家庭網關的機頂盒零配置功能實現

肖 軍，鄭學智，覃洪清

（武漢郵電科學研究院 通信與信息系統，湖北 武漢 430074）

家庭網關的機頂盒零配置功能實現

肖 軍，鄭學智，覃洪清

（武漢郵電科學研究院 通信與信息系統，湖北 武漢 430074）

IPTV業務目前的機頂盒放裝方式對用戶并不友好，需要人工上門安裝，過程繁瑣，操作歷時長。為了提升用戶的IPTV業務體驗，改善IPTV業務流程，機頂盒放裝需要得到提升。本文介紹了運營商的整體機頂盒零配置流程，基于家庭網關HG221GI，提供了一種實現家庭網關機頂盒零配置的方案。

通信技術；家庭網關；機頂盒；IPTV；零配置

0 引言

網絡電視的普及讓 IPTV業務得到各大運營商的重視，而為了推動業務效率的提升，實現用戶在營業廳提取到機頂盒自行回家安裝便可觀看電視，降低由于安裝而產生的成本，機頂盒的放裝方式需要得到更大的改進，而實現社會化放裝將成為一種必要的趨勢[1-3]。同時這種放裝方式也將面臨巨大的挑戰，放裝流程的變動，家庭網關功能的更新實現等都是需要解決的問題。

1 機頂盒零配置流程

在此背景下，為了解決 IPTV零配置放裝的問題，運營商根據目前現狀，總結了機頂盒放裝的業務流程與環節，研發出了一套整體完善的機頂盒零配置功能設計方案，其整體設計方案流程圖如圖1所示。

技術方案分為兩部分：

（1）家庭網關終端實現對下掛機頂盒 MAC地址學習的功能。

（2）ITMS平臺實現對家庭網關終端采集下掛機頂盒 MAC地址的功能，同時通過家庭網關目前現有數據實現機頂盒MAC地址和iTV賬號之間的關聯關系，然后再由機頂盒管理子系統和家庭網關管理子系統互相交互實現機頂盒平臺的賬號關聯，然后當機頂盒接入網絡，上報到ITMS+機頂盒管理子系統完成綁定并完成業務下發[4]。

2 家庭網關零配置方案

目前運營商技術方案的差異化主要在于家庭網關終端對機頂盒 MAC地址學習部分，本文基于烽火通信股份有限公司的家庭網關 HG221GI展開零配置方案的研究。關于家庭網關HG221GI的軟件框架圖如圖2所示。采用的零配置方案所需模塊LANCC位于用戶空間，主要負責下掛設備的業務控制，TR069模塊也位于用戶空間，主要負責與ITMS平臺的交互，而內核負責文件系統、數據轉發、設備底層管理等[5-8]。

技術方案主要分三個部分：網關底層內核模塊實現對機頂盒設備的信息識別；網關應用層LANCC模塊實現對機頂盒設備的信息處理；網關應用層TR069模塊實現對機頂盒設備的信息上報。

家庭網關零配置方案圖如圖3所示。

圖1 零配置流程圖Fig.1 Z ero configuration flowchart

機頂盒接入家庭網關，內核模塊識別到機頂盒的上線動作，獲取到機頂盒的 MAC信息及接口信息，將上線動作、MAC信息及接口信息組成消息體，通過socket方式發給LANCC模塊，LANCC模塊將維護該機頂盒的信息，更新該機頂盒的狀態信息，如果判斷上報條件（網關已注冊；該機頂盒MAC地址未被上報過；目前已上報的機頂盒數小于最大限制值；管理通道已連接）都已滿足，將會把機頂盒 MAC地址寫入節點中，同時發送消息給 TR069模塊，通知TR069模塊將組裝完成的機頂盒信息上報給 ITMS平臺，完成家庭網關終端對下掛機頂盒MAC地址學習的功能[9-15]。

方案的閃光點在于采用內核模塊識別設備的上下線動作，延遲小，識別速度快，極大的提高了用戶體驗，同時將最重要且復雜的邏輯處理部分集成到LANCC模塊中，利于后續需求的開發與移植。

3 方案實現

3.1 方案說明

本方案基于烽火通信科技股份有限公司的家庭網關HG221GT，機頂盒型號分別采用華為，中興，烽火進行測試，實驗環境要求家庭網關已完成注冊，機頂盒需接入家庭網關的 IPTV端口，通過電腦接入串口到家庭網關，使用SecureCRT軟件建立串口通信，獲取節點值，同時使用Wireshark進行抓包分析。

