改进的用户多终端多业务统一接入设备体系及其业务实现方法 【技术领域】
本发明涉及一种数据通信设备，特别是一种多业务统一接入的数据通信设备。
背景技术
相对于有线电视业务的需要来说，目前用户接入网络的带宽是非常低的，难以在现有的数据通信网络上直接开展有线电视业务。因此，本发明的申请人之一申请了一项专利，名称为《用户多终端多业务统一接入设备体系》，专利号为99114228.4，该专利的体系结构如图1所示。它在异步传输模式交换机或各种用户环路设备或多协议标记交换机或局域网交换机或接入网设备或路由器或接入服务器等中还设有TV代理模块，使得异步传输模式交换机或各种用户环路设备或多协议标记交换机或局域网交换机或接入网设备或路由器或接入服务器等能够接收从视频服务器通过网络广播过来的视频节目，并将这些视频节目先存储起来，然后TV代理模块通过专用的通道(例如物理通道、TDM时隙、ATM虚连接、TCP/IP连接)将接收和存储的视频节目以广播的方式送至异步传输模式交换机或各种用户环路设备或多协议标记交换机或局域网交换机或接入网设备或路由器或接入服务器等的各用户接口模块的接收端上，相应的各用户接口模块中设有处理模块、控制模块和接入接口模块，同时各用户设备中也设有处理模块和控制模块，使得异步传输模式交换机或各种用户环路设备或多协议标记交换机或局域网交换机或接入网设备或路由器或接入服务器等的各用户接口模块对于有权限观看视频节目的用户能够根据其用户设备地要求从TV代理模块广播过来的视频节目中选择出所需的视频节目并传送给对应的用户设备，从而实现了在现有数据通信网络上提供各种数据业务的同时提供有线电视业务。可以看出，在这种体系中，各用户接口模块需要具有对用户使用有线电视业务进行控制的功能，需要具有根据用户设备的要求选择相应节目频道的功能，从而使得用户多终端多业务统一接入设备体系对各用户接口模块的处理能力具有比较高的要求，导致平均每用户的设备价格比较高。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种改进的用户多终端多业务统一接入设备体系及其业务实现方法，它降低了对各用户接口模块处理能力的要求和平均每用户的设备价格。
本发明的技术解决方案：
一种改进的用户多终端多业务统一接入设备体系，其特征在于它主要由五个部分组成：TV代理模块、TV控制模块、交换模块、控制模块和用户接口模块，其中，TV代理模块主要是通过网络与视频服务器建立多个连接，接收视频服务器采用广播方式传送过来的视频节目，并将接收到的信息进行适当处理后存储一定的时间，同时在TV控制模块的作用下，通过交换模块，向用户接口模块播送用户端设备要求接收的相应频道的节目；交换模块实现接入设备所有不同模块之间的信息交换；控制模块负责操作、管理和维护该接入设备中的所有模块；用户接口模块负责将用户业务接入到网络中，或将该接入设备接入到上一层网络中，完成业务接入、流量控制、路由、资源管理、链路建立、网络管理代理等功能；TV控制模块负责对使用广播电视业务的用户进行管理，对于有接入权限的用户请求，TV控制模块负责通知TV代理模块播放相应的节目给该用户所对应的用户接口模块，同时如果需要的话开始对该用户进行计费处理，当用户不再观看该频道的节目时，TV控制模块负责通知TV代理模块停止播放相应的节目频道给该用户所对应的用户接口模块，同时对计费频道停止计费。
所述TV代理模块、TV控制模块、交换模块、控制模块和用户接口模块都为逻辑模块，在接入设备中位于同一个单板上或不同单板上。
一种改进后的用户多终端多业务统一接入设备体系的业务实现方法，其特征在于包含以下步骤：
A.当用户只使用数据业务时，其实现方式与通常的业务实现方式是一样的，此时接入设备实现的功能是将用户接入到数据通信网络中，从某一用户接口模块来的信息，通过交换模块，送到另一个用户接口模块上，完成数据通信过程，用户使用的IP地址或是预先分配好的，或是通过网络临时分配的；
B.对于有线电视业务，首先需要TV代理模块通过网络与视频服务器建立多个连接，接收和存储视频服务器广播过来的视频节目；
C.当用户需要使用有线电视业务时，用户端设备需要有IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，IP地址或是预先配置的，或是在通信之初通过网络获取的；TV控制模块配置有IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址；接入设备负责对本设备使用的默认的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址进行过滤，不向上一层网络扩散这些IP地址、MAC地址和ATM地址，保证这些地址的私有性；
D.用户端设备或通过地址解析方式得到TV控制模块的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，或在用户端设备上预先配置好TV控制模块的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，或在用户端设备打开时TV控制模块主动将IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址通过用户接口模块广播给该用户端设备；
