雙網(wǎng)融合可視電話業(yè)務(wù)模式分析與架構(gòu)設(shè)計*

廖永紅

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機工程系 廣州 510300）

雙網(wǎng)融合可視電話業(yè)務(wù)模式分析與架構(gòu)設(shè)計*

廖永紅

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機工程系 廣州 510300）

基于多媒體電話的智能網(wǎng)關(guān)是數(shù)字家庭的一種優(yōu)選解決方案，其承載業(yè)務(wù)從基礎(chǔ)的可視通信業(yè)務(wù)，擴展到互動電視、多媒體娛樂服務(wù)、數(shù)字家居、遠(yuǎn)程監(jiān)控、泛業(yè)務(wù)應(yīng)用等增值業(yè)務(wù)，本文探討其多贏的商業(yè)模式，提出雙網(wǎng)融合（PSTN+ADSL/IP）通信及其應(yīng)用方案，著眼于雙網(wǎng)協(xié)作、融合，分析其特點與優(yōu)勢，并給出項目策略及技術(shù)線路，設(shè)計基于雙網(wǎng)融合協(xié)作通信交換體系的業(yè)務(wù)服務(wù)架構(gòu)及SaaS實現(xiàn)模式、多媒體可視電話媒體傳播架構(gòu)及P2P關(guān)鍵技術(shù)方案。

多媒體視訊；雙網(wǎng)融合通信；PSTN+ADSL/IP；數(shù)字家庭

* “2007廣東省重點工業(yè)攻關(guān)計劃”基金資助項目（No.0711020400060）

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的發(fā)展，廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相互滲透，數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)前景被看好，但存在制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩個問題：標(biāo)準(zhǔn)問題（技術(shù)體系）及商業(yè)模式問題（產(chǎn)業(yè)價值鏈）[1]?；跀?shù)字電視、機頂盒的數(shù)字家庭技術(shù)是當(dāng)前一種普及性的解決方案。以廣州大學(xué)城數(shù)字家庭孵化中心為產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地的廣東數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，業(yè)界稱之為“廣聯(lián)”，提出了“基于數(shù)字電視系統(tǒng)，將安防、家電遠(yuǎn)程控制、互動娛樂等功能集成為一體的解決方案”，并制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。廣聯(lián)在廣州大學(xué)城設(shè)立了國家數(shù)字家庭應(yīng)用示范產(chǎn)業(yè)基地，啟動了以數(shù)字電視互動應(yīng)用為基礎(chǔ)的“數(shù)字家庭行動計劃”，利用大學(xué)城產(chǎn)學(xué)研的優(yōu)勢，以建設(shè)數(shù)字家庭大平臺為契機，發(fā)展以“新媒體、新服務(wù)、新產(chǎn)業(yè)”為標(biāo)志的數(shù)字家庭文化產(chǎn)業(yè)，以數(shù)字家庭的推廣應(yīng)用來推動國民生活信息化。

數(shù)字家庭是多媒體可視電話的業(yè)務(wù)發(fā)展方向，采用雙網(wǎng)協(xié)作（分組交換+電路交換）的融合通信技術(shù)、以多媒體可視電話為網(wǎng)關(guān)中心的數(shù)字家庭解決方案，能充分利用現(xiàn)有電信網(wǎng)的軟、硬資源，得到電信運營商的大力支持，同時，它采用電路輔助業(yè)務(wù)認(rèn)證技術(shù)，以大眾悉知的電話號碼為業(yè)務(wù)定位IP地址，以電話概念(有線固話、移動固話)的低終端成本及易操作性作為切入點，推廣入戶，易于規(guī)模普及，特別適合于在農(nóng)村、社區(qū)信息化中的應(yīng)用。相對于電視機機頂盒數(shù)字家庭技術(shù)方案，它是一種競爭的數(shù)字家庭互聯(lián)方案，其經(jīng)濟易用性、大眾標(biāo)識性、精準(zhǔn)分眾性、傳統(tǒng)兼容性、P2P互動性，使它更易實現(xiàn)局部、分步推廣，可以按行業(yè)、社區(qū)、企業(yè)、協(xié)會等逐群推廣。

