采用TR069协议实现机顶盒的管理功能

VIDEO ENGINEERINGNo．12Vol.332009（Sum No．336）文章编号：1002－8692（2009）12-0049-03采用TR069协议实现机顶盒的管理功能孟静，辛宇（天柏宽带网络科技（北京）有限公司，北京100086）【摘要】首先阐述了家庭网络设备的特点，提出家庭网络设备远程管理需要解决的技术问题主要集中在管理通道和管理协议两方面，对于管理协议主要权衡内容包括功能、安全性和实现难度，并对目前两种主要的管理协议SNMP 和TR069在功能、安全性和实现难度等方面进行了比较，提出TR069协议，可以更好的解决家庭网络设备远程管理的技术难题。

在此基础上，简单介绍了TR069协议的主要内容及其STB 数据模型，进而详细阐述了如何采用STB 数据模型来实现机顶盒的配置管理、性能管理和故障管理等功能。

【关键词】SNMP ；TR069；STB 数据模型；配置管理；性能管理；故障管理【中图分类号】TN919.82【文献标识码】B·实用技术·1引言家庭网络是传统电信网络延伸入家庭的部分，可以认为是电信网络端到端的一部分，其设备一般都位于用户家中，为保证电信业务的服务质量，电信运营商对家庭网络设备的管理要做到与核心电信网络设备的协调统一，而不能让管理失控，变成一种用户的随意行为，因此家庭网络的设备多采用运营商管理的方式。

家庭网络一般都分布在各个地区，网元数量非常庞大，其使用者一般是普通用户而非专业人员，因此，需要通过远程集中的方式管理家庭网络设备，并且要注重其安全性和对设备本身的控制。

家庭网络设备的远程管理需要解决的技术问题主要集中在管理通道和管理协议两方面。

其中管理协议主要是指IP 层之上的管理内容传送协议，目前主要有互联网工程任务组IETF 制定的SNMP 和DSL 论坛制定的TR069[1]。

选择管理协议的主要权衡内容包括功能、安全性和实现难度。

2对TR069和SNMP 的比较随着IP 终端设备的普及，尤其在家庭中的普及，大量设备的配置和维护变得越来越困难，网络产品运营商的成本快速增加。

传统的基于SNMP 的网管系统面对众多的终端设备显得力不从心，无法满足宽带接入市场的发展需要。

TR069定义了一套全新的网管体系结构，在很大程度上减少了网络产品的运维成本，体现出功能全面、安全性高、实现简单的三大主要特点。

1）TR069功能更丰富SNMP 是基于用户数据报（UDP ）协议对互联网中的设备进行管理。

利用SNMP ，一个管理工作站可以远程管理所有支持这种协议的网络设备，包括监视网络状态、修改网络设备配置、接收网络事件警告等，而这3种功能也是SNMP 最重要的功能[2]。

TR069是为终端管理定制的协议，采用TCP 协议承载。

它可以被描述为一个数据框架模型，该模型描述了客户设备CPE 和中心自动预配置服务器（通常称为ACS ）之间的通信。

它只是定义了设备应该如何通信，可以被各种不同类型的设备利用，例如高技术配置接口（Advanced Technology Attachment ，ATA ）、无线设备、IP 电话等。

TR069主要定义了自动配置和动态服务供应、软件固件管理、状态性能统计监控、诊断等功能[3]。

相比较而言，SNMP 定义的网络范围更宽泛，没有针对各种不同的网络专门定义，只是根据各个网络的小元素去定义管理信息库[2]，而TR069针对LAN 和WAN 做了比较详细的参数定义，对于有些服务供应商所需要的远程管理工具不仅可以跨因特网工作，而且还能实现对家庭网络乃至终端设备的可视性，例如对于机顶盒的管理，在这种情况下SNMP 技术就难以胜任了。

2）TR069安全性相对较高SNMP 历经V1，V2和V3版本的升级，Vl 和V2的结构模型是一个网络管理站和网元的集合，其管理站和网元代理之间的信息交换采用明文方式，攻击者很容易通过恶意重组、延迟和重放等手段实现攻击。

V3通过安全认证与消息加密技术，大大提高了SNMP 的安全性能，但消耗了大量网络带宽资源，效率很低，又因为很多老设备不支持V3，使得V3目前还不能得到广泛应用。

TR069中CPE 通过超文本传输协议（HTTP ）和超文本安全传输协议（HTTPS ）与ACS 通信。

更确切的说，492009年第33卷第12期（总第336期）电视技术TR069协议是基于简易对象访问协议SOAP 传输的，它可以顺利通过防火墙和网络地址转换网关，这与网页浏览相似。

通常情况下，只通过默认的防火墙策略就可以使CPE 和ACS 正常通信，而不必在防火墙做其他配置。

另外，HTTPS 下的安全套接层可以加密CPE 与ACS 的通信过程，避免了送往CPE 的配置数据被窃听。

并且数字证书验证等信息安全技术都已普遍应用，以确保整个通信过程的安全。

3）实现难度SNMP 是由一系列协议和规范组成的，它提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法。