E.当用户使用有线电视业务时，用户端设备利用已知道的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，通过用户接口模块向TV控制模块发出业务使用请求，TV控制模块对该用户的接入请求进行鉴权和认证处理；
F.对于没有权限接入频道的用户，TV控制模块返回相应信息给用户端设备；对于有权限接入频道的用户，TV控制模块通过交换模块建立与TV代理模块的联系，发送相应的用户信息与用户请求的频道信息；如果需要计费的话，TV控制模块同时开始计费处理；
G.TV代理模块根据接收的TV控制模块发送过来的用户信息与用户请求的频道信息，向该用户所在的用户接口模块发送相应的频道节目；
H.当用户结束观看该频道时，用户端设备需要向TV控制模块发送相应的信息；在观看过程中，用户端设备也需要定时地向TV控制模块发送相应的信息，如果在一定的时间内，TV控制模块没有收到该用户端设备自动发出的信息，则主动发起测试请求，判断该用户端设备是否在观看节目；当用户不再收看该频道节目时，TV控制模块通知TV代理模块停止向该用户端设备播放该频道节目；如果该频道为计费频道，则立即停止计费；
I.TV代理模块根据接收的TV控制模块发送过来的用户信息与用户请求的频道信息，停止向该用户所在的用户接口模块发送该频道节目；
J.当用户改换频道时，重复上述过程E-I。
本发明采用TV代理模块接收、存储和在TV控制模块的作用下根据用户端设备的要求播送相应的节目频道到相应的用户接口模块上，各用户接口模块仅直接转发接收到的视频节目，不再对用户使用有线电视业务的权限进行控制，也不再对视频节目进行处理，从而降低了设备体系对各用户接口模块的功能和性能要求，极大地降低了每用户的平均造价；本发明采用TV控制模块实现对有线电视业务用户的管理，使用户多终端多业务统一接入设备的体系结构更加合理；本发明通过TV代理模块和TV控制模块的使用，实现了有线电视业务与数据业务的分离，业务控制功能与业务本身的分离，使得本发明的设备体系能够在异步传输模式交换机或各种用户环路设备或多协议标记交换机或局域网交换机或接入网设备或路由器或接入服务器等中通过增加TV控制模块和TV代理模块构成的一块或多块单板而简单实现，极大地增强了实用性；对于只使用有线电视块单板而简单实现，极大地增强了实用性；对于只使用有线电视业务而不使用通信业务的用户端设备，可以不分配专门的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，节省了IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址资源；本发明提出了在数据通信网络上实现有线电视业务的完整的业务实现方法，而且因为在用户端设备上自动配置或预先配置TV控制模块的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，从而使得用户收看数据通信网络上有线电视业务的收看方式，与目前常规的有线电视业务收看方式一样，不需要增加其它干预。
【附图说明】
图1是原专利的用户多终端多业务统一接入设备体系的示意图。
图2是本发明的用户多终端多业务统一接入设备体系的示意图。
【具体实施方式】
下面以图2为例具体说明。与图1相比较，可以看出，图2中没有画出TV代理模块与各用户接口模块相连的用来广播视频节目的专用通道(例如物理通道、TDM时隙、ATM虚连接、TCP/IP连接)，这是因为本发明不推荐使用专门的物理通道方式，而除了物理通道之外的其它专用通道方式都是逻辑通道方式，是在TV代理模块、TV控制模块、交换模块和用户接口模块之间的物理通道上实现的，因此本图中就省略了这些专用通道。
本发明的用户多终端多业务统一接入设备体系主要由五个部分组成：TV代理模块、TV控制模块、交换模块、控制模块和用户接口模块，如图2所示。可以看出，除TV控制模块之外，其它模块在原专利的用户多终端多业务统一接入设备体系中就已存在，实现方式也可相同只是功能稍有变化，而TV控制模块的实现比较简单，主要由接口模块、处理模块和存储模块组成。TV代理模块主要是通过网络与视频服务器建立多个连接，一个连接为一个节目频道，接收视频服务器采用广播方式传送过来的视频节目，并将接收到的信息进行适当处理后存储一定的时间，同时在TV控制模块的作用下，通过交换模块，向用户接口模块播送用户端设备要求接收的相应频道的节目，每一个接入设备可以有主备用两个或多个TV代理模块。交换模块可以为TDM交换、ATM交换、Ethernet交换、IP交换等，实现接入设备所有不同模块之间的信息交换，每一个接入设备可以有主备用两个交换模块。控制模块负责操作、管理和维护该接入设备中的所有模块，每一个接入设备可以有主备用两个控制模块。