管理协议主要有t r 0 6 9 和简单网络管理协议( s n m p ) ，而基 于t r 0 6 9 的管理体系会逐步成为主流。同时，作为家庭设备连接宽带网络的关 口，家庭网关承担着保护家庭网络安全的重大责任，因此，网关必须具备防攻击、 防入侵的能力。家庭网关的安全主要从设备安全、用户个人信息管理和信息控制 过滤三个方面加以考虑。 ( 3 ) 家庭网关的模块集成度与性价比 应用于不同场合的家庭网关代表着不同类型的产品，以满足特定需求，比如 电缆调制解调器、机顶盒等结合宽带调制解调器以提供某些专门服务的特殊家庭 设备。家庭网关应该集成不同类型的应用，但是由于外部接入网络的不同特点， 不同服务提供商的不同商业模式以及涉及到商业问题，家庭网关统一的解决方案 短期内无法达成共识。电信运营商发展家庭网关遇到的最大问题就是如何集成模 块以满足不同用户的需求。家庭网关如何应需而变，适应业务不断发展和丰富的 需求也挑战着运营商现有的运营模式。因此家庭业务发展的首要前提是解决家庭 网关的个性化问题，如何以最少的模块组合来满足最大多数用户的需求。此外， 家庭网关面临最突出的问题是需求和价格之间的平衡，运营商希望设备能提供尽 可能多的功能以方便业务的开展，同时希望价格越低越好，但制造商提出的价格 远远超过运营商的期望。不过还是有理由相信随着对家庭网关与家庭网络相关标 准的制定，各个生产厂家对于产品相关功能统一认识，能够生产出高性价比、功 能丰富的家庭网关，在运营商推动与培养下，家庭网络会很快成为电信运营收入 中的重要一环，从而打开双赢的局面。 家庭网络的兴起，其核心是家庭网关。发展家庭网关有利于运营商挖掘接入 门户价值，打造综合竞争优势。整个电信业务的运营价值链中，运营商都积极地 从最初的单纯接入服务转到综合信息服务。下一代网络和三网融合( 电信网，互 第1 2 页共1 3 1 页 第二章家庭网关 联网，广电网的融合) 是大势所趋，家庭网关与运营商提供的服务和功能相融合， 将使家庭更为舒适、高效、便捷和安全，由此形成一整套的家庭信息服务系统。 2 7 家庭网关的运营模式 家庭网关的发展符合综合信息服务的潮流。随着业务整合与下一代网络潮流 的兴起，家庭网关在运营商的综合信息服务战略布局中，将成为继电子政务、电 子商务后又一颗关键棋子。特别是在运营商重组后，全业务运营环境使家庭网关 具有了更为广阔的发展空间。 家庭网关不仅是一个物理接口，也是一个业务的入口。家庭网关是新业务的 直接载体，家庭网关的进步将推动家庭业务市场进步，运营商可利用家庭网关实 现业务捆绑终端的营销模式。其盈利模式为通过绑定终端来推广业务，通过业务 收费来补贴终端费用。利用业务捆绑终端方式进而控制产业链，是运营商整合产 业资源的重要途径，也是快速拓展业务定制、把握用户体验、推广品牌的重要手 段。 基于上节所介绍的综合智能化家庭新网关，本节主要着重介绍利用家庭新网 关所开展的特色家庭业务及运营模式，包括影视广告业务、游戏业务、教育频道 业务、安保监控业务、账单传送业务、财经地产频道业务等。综合智能化的家庭 新网关与运营商提供的服务和功能相融合，将使家庭更为舒适、高效、便捷和安 全。 2 7 1 影视广告业务 影视广告业务，主要是满足家庭成员影视音频需求的业务，主要是通过t d 手机或者p c 终端控制家庭新网关，从c d n 门户网站上下载电影、热门连续剧、 各类体育赛事等。用户可使用高清电视机播放所下载的视频节目，在观看的过程 中，运营商模拟电视台插播广告。此外，还具有丰富的个人影视业务，用户可将 自己录制的生活视频、出游视频、聚会小短片上传，与异地家庭网关好友用户共 同分享乐趣。该影视广告业务的主要收费点是用户的包月费( 限流量) 和广告商 的广告费。 2 7 1 1 目标用户 该业务是以广大的上班族为市场目标的。对于工作繁忙的上班族来说，利用 上班时间，通过手机或者电脑远程控制家中的家庭网关来下载喜爱的影视节目、 最近热播连续剧、最新赛事状况等视频节目，等到晚上下班后就可舒舒服服地在 第二章家庭舟关 第1 3 页共1 3 i 页 家中观看节目与家人一起分享更多的美好节目和时光，再也不必为不必再为错 过某场精彩赛事或最新电视剧剧情而遗憾。 