雙網(wǎng)融合多媒體可視電話的增值業(yè)務(wù)特色在于精準(zhǔn)互動性，可以按分眾精準(zhǔn)的思想，向用戶提供需求個性化的媒體內(nèi)容服務(wù)，個性化的媒體內(nèi)容傳播可精準(zhǔn)到點到戶，即“分眾需求，精準(zhǔn)傳播”。因此，可先以精準(zhǔn)傳媒業(yè)務(wù)為商業(yè)模式的著力點，逐漸向數(shù)字家庭方案演進(jìn)。

2 雙網(wǎng)融合可視電話及特色

數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)是為用戶提供多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一接口的智能接入設(shè)備，是運營商延伸到用戶家中的控制中心，是數(shù)字家庭業(yè)務(wù)的切入點，對固網(wǎng)運營商的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型尤其具有重要意義[2]。我們通過分析可視電話技術(shù)及數(shù)字家庭業(yè)務(wù)特點，從產(chǎn)業(yè)價值鏈出發(fā)，設(shè)計了雙網(wǎng)融合（PSTN+ADSL/IP）的可視電話方案，并基于多媒體可視電話實現(xiàn)數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)功能，向數(shù)字家庭業(yè)務(wù)方向推進(jìn)。雙網(wǎng)多媒體可視電話項目以可視通信作為市場推廣切入點，以基于可視電話的綜合視訊、媒體/服務(wù)推送、數(shù)字家庭中心、泛業(yè)務(wù)應(yīng)用等增值業(yè)務(wù)作為市場的盈利面，著眼于雙網(wǎng)融合，開發(fā)并集成數(shù)字家庭業(yè)務(wù)應(yīng)用的框架體系[3]。

雙網(wǎng)融合方案為盈利商業(yè)模式奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。雙網(wǎng)融合可視電話的語音走PSTN，視頻、數(shù)據(jù)走IP，雙網(wǎng)融合能充分地發(fā)揮電信網(wǎng)優(yōu)勢，一方面，它盤活了電信網(wǎng)冗余資源，獲得了高質(zhì)語音的可視通信；另一方面，可以實現(xiàn)電路交換輔助的業(yè)務(wù)認(rèn)證，并創(chuàng)造性地使用“電話號碼”為業(yè)務(wù)定位地址。傳統(tǒng)號碼是一種價值無量的優(yōu)勢資源，它的大眾熟悉性、精確性、易用性、穩(wěn)定性，是其他形式的地址無法比擬的。

基于數(shù)字電視、數(shù)字機頂盒的數(shù)字家庭技術(shù)方案以有線電視網(wǎng)絡(luò)為主通道，以互動服務(wù)為導(dǎo)向，以數(shù)字電視為中心，實現(xiàn)3C融合在家庭?；诙嗝襟w可視電話的數(shù)字家庭解決方案以互聯(lián)網(wǎng)接入為通道，以多媒體可視電話智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備為中心，延伸至數(shù)字電視大屏幕，以精準(zhǔn)互動媒體為主要運營業(yè)務(wù)，向數(shù)字家庭多業(yè)務(wù)發(fā)展。

3 軟件服務(wù)化業(yè)務(wù)服務(wù)模式

多媒體可視電話用戶數(shù)量龐雜，用戶個性需求多樣化，多媒體可視電話增值業(yè)務(wù)在不斷發(fā)展，特別是數(shù)字家庭業(yè)務(wù)還處于市場發(fā)育期，因此必須多方建設(shè)、融合實施，業(yè)務(wù)服務(wù)模式要求技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)使用家電化、運營服務(wù)個性化，因此，引入 SaaS（software-as-a-service，軟件即服務(wù)）作為業(yè)務(wù)服務(wù)的技術(shù)架構(gòu)?？蛻糍徺I了多媒體可視電話的系列服務(wù)產(chǎn)品，即獲得全程、自動的產(chǎn)品服務(wù)，插件式功能定制、在線安裝升級、后臺監(jiān)控與維護、計費繳費、服務(wù)提醒等功能，都構(gòu)建于SaaS架構(gòu)中。