3.2 測試結果分析

華為機頂盒接入家庭網關后，家庭網關實現了對華為機頂盒MAC地址的學習功能，將MAC信息寫入了相應節點值中，如圖4所示，同時通過抓包查看報文信息，上報結果也符合預期，如圖5所示，接入華為機頂盒的電視機也可正常播放節目。中興和烽火機頂盒測試結果與華為機頂盒測試結果相同，節點值都有相應的MAC地址，抓包到相應MAC地址的上報信息，電視機也可正常播放節目。

4 結束語

目前各大運營商都在積極發展自己的 IPTV業務，對家庭網關終端的相關技術要求也越來越嚴格，而零配置功能的實現將會是大力推進 IPTV業務的重要一環。而本文提出了一種基于家庭網關終端的機頂盒零配置功能實現方案，實現了機頂盒即插即用的實際場景應用。下一步將繼續完善該方案，考慮使用HUB連接多臺機頂盒時的老化時間問題，考慮上報條件的多種情景組合的處理等。

圖3 家庭網關零配置方案圖Fig.3 Home Gateway Zero Configuration Assumption Diagram

圖4 機頂盒零配置節點值Fig.4 Nodal Value of Set-top Box Zero Configuration

圖5 機頂盒MAC地址上報報文Fig.5 Message of Reporting Set-top Box’s MAC Address

[1] 施唯佳, 賈立鼎, 朱良杰. 基于智能電視終端的自動業務開通方式探討[J]. 電信科學, 2013, 29(4): 22-26.

[2] 瞿關貿, 榮偉, 董志豪, 等. 基于ROKU機頂盒的IPTV接入應用開發[J]. 軟件, 2016, 37(4): 96-100.

[3] 謝力, 陶智勇. IPTV終端管理系統研究與流程驗證[J]. 電視技術, 2013, 37(20): 92-96.

[4] 嵇建軍, 王雷. 探索IPTV(網絡電視)零配置放裝[J]. 江蘇通信, 2015, 31(3): 65-66.

[5] 滕泓虬. 嵌入式多用途無線網關設計[J]. 軟件, 2014, 35(4):111-112, 115.

[6] 龍文艷. 基于家庭網關的家庭網絡終端管理的研究與實現[D]. 成都理工大學, 2014.

[7] 高鋯. 家庭網關型ONU管理的研究與設計[D]. 北京郵電大學, 2010.

[8] 王達. 基于Linux的嵌入式家庭網關的研究與實現[D]. 北方工業大學, 2015.

[9] 張栩, 游向東, 羅遷. 一種嵌入式Linux網絡控制開關的設計與實現[J]. 軟件, 2013, 34(12): 99-102.

[10] 魏俊峰. TR069協議的應用及功能實現[D]. 西安電子科技大學, 2013.

[11] 孫亞. 基于TR069協議的IPTV終端網管系統設計與實現[D]. 河北工程大學, 2016.

[12] 付超, 曹祁生. 基于TR-069協議的配置管理功能研究與應用[J]. 電信技術, 2012, 36(23): 94-96.

[13] 宋敬彬, 孫海濱. LINUX網絡編程[M]. 清華大學出版社,2010.

[14] 楊樹青. Linux環境下C編程指南[M]. 清華大學出版社, 2010.

[15] 吳樺. 網絡應用協議與實踐教程[M]. 機械工業出版社,2013.

Implementation of Set-top Box Zero Configuration Based on Home Gateway

XIAO Jun, ZHENG Xue-zhi, QIN Hong-qing
(Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications, Communication and Information System, Wuhan Hubei 430074, China)

The current installation mode of the set-top box in the IPTV service is not friendly to the user, it needs the in-door installation, the cumbersome process and the long operation. In order to enhance the user experience of the IPTV service and improve the IPTV service process, the installation mode of the set-top box needs to be improved. This paper introduces the operator’s process of the set-top box zero configuration, provides a solution of realizing the set-top box zero configuration based on the home gateway HG221GI.

Communication technology; Home hateway; Set-top box; IPTV; Zero configuration

TP319

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.11.035

本文著錄格式：肖軍，鄭學智，覃洪清. 家庭網關的機頂盒零配置功能實現[J]. 軟件，2017，38（11）：187-190

肖軍(1993-)，男，研究生，主要研究方向：智能家居系統；鄭學智(1979-)，男，高級工程師，主要研究方向：嵌入式系統，網關智能化；覃洪清(1973-)，女，高級工程師，主要研究方向：嵌入式系統。