对于当下爱s h o w 的舳后、9 0 后一代来说，迫切希望与好友分享出游美 景、聚会乐趣、生活小片段等，该影视广告支持用户上传视频、小短片、照片等 多媒体文件，在家庭网关用户之间可以互相访问下载这些多媒体文件，满足了用 户的分享需求。 对于运营商来说，充分利用不同地点不同时间上的业务特点，均衡了话务量， 提高网络的利用率，增加了利润。 2 71 2 实现方式 i m 图2 - 5 家庭阿关的影税广告业务实现方式图 图2 - 5 是影视广告业务的实现方式。用户可以通过手机或p c 远程控制家庭 网关，从内容分发网( c d n ) 的门户网站上选择感兴趣的影视节目下载至家庭 网关中。 家庭网关内置u s i m 卡，外置天线，只要能接收t d s c d m a 的信号，就可 以通过u s i m 卡连接到t d - s c d m a 的网络，由此接入互联网。系统自动为该 u s i m 卡分配唯一的口地址和t d 号码，用户提出下载申请后，即用户在门户网 站点击下载链接，根据用户i p 分布情况，系统自动将该i p 地址( 家庭网关) 重 定向指最近、最优的服务节点，由点对点下载技术实现并完成流媒体文件的下载 功能。 2 71 3 业务芙键点 ( 1 ) 操作控制 操作控制主要包括三个方面：直接控制下载、手机远程控制、电脑远程控制 枣舅面玑瞬 净蕾夕眇 第1 4 页共1 3 1 页第二章家庭月关 直接控制下载 通过电视终端，用遥控器直接进入对应的下载界面，挑选需要下载的文件， 点击确定下载，轻松搞掂。文件下载是在后台进行，完全不影响用户浏览文件和 其它操作。还可以进入“进度”菜单查看文件下载的情况，添加的f 载任务清楚 地按顺序列出，及时了解下载的速度、下载的进度。操作界面如图2 - 6 所示。 m * n i i t t # 自张r i * 斛f # 目 i f # # # 图2 _ 6 电视机显示下载操作界面 通过于机控制下载 远程控制家庭网关，不管是手机控制也好，电脑控制也好，都需要登陆c d n 的门广刚站进行操作。c d n 门户网站是为，通了家庭网关相关业务的用户提供 的一个服务平台。该平台向用户提了供全方位免费资讯、瓦动、下载服务，最最 突出的就是不断更新的海量高清影视资源。已注册开通家庭嘲关业务的用户，在 进入c d n 门户网站后，输入账号登陆，即进行搜索影视资源、远程管理在线家 庭网关的下载情况、订阅与t 享影视资源等操作。 当用户在外出时，想对家里的家庭网关进行下载控制。这时只需手机上网 登陆对应的c d n 门户网站，输入账号登陆，即可对用户的在线的家庭网关进行 下载控制操作。其操作方式如图2 7 所示。 控制信息流 卜媒体数据流 通过电脑控制下载 “一一 i 控$ v 哉 i 图2 7 手机操作下载图 哗 第= 章家庭月关 第一1 5 - 页共1 3 l 页 当用户在办公室时，想对家里的家庭网关进行下载控制。除了手机控制下载 还可以通过已连网的电脑，登陆对应的c d n 门户网站，输入账号登陆，即可对 用户的在线的家庭网关进行下载控制操作。其操作方式如图2 8 所示。 一 。1 眦控城 控r 。q 流 蜕体数制流 图2 - 8 p c 操作f 载图 ( 2 ) 家庭网关i p 与t d 号码相关联 家庭网关内置u s i m 卡系统自动为该u s i m 卡分配唯一的i p 地址和t d 号码，以便实现影视下载功能。一个家庭网关仅且只能分配一个t d 号码，由该 t d 号码区分不用的家庭网关用户，同时，还可将该号码与用户的手机号码做绑 定，以便进行流量计费或包月计费等，则开通家庭影音广告业务的流量包月费用 就直接从用户对应的手机账户上扣除了。 ( 3 ) 建立自主产权的内容分发网络( c d n ) 用户所下载的影视节目是预先存储在一定服务器上的，用户进行影视下载、 视频上传、运营商进行广告插播等，这些流媒体业务需要占用的网络带宽相当大， 而且q o s 保障要求也很苛刻，这给运营商带来了很大的技术挑战。