多媒體可視電話數(shù)字家庭方案由3部分組成：（1）多媒體可視電話智能終端，遵循3C融合的數(shù)字家庭核心概念及主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，承擔(dān)數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)中心、媒體中心、控制中心的功能[3]；（2）數(shù)字家庭 H2H（home to home）多業(yè)務(wù)交換及運營支撐體系，采用區(qū)域鏈路集中傳播策略及二層運營管控的邏輯架構(gòu)，構(gòu)建業(yè)務(wù)交換及基礎(chǔ)服務(wù)平臺，提供電信運營級的H2H業(yè)務(wù)定位與交換、信息采集與計費、業(yè)務(wù)認(rèn)證與數(shù)字版權(quán)（DMR）控制、H2H信任機制、知識管理與搜索、業(yè)務(wù)運營支撐等基礎(chǔ)服務(wù)[5]；（3）數(shù)字家庭軟件服務(wù)化（SaaS）平臺，提供數(shù)字家庭多種業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。

基于SaaS模式的多媒體可視電話數(shù)字家庭業(yè)務(wù)服務(wù)平臺工作原理解釋如下：

·電信運營商或代理商構(gòu)建多媒體可視電話數(shù)字家庭H2H多業(yè)務(wù)交換與運營支撐平臺，向業(yè)務(wù)內(nèi)容提供商提供基礎(chǔ)服務(wù)（H2H業(yè)務(wù)定位與交換、信息采集與計費、業(yè)務(wù)認(rèn)證與數(shù)字版權(quán)控制等）及運營支撐服務(wù)；

·業(yè)務(wù)內(nèi)容提供商可以專心于業(yè)務(wù)應(yīng)用，依據(jù)數(shù)字家庭業(yè)務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)及H2H多業(yè)務(wù)交換與運營支撐平臺的公開接口標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)軟件化的業(yè)務(wù)服務(wù)程序，發(fā)布到SaaS的業(yè)務(wù)服務(wù)平臺；

·數(shù)字家庭用戶向SaaS的業(yè)務(wù)服務(wù)平臺查詢業(yè)務(wù)服務(wù)，申請所選的業(yè)務(wù)服務(wù)（軟件），下載到數(shù)字家庭環(huán)境（設(shè)備）中，由平臺授權(quán)運行，接受業(yè)務(wù)服務(wù)；

·在多媒體可視電話智能終端中運行的業(yè)務(wù)服務(wù)（軟件），依據(jù)數(shù)字家庭相關(guān)接口標(biāo)準(zhǔn)及H2H多業(yè)務(wù)交換與運營支撐平臺公開標(biāo)準(zhǔn)，與H2H多業(yè)務(wù)交換與運營支撐平臺進(jìn)行交互，直接調(diào)用其提供的基礎(chǔ)服務(wù)，并向運營支撐平臺提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，用于控制、統(tǒng)計、決算。

通過SaaS技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)運營與業(yè)務(wù)內(nèi)容建設(shè)的分離，家庭用戶面對的是相對單一的運營商，業(yè)務(wù)經(jīng)營規(guī)范、高效，因此，服務(wù)質(zhì)量、商業(yè)信譽也較有保障。業(yè)務(wù)運營商向業(yè)務(wù)內(nèi)容提供商提供基礎(chǔ)服務(wù) （H2H業(yè)務(wù)定位與交換、信息采集與計費、業(yè)務(wù)認(rèn)證與數(shù)字版權(quán)控制等）及運營支撐服務(wù)，這樣，業(yè)務(wù)內(nèi)容提供商可以專心于業(yè)務(wù)應(yīng)用，其在經(jīng)營上也只面對運營商，不必面對廣大的用戶，減少成本。運營商、業(yè)務(wù)內(nèi)容提供商利用平臺采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)計來計算利益分配。

4 多媒體可視電話媒體傳播架構(gòu)設(shè)計

視頻電話會議、電視直播、視頻點播、媒體廣告等業(yè)務(wù)是多媒體可視電話的重要增值業(yè)務(wù)[4]，涉及在SIP協(xié)議棧上設(shè)計和實現(xiàn)P2P流媒體廣播的技術(shù)。實現(xiàn)流媒體廣播的三大技術(shù)有：數(shù)據(jù)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）、IP組播、P2P技術(shù)。其中，P2P技術(shù)可以充分利用廣泛分布、結(jié)構(gòu)一致、遠(yuǎn)程可控的多媒體可視電話資源。

4.1 P2P媒體服務(wù)傳播系統(tǒng)

考慮到雙網(wǎng)協(xié)作可視通信系統(tǒng)的特點，在多媒體可視電話上嵌入媒體服務(wù)廣播組件，基于電信交換架構(gòu)生成的信息資源，由節(jié)目排播服務(wù)器進(jìn)行分眾調(diào)度，以改進(jìn)的PeerCast技術(shù)實現(xiàn)媒體P2P傳播，如圖1所示。