用户接口模块负责将用户业务接入到网络中，或将该接入设备接入到上一层网络中，完成业务接入、流量控制、路由、资源管理、链路建立、网络管理代理等功能，每一个接入设备可以有多个用户接口模块。TV控制模块负责对使用广播电视业务的用户进行管理，例如用户是否有权限接入某一频道，是否需要对该用户申请使用的节目频道进行计费等，对于有接入权限的用户请求，TV控制模块负责通知TV代理模块播放相应的节目给该用户所对应的用户接口模块，同时如果需要的话开始对该用户进行计费；当用户不再观看该频道的节目时，TV控制模块负责通知TV代理模块停止播放相应的节目频道给该用户所对应的用户接口模块，同时对计费频道停止计费，每一个接入设备可以有主备用两个TV控制模块。所有上述模块都为逻辑模块，可能位于系统的同一个单板上或不同单板上。例如，多个用户接口模块可以组成一个单板，也可以与交换模块、控制模块、TV控制模块和TV代理模块中部分或全部模块集成在一个单板上；交换模块、控制模块、TV控制模块和一个或一组TV代理模块可以分别单独构成主备用单板，也可以部分模块或全部模块集成在一起构成主备用单板。一个或多个用户接口模块为一组与交换模块直接连接，与控制模块、TV代理模块和TV控制模块通过交换模块连接；一个控制模块、一个TV控制模块和一个或多个为一组的TV代理模块与交换模块直接连接，这些模块与/或组之间的连接通过交换模块实现，如图2所示，逻辑通道基于这些连接实现。可以看出，与原专利《用户多终端多业务统一接入设备体系》中的不同，本发明的TV代理模块在TV控制模块的作用下，仅向用户接口模块播送用户端设备要求的节目频道，为每个用户终端(包括电视机和看电视的电脑)播送一个节目频道，而不是将所有节目频道都播放到用户接口模块上，再由用户接口模块在其控制模块的作用下根据用户端设备的要求来选择发送节目。
本发明的用户多终端多业务统一接入设备体系的的业务实现方法如下：
1当用户只使用数据业务(包括视频点播业务)时，其实现方式与通常的业务实现方式是一样的，此时接入设备实现的功能是将用户接入到数据通信网络中，从某一用户接口模块来的信息，通过交换模块，送到另一个用户接口模块上，完成数据通信过程，用户使用的IP地址可以是预先分配好的，也可以是通过网络临时分配的。
2对于有线电视业务，首先需要TV代理模块通过网络与视频服务器建立多个连接，接收和存储视频服务器广播过来的视频节目。
3当用户需要使用有线电视业务时，用户端设备需要有IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，IP地址可以预先配置，也可以在通信之初通过网络获取。对于从不使用数据通信业务的用户，可以预先配置一个默认的IP地址；TV控制模块配置有IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址；接入设备负责对本设备使用的默认的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址进行过滤，不向上一层网络扩散这些IP地址、MAC地址和ATM地址，保证这些地址的私有性。
4用户端设备可以通过地址解析方式得到TV控制模块的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，也可以在用户端设备上预先配置好TV控制模块的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，也可以在用户端设备打开时TV控制模块主动将IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址通过用户接口模块广播给该用户端设备。
5当用户使用有线电视业务时，用户端设备利用已知道的IP地址和/或MAC地址和/或ATM地址，通过用户接口模块向TV控制模块发出业务使用请求，TV控制模块对该用户的接入请求进行鉴权和认证处理。
6对于没有权限接入频道的用户，TV控制模块返回相应信息给用户端设备。对于有权限接入频道的用户，TV控制模块通过交换模块建立与TV代理模块的联系，发送相应的用户信息与用户请求的频道信息；如果需要计费的话，同时开始计费处理。
7 TV代理模块根据接收的TV控制模块发送过来的用户信息与用户请求的频道信息，向该用户所在的用户接口模块发送相应的频道节目。
8当用户结束观看该频道时，用户端设备需要向TV控制模块发送相应的信息。在观看过程中，用户端设备也需要定时地向TV控制模块发送相应的信息，如果在一定的时间内，TV控制模块没有收到该用户端设备自动发出的信息，则主动发起测试请求，判断该用户端设备是否在观看节目，以避免因其它原因导致的用户已停止观看节目而TV控制模块却仍然认为该用户还在继续收看该频道节目的情况出现。当用户不再收看该频道节目时，TV控制模块通知TV代理模块停止向该用户端设备播放该频道节目；如果该频道为计费频道，则立即停止计费。
9 TV代理模块根据接收的TV控制模块发送过来的用户信息与用户请求的频道信息，停止向该用户所在的用户接口模块发送该频道节目。
10当用户改换频道时，重复上述过程5-9。