在给客户带 来丰富的数据、语音、视频的仝业务享受的同时，又减少自身出口带宽消减网间 结算成本，建立属于自己的c d n 无疑是最佳选择。 如图2 - 9 所示，c d n 网络是架构在i p 基础网络之上的叠加网络，包括内容 发布、播放、计费及管理、统一的用户认证、统一的计费管理、完整的视频节目 管理和检索，是一个完整的宽带流媒体播放系统。c d n 网络通过将内容发布到 嘲络的边缘，实现内容网络的分布式就近服务，合理规划流媒体业务流量和流向， 减少流媒体业务对骨干带宽资源的占用，缩短用户访问网络的响应时问，提高数 据传输的稳定性，从而提高网络服务的总体能力。 鳔 第1 6 负共i3 1 蚺一章家庭目* m * * 自目r 自目月镕* n * ar 【l r $ s p 系缋 毒 忑r r _ e 2 茳| 震 e g 芏譬i 氍强 弱翻】隧墨 霞墨z 盈| 蠢譬 i m 8 鹎降 匿峦姻，一c 一* 霞囫霍盍鞠 圈2 - 9c d n 嘲络总体结构酗 构建咀内容分发平台，推出特色的家庭、e 务，有助于运营商在当下的激烈竞 争中提高自身品牌价值、增强竞争力、增加用户粘性，通过开拓新的互联网领域 业务，积极发展多媒体增值运营，使用c d n 平台提供的各种服务，进行合理运营， 实现网站视频服务赢利，借助家庭网络避免被管道化，实现朝“信息服务提供商” 的转型。 ( 4 ) 广告业务 增加了传统业务提供在网络视频上进行宣传的途径。当今社会飞速发展，广 告可渭无处不在。在运营商向用户提供影音广告业务的时候，可以有多种方式进 行广告。 可以在c d n 门户刚站上预留多个位置，专f 】用作广告区。 在用户观看所下载的影片时，插播广告。当然该广告都必须实现录制好 并存放于c d n 平台的片源数据库里，按照运营商设置的插播时间和方式进行插播 广告。对于简短而文字型的广告，在用户观看影片或节目时，做成滚动信息在电 视机屏幕下方输出。 运营商还可以在制作影视片源时，可以将广告直接压制于影片的片头或 篇末的位置。 ( 5 ) 收费方式 对于用户来说，希望使用影视下载业务，则必须开通该业务，该业务对 用户按每月流量收取费用。对比与目前市面上宽带包月费用，大概为1 3 8 元( 2 m 带宽，可晟多共4 用户上网) 不限时不限量每月计算，而g p r s 计费从5 元包3 0 m 第= 章家庭h 关第1 7 一页菸1 3 1 页 每月到2 0 0 元包5 g 每月不等，因此对使用影枧下载业务的用户在收取费用的时 候最好使用包月限流量的计费方式，在具体的价格和对应的流量上还有待市场 调研后确定。 对于广告商来说，最好采用广告时长和播出次数进行收费。 2 7 2 游戏业务 游戏是家庭娱乐不可或缺的一部分。家庭网关提供的游戏业务用于满足用户 休闲娱乐的需求。用户只需要在把游戏手柄与家庭网关相连即可通过电视机进 行本地游戏或与多人进行网络游戏。该业务按业务开通是否进行包月收费，不按 流量包月收费。 27 2 1 目标用户 游戏业务的目标客户是针对全客户的。因为游戏基本上受到了绝大部分人的 欢迎，只是不同的人群所关注的游戏种类不太一样，例如小朋友会喜欢磊拼图、 填色块的游戏，女性用户会喜欢玩找碴、连连看等节奏缓慢的游戏，而男性用户 则比较热衷于c s 、魂斗罗等激战游戏，而老年朋友则更倾向于打牌等游戏，因 此这就给c d n 平台的搭建添加了一定的难度，所谓众口难调，必须要不断的添 加、更新、完善游戏的种类。 27 22 实现方式 ( 1 ) 集成于家庭网关内的游戏 f t t 、一 游成千牺粤釜曼 图2 - 1 0 家庭舟关的游戏业务实现方式囤1 如图2 - 1 0 所示，对于集成于家庭网关内的游戏，只要将游戏手柄连接到家 庭网关上，即可在电视屏幕上调出对应的游戏界面，使用手柄操作就可以开始进 行游戏。这时可以把家庭网关看成是一个小小的游戏机，在出厂前里面就集成了 部分简单的游戏。 ( 2 ) 适合于电视机