業(yè)務(wù)交換服務(wù)器是整個可視電話傳媒業(yè)務(wù)的紐帶，其主要功能是：（1）從前臺業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)查取用戶信息，對終端進(jìn)行登錄認(rèn)證；（2）接收終端的定時心跳包，維持服務(wù)器與終端間的內(nèi)外網(wǎng)通路，記憶所轄終端的通信及業(yè)務(wù)狀態(tài)信息，為各業(yè)務(wù)服務(wù)器和廣大終端提供通信及業(yè)務(wù)即時信息查詢；（3）按電話號碼進(jìn)行終端的標(biāo)識與定位，分析電話號碼，動態(tài)地映射到IP地址，為通信方提供終端的內(nèi)外網(wǎng)IP/端口/掩碼信息，實現(xiàn)通信中介交換功能；（4）傳送業(yè)務(wù)事件信息到業(yè)務(wù)統(tǒng)計/計費服務(wù)器。在P2P媒體服務(wù)廣播應(yīng)用中，業(yè)務(wù)交換服務(wù)器主要輔助媒體推送服務(wù)器和媒體節(jié)目排播服務(wù)器對終端進(jìn)行認(rèn)證與定位。

從終端對流媒體服務(wù)的申請有3種方法：（1）用戶在終端上操作，如：點播視頻；（2）從排播服務(wù)器分發(fā)到終端的媒體服務(wù)申請命令；（3）從排播服務(wù)器分發(fā)到終端的媒體節(jié)目排播表，根據(jù)計劃按時申請媒體播放服務(wù)。圖1中的媒體節(jié)目排播服務(wù)器的任務(wù)是：根據(jù)電話用戶的屬性分類，綜合各媒體客戶的播放時段、受眾要求，生成各終端的媒體排播表，并在通信/業(yè)務(wù)交換服務(wù)器的協(xié)助下，分發(fā)到各終端執(zhí)行。

4.2 P2P流媒體分組傳播的協(xié)議過程

適用于媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜2P數(shù)據(jù)分發(fā)基礎(chǔ)協(xié)議有：基于樹狀拓?fù)涞膮f(xié)議及擴展和基于Gossip的協(xié)議。多媒體可視電話終端規(guī)模廣大，有統(tǒng)一的交換體系與服務(wù)端管理系統(tǒng)，可以及時獲知它們的在線網(wǎng)元信息及終端資源信息。設(shè)計多媒體可視電話P2P媒體廣播的協(xié)議過程時，采用PeerCast生成樹作為基本模型，在雙網(wǎng)協(xié)作可視通信交換服務(wù)系統(tǒng)的協(xié)助下，基于網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湫纬沙墭涔?jié)點，并在超級樹節(jié)點內(nèi)采用了Gossip協(xié)議的技術(shù)特點，超級節(jié)點內(nèi)的終端之間是動態(tài)的對等伙伴關(guān)系，每終端定期取得伙伴的上下行帶寬及流媒體數(shù)據(jù)片信息，伙伴間相互交流傳輸流媒體數(shù)據(jù)片。其設(shè)計特征在于：（1）以電話號碼標(biāo)識終端，從通信業(yè)務(wù)交換服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證，并且查詢交換數(shù)據(jù)庫，根據(jù)在線終端的內(nèi)外網(wǎng)信息，選擇在同一個內(nèi)網(wǎng)中的伙伴；（2）終端請求服務(wù)時首先查詢是否存在樹節(jié)點伙伴，優(yōu)先加入由相同內(nèi)網(wǎng)伙伴組成的超級節(jié)點，當(dāng)不存在所屬超級節(jié)點時，才向流媒體服務(wù)器提出入樹請求；（3）設(shè)計了多播樹的性能調(diào)優(yōu)過程，性能越好的終端越靠近流媒體數(shù)據(jù)源；（4）在可視電話終端上采用二級緩存技術(shù)，一級緩存的內(nèi)容無序，用于節(jié)點/伙伴間數(shù)據(jù)交換，二級緩存的內(nèi)容有序，用于流媒體的播放，設(shè)計有一級緩存的映射BM，緩存映射BM隨心跳包發(fā)送給關(guān)系節(jié)點/伙伴。關(guān)鍵協(xié)議過程如下。