管理系统由管理工作站、被管理节点和网络管理协议建立起来。

在管理工作站与被管节点交流过程中，使用统一的命令，并且命令种类很少，使实现变得非常简单[2]。

TR069定义的ACS 位于网络中，根据预定制来管理设备。

它被服务供应商用于跟设备已经建立的IP 层连接的特殊媒体接入上，使得该协议的适用性很广，对接入方式没有限制，它可以用来管理DSL B-NT 以及其他类型的CPE ，包括路由器和LAN 侧的用户端设备。

TR069协议在设计上使用了很多Web 中的成熟技术，比如HTTP 和RPC 等，使得实现极其简单，降低了开发和实现的难度。

3采用TR069协议实现机顶盒的管理3.1STB 数据模型介绍在DSLForum 开发的一系列配套规范中，TR135定义了支持TR069的STB 基本配置信息模板，即STB 数据模型。

该模型定义了一系列数据对象和参数，用来实现机顶盒的配置管理、性能管理和故障管理等功能。

图1是TR135中定义的STB 网络关系图，它描述了STB 网络中各组件之间的关系，及STB 网络内部的数据流。

如图所示，STB 通过家庭网关访问外部网络或者个人视频录像机的内容，该功能是由IPTV 业务平台来管理的。

而ACS 用于监控STB 的操作状态和性能参数，并允许其检查STB 的特定参数从而进行有限的配置工作。

图2是STBService 对象的内部结构图。

该图高度概括了STB 数据模型中存在的各种对象，并描述了它们之间是如何嵌套的。

3.2采用TR069实现机顶盒的管理STB 数据模型定义了一系列数据对象和参数，来支持机顶盒的配置、性能和故障管理等功能。

1）配置机顶盒配置是由IPTV 业务平台和更高层次的业务支撑系统（Operations Support Systems ，OSS ）通过ACS 共同完成的。

它也可以由训练有素的技术人员来完成，通常是作为终端用户投诉的一种反馈活动，后一种情况在此也被称为Trouble Management 。

ACS 会为新安装的机顶盒执行一些行初始化的配置工作。

例如，它可能会启动一个频道扫描，以填充地面数字电视的列表数据库，也可能设置一些用户喜好，如音频及字幕语言。

在初始配置时，ACS 也可以更新机顶盒的硬件。

其他大部分的初始配置将由IPTV 业务平台完成。

2）问题管理当用户报告一个问题时，专业技术人员所采取的操作称为问题管理。

技术人员通常为了回应客户投诉会对机顶盒取得控制。

机顶盒故障可能是由于不恰当的用户设置或是网络及硬件问题引起的。

STB 数据模型允许技术员进行以下操作：（1）验证/还原机顶盒的配置。

STB 数据模型的参数值能够被重新配置为正确的值，并载入ACS 中。

（2）验证/更新软件版本。

不正确的软件版本（如机顶盒关闭了很长一段时间，没有进行最新的软件升级）会引起操作不当。

在这种情况下，运营商可以强制机顶图1STB 网络关系图图2STB 数据结构图STBService.{i}Capabilities Front End DVBT IPDVBTIP Components Front End.{i}PVRAudio Decoder Video DecoderMPEG-2Part2MPEG-4Part2MPEG-4Part10SMPTEVC1Audio Output Video Output CA DRMService MonitoringAudience Stats Audience StatsApplicationsChannel.{i}Modulation RTCPIGMPInstallRTPAVPF ServiceListDB LogChannel.{i}Service.{i}Dejittering Inbound.{i}Outbound.{i}ChannelConnect ServiceConnectServiceConnectPVRAudio Decoder{i}Video Decoder{i}Audio Output{i}Video Output{i}SCART.{i}CA.{i}DRM.{i}AVRlayers AVRlayer.{i}AVStreams AVStreams.{i}ServiceMonitoringMainStream.{i}Total.DejitteringStats RTP Stats MPEG-2TSStats Video DecoderStats Audio DecoderStats Video ResponseStatsSampleDejitteringStats RTPStats MPEG-2TSStats Video DecoderStats Audio DecoderStats Video ResponseStats HighLevelMetricStats.{i}Storage{i}50VIDEO ENGINEERINGNo．12Vol.332009（Sum No．336）盒软件升级到最新版本。

（3）运行诊断。

技术人员可以运行诊断测试，以确定故障是在网络中（以及网络故障点在哪）还是在机顶盒中，并尝试对故障进行分类，根据不同类型的故障，技术人员可以对特定的机顶盒附属设备（如通过序列号、特定的软件/硬件的版本等）或单一设备进行诊断操作。

3）性能管理性能管理是为了查明并避免今后可能出现的故障和服务要求而运行的自动监测功能，机顶盒的性能管理是由ACS 定期实现的，用于在故障发生时及时识别故障，或由维修管理人员为特定目的在特定机顶盒上实现。

ACS 自动运行机顶盒性能监测功能。

性能报告包括服务质量（Quality of Service ，QoS ）参数（如平均比特率、抖动和丢包率等网络参数），体验质量（Quality of Expe -rience ，QoE ）参数（如视觉质量指标或频道变化的平均速率），使用情况统计（例如在某一时间有多少机顶盒在使用，或者每个机顶盒在某个频道停留时间有多长）等。