（1）節(jié)點加入，終端請求媒體服務(wù)，加入多播樹的過程

· 用戶點播、定時排播、遠(yuǎn)程現(xiàn)時播放命令等觸發(fā)媒體服務(wù)請求，可視電話終端N向媒體推送服務(wù)器提出服務(wù)請求包[電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、認(rèn)證信息、網(wǎng)終類型、帶寬]。

·媒體推送服務(wù)器向通信業(yè)務(wù)交換服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請求包，由交換服務(wù)器進(jìn)行終端N的認(rèn)證與伙伴查詢（外網(wǎng)IP相同、內(nèi)網(wǎng)IP與掩碼確定的內(nèi)網(wǎng)段相同的終端為伙伴），返回給媒體推送服務(wù)器伙伴信息包[電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、認(rèn)證結(jié)果、伙伴信息（內(nèi)外網(wǎng)IP/電話號碼/機身ID）列表]。

· 媒體推送服務(wù)器向終端N返回服務(wù)請求許可包[電話號碼、機身 ID、節(jié)目 ID、節(jié)目授權(quán)串、伙伴信息（內(nèi)外網(wǎng) IP/電話號碼/機身 ID）列表]。

· 終端N收到服務(wù)請求許可包，從包中取出伙伴信息列表，向伙伴終端發(fā)送節(jié)目詢問包[電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、節(jié)目授權(quán)串]，詢問是否有伙伴已加入多播樹、接收數(shù)據(jù)片狀態(tài)、上行剩余帶寬。如果滿足這樣的伙伴終端條件：發(fā)現(xiàn)已加入多播樹的樹節(jié)點伙伴、有最近數(shù)據(jù)片、有足夠上行帶寬，則標(biāo)識終端N為已加入多播樹。定時（2 s）向已加入多播樹的伙伴發(fā)送通告包[電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、節(jié)目授權(quán)串、數(shù)據(jù)片位圖、上行剩余帶寬]，并接收其他伙伴發(fā)來的通告包，保存其他伙伴的通信及數(shù)據(jù)片狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)并選擇有更新數(shù)據(jù)片的帶寬最優(yōu)伙伴，進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)片的拉操作。此步驟逐漸建立與擴大超級節(jié)點，伙伴間相互通報與傳播媒體數(shù)據(jù)。

·在上一步中，如果沒有發(fā)現(xiàn)已加入多播樹的伙伴，則向媒體推送服務(wù)器發(fā)送入樹請求包 [電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、節(jié)目授權(quán)串、上下行帶寬]。推送服務(wù)器收到入樹請求包，如果有足夠的資源，則向此終端N直接提供媒體服務(wù)，否則把此終端N的請求轉(zhuǎn)發(fā)給其某個直接的子節(jié)點（輪詢選?。?。如果子節(jié)點有伙伴，選擇有足夠的資源的伙伴，把此入樹請求轉(zhuǎn)發(fā)給它處理，否則子節(jié)點自己處理。子節(jié)點或伙伴根據(jù)自己的資源情況判斷是否給終端N提供媒體服務(wù)，以此類推，直到N找到一個父節(jié)點。如果被請求節(jié)點沒有足夠的資源，需要把終端N的請求重定向到服務(wù)器的其他子節(jié)點。此步驟逐漸構(gòu)建了多播樹，多播樹中每個節(jié)點維護自己的父節(jié)點和直接的子節(jié)點的信息。

（2）節(jié)點離開，終端正常和非正常離開多播樹的過程

終端是多任務(wù)的，當(dāng)A任務(wù)與媒體廣播任務(wù)并發(fā)時，如果媒體廣播任務(wù)優(yōu)先級高于A任務(wù)（例如：正在以媒體廣播的方式播報臺風(fēng)緊急通知，任務(wù)優(yōu)先級很高），媒體廣播任務(wù)優(yōu)先擁有帶寬與CPU資源；如果媒體廣播任務(wù)優(yōu)先級低于A任務(wù)（例如：在流媒體廣播時，用戶撥打可視通話），可預(yù)見帶寬與CPU資源不足，此時發(fā)生終端正常離開多播樹。

終端正常離開多播樹時，通知父節(jié)點收回資源，并且重定向子節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，通知直接子節(jié)點重新請求入樹。非正常離開是通過檢測節(jié)點發(fā)現(xiàn)的，每個節(jié)點需要周期性（2 s）地向它們的父節(jié)點（或樹節(jié)點伙伴）和子節(jié)點發(fā)送心跳包[電話號碼、機身ID、節(jié)目ID、節(jié)目授權(quán)串、數(shù)據(jù)片位圖、帶寬]，說明自己工作正常。如果某個節(jié)點在3個周期內(nèi)都沒有收到子節(jié)點正常的消息，則認(rèn)為子節(jié)點己經(jīng)非正常離開，將回收服務(wù)該子節(jié)點的資源。同樣子節(jié)點在3個周期內(nèi)都沒有收到父節(jié)點正常的消息，則認(rèn)為父節(jié)點（或樹節(jié)點伙伴）己經(jīng)非正常離開，該節(jié)點重新請求加入多播樹。

（3）節(jié)點調(diào)整，終端節(jié)點性能不同的原因，調(diào)整多播樹的過程

·終端N向媒體推送服務(wù)器請求加入多播樹，服務(wù)器本身沒有足夠的服務(wù)資源，將任務(wù)交給一個輪詢選取的子節(jié)點，如果終端N的帶寬性能優(yōu)于選中的直接子節(jié)點，則終端N替代此直接子節(jié)點，接管其節(jié)點任務(wù)，原直接子節(jié)點重新請求入樹。

·終端N的入樹請求被轉(zhuǎn)發(fā)給某個被父節(jié)點選中的子節(jié)點時，如果終端N的帶寬性能優(yōu)于選中的節(jié)點，則終端N替代此節(jié)點，接管其節(jié)點任務(wù)，原節(jié)點重新請求入樹。

·終端檢測或判斷到帶寬的較大變化時，帶寬性能數(shù)據(jù)隨心跳包通知父節(jié)點或樹節(jié)點伙伴，父節(jié)點收到子節(jié)點的心跳包，樹節(jié)點伙伴收到其他伙伴的心跳包，從而獲得子節(jié)點或伙伴的帶寬性能數(shù)據(jù)，按公式 Bn=0.9×Bn-1+0.1×B （其中 Bn為收到第 n個心跳的帶寬時段值，B為從第n個心跳包中取到的子節(jié)點帶寬值）統(tǒng)計節(jié)點的帶寬時段值，某子節(jié)點（或伙伴）的帶寬時段值超過父節(jié)點 （或樹節(jié)點伙伴）的20%，則協(xié)商對換子節(jié)點（或伙伴）和父節(jié)點（或樹節(jié)點伙伴）在樹中的位置。

4.3 P2P流媒體二級緩存技術(shù)

終端的P2P媒體廣播本質(zhì)上就是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，數(shù)據(jù)緩沖及其管理的關(guān)鍵模塊之一，決定著數(shù)據(jù)分發(fā)的性能。緩存策略使用了兩級緩存機制，根據(jù)調(diào)度策略采取非順序接收數(shù)據(jù)包，保存在一級緩存里。一級緩存采用LRU（最近最少使用）替換策略，替換固定時間內(nèi)訪問次數(shù)最少的媒體塊包。一級緩存負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包存儲轉(zhuǎn)發(fā)，二級緩存對一級緩沖數(shù)據(jù)進(jìn)行有序化，負(fù)責(zé)提供給本地播放。二級緩存采用先進(jìn)先出策略替換。在每個周期，節(jié)點/伙伴會將Bmap（本地數(shù)據(jù)緩沖狀況）寫入一張表內(nèi)，表中記錄了每個片段在該節(jié)點本地保存的情況，節(jié)點之間就是通過這張表的傳遞互相感知對方數(shù)據(jù)存儲的情況。數(shù)據(jù)的調(diào)度是根據(jù)節(jié)點/伙伴的Bmap信息，從節(jié)點/伙伴上獲取媒體數(shù)據(jù)。

節(jié)點的伙伴及伙伴之間數(shù)據(jù)的傳輸方向并不固定，伙伴之間根據(jù)各自緩存的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以節(jié)點和伙伴需要相互知道所緩存數(shù)據(jù)的內(nèi)容。媒體數(shù)據(jù)流可被分割成相同大小的片斷，片斷是否在緩存區(qū)內(nèi)存在可以用一個緩存映射BM（buffer map）來表示?；锇殚g通過不斷交換BM來了解相互間的緩存情況。在具體實現(xiàn)中，每個片斷包含1 s的數(shù)據(jù)，用一個滑動窗口（sliding window）來代表BM，大小為120個片斷，對應(yīng)BM中120 bit，每個比特代表一個數(shù)據(jù)片斷，比特的值為l表示有這個片斷，0表示沒有這個片段。

系統(tǒng)的調(diào)度算法采用了以下規(guī)則：（1）規(guī)定每個包的有效時間（Deadline）為30 s，即每個包在源節(jié)點產(chǎn)生之后，必須在30 s內(nèi)到達(dá)其他節(jié)點，否則視為無效。在向伙伴節(jié)點獲取某個數(shù)據(jù)包之前，節(jié)點會依照當(dāng)前的時間、該包的時間戳以及必要的網(wǎng)絡(luò)延遲來決定該包是否還有獲取的必要。（2）稀少數(shù)據(jù)優(yōu)先策略，在系統(tǒng)中，如果某個片段的提供者越少，就越難滿足播放時間Deadline的要求，因此，系統(tǒng)在每個數(shù)據(jù)調(diào)度周期會適當(dāng)?shù)貎?yōu)先考慮獲取提供者數(shù)目較少的片段。此外，在有多個數(shù)據(jù)片段提供者時，在可以保證Deadline的前提下，系統(tǒng)會選擇帶寬或者網(wǎng)絡(luò)狀況最好的提供者。（3）緩沖播放窗口滑動，系統(tǒng)定義了一定大小的播放窗口，在每個數(shù)據(jù)調(diào)度周期來臨時，節(jié)點會根據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)流速度移動滑動窗口。當(dāng)在滑動窗口內(nèi)還存在沒有收到的包時，將優(yōu)先請求這些數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

實踐證明：在實現(xiàn)平臺基本功能的前提下，要形成基于多媒體可視電話的數(shù)字家庭運營模式，關(guān)鍵是終端的普及落地與內(nèi)容體系的建設(shè)。在技術(shù)上，終端普及落地問題就是如何對產(chǎn)品的精簡優(yōu)化，內(nèi)容體系建設(shè)必須是開放標(biāo)準(zhǔn)、多方參與、業(yè)務(wù)可控，其中，數(shù)字版權(quán)控制是技術(shù)難點之一。

1 孫常清，趙英濤.數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展分析.電信科學(xué)，2007，23（6）：23～27

2 韓軍，劉昕.家庭網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)部署及業(yè)務(wù)發(fā)展思路的探討，http://www.hcdc.com.cn/txqk，2010-6-20

3 廖永紅，李洛等．構(gòu)建嵌入式多媒體電話的泛應(yīng)用框架.計算機工程與設(shè)計，2008，34（12）：27～34

4 廖永紅，李洛等．高離散P2P會議模型帶權(quán)基因衍生算法.計算機工程與應(yīng)用，2008，34（20）：124～128

5 廖永紅，李洛等．雙網(wǎng)融合可視電話的業(yè)務(wù)尋址與交換設(shè)計.計算機工程，2009，36（2）

6 徐寶民，彭峻.社區(qū)綜合信息服務(wù)商業(yè)模式實踐.廣東通信技術(shù)，2007，27（6）：19～21

7 劉文超，萬象等.大寬帶背景下的家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)研究及發(fā)展探討.電信科學(xué)，2010，26（2）：5～9

Dual-Network Collaborative Communications Business Model and Architecture Design

Liao Yonghong
（Department of Computer Technology,Guangdong Industry Technical College,Guangzhou 510300,China)

Intelligent gateway based on multimedia phone is an optimal solution for the digital home.Based on the video-communications business,expanding into interactive TV,multi-media video services,digital home,remote monitoring,the multi-business applications,and other value-added services,research the multi-win business model,the project of dual-network collaborative (PSTN+ADSL/IP)communications and its multi-business applications is proposed,focus on the dual-network integration,analysis of its characteristics and advantages is down,and the project strategy and technical route is introduced.Based on the dual-network integration switch system,the business services architecture and implementation with SaaS(software-as-a-service)mode is designed,the media transport architecture and P2P technology by multi-media video telephone is given.

multi-media videophone,dual-network collaborative communication,PSTN+ADSL/IP,digital home

2010-05-19）

廖永紅，碩士，廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要研究方向為嵌入式應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)與安全。