DSM-CC数字存储媒体—命令和控制的介绍

DSM－CC数字存储媒体——命令和控制的介绍作者：陈远编译2001-06-2211:06:14.433点击数：2131DSM－CC是为在异构网络环境下传送多媒体宽带业务开发的ISO／IEC标准，特别适合广播电视网络。目前广电行业已经充分意识到加快建设数据广播平台及其业务是广电网络发展的重要一步，随着广电网络双向改造的展开，广电业务将全面转向交互式应用。无论是数据广播，还是交互式服务，在广播电视网络事业从单向到双向的业务发展过程中，开放协议对多媒体宽带服务能得到广泛应用是必不可少的，DSM－CC协议将因此发挥其极为重要的作用。为了帮助广电行业的技术开发人员和运营管理人员更好地认识和理解DSM－CC协议，本文编译了国外有关介绍DSM－CC资料的文章，对DSM－CC所涉及的不同功能做综述性介绍。1介绍影响宽带业务进入家庭的主要因素是开放的应用服务协议的实用性。如果没有这样的协议，每一个发送到家庭的业务将要求自己的接收接口，甚至要求有自己的接收装置，这显然不符合当今互联网时代的发展要求。开放的协议将使机顶盒、PC或其他信息应用装置接收来自多个服务提供商的多种服务。DSM－CC最初旨在对网络上的MPEG－2传输流提供仿录像机控制，1994年通过的MPEG－2ISO／IEC13818－1视频流编码／解码标准包含了早期的DSM－CC版本，为MPEG－2传输流引入了简单的流控制协议。随后两年，DSM－CC的这个工作发展为超过500页的ISO/IEC13818－6国际标准。现在，DSM－CC为交付一个完整的应用（例如视频点播或家庭购物）提供了所需的协议，成为交互式电视领域广泛应用的标准。1994年成立的非赢利组织—数字音像委员会（DAVIC）有20多个国家、200多个公司成员，在它1年后发布的基于MPEG标准的支持交互式多媒体服务系统体系要求规范DAVIC1．0中第一个使用了DSM－CC协议。DAVIC在它的规范中采用了DSM－CC作为其多媒体交互会话、资源的控制和服务级别上的交互协议，DAVIC还将DSM－CC应用到互联网访问服务。ITU－T第8研究组也将DSM－CC用到多媒体会议应用上，作为T．120多媒体会议推荐标准的一部分。现在，大量的机顶盒使用DSM－CC的下载技术，电视观众从传输流的“数据传送带”中提取伴随数字电视广播的辅助信息，可以更好地了解电视广播的内容。最近，这一技术还被卫星广播公司应用于传送互联网数据（主要通过卫星），他们在上行站使用新的装置，例如IP打包器，下行站使用路由器，还要对经常下载的数据提供缓存，要使这些部件无缝工作在一起，工程师应用DSM－CC扩展标准确保通过这种异构网络传递的互联网数据的完整性。DSM－CC是与传输层无关的协议。这样任何编写好的使用DSM－CC的应用程序不需要关心其下面的服务器和客户机之间使用的传输层，从纯MPEG－2传输流网络到核心ATM网和各种ATM或非ATM的接入网，甚至包括高速局域网，到端到端的ATM网络的多数宽带网络，都可以传递使用同一个应用程序。DSM－CC是一个由许多不同协议范围组成的协议：网络会话和资源控制客户机的配置从网络下载到客户机视频流的仿录像机控制通用的交互式应用服务通用广播应用服务——数据和用户—用户对象传送带，交换数字广播频道切换DSM－CC的关键是它的灵活性：取决于所针对的应用，每个协议范围都可以独立使用，或与其他协议范围合作使用。DSM－CC也可以与互联网协议如RSVP，RTSP，RTP等一起使用。2DSM－CC功能参考核型DSM－CC定义了一个简单的功能参考模型，如图1所示，这是一个使用网络相互通讯的客户机和服务器（统称为用户）模型。在DSM－CC功能参考模型里，通常，客户机是如机顶盒这样的接收消费多媒体内容的装置，而服务器则是提供多媒体内容和服务的实体。一个服务器可以是一个包含多个计算平台和一些专门功能的分布式系统，如提供视频点播服务的视频泵系统。这样的一个分布式服务器系统与网络之间可以有多个传输连接。DSM－CC所指的网络，定义是非常广泛的。它可以是任何为用户提供'连接’的通讯元素的集合。在这里'连接’的定义也同样广泛：在两个或多个端点之间传输信息的传输能力。DSM－CC的目的是使DSM－CC可应用于各种不同连接实现的物理网络上，包括点到多点（广播）的单向连接网络。DSM－CC允许网络不是均一的。支持DSM－CC应用的流行宽带接入网络包括HFC和FTTC（光纤到路边）。许多HFC网络提供的连接实现在下行（服务器到客户机）采用MPEG－2传输流，而在上行方向使用数据包竞争的方案。许多FTTC网络提供的连接实现使用双向ATM虚拟通道连接（VCC’s）。在这种异构的网络中应用DSM－CC，服务器可以与标准的ATM主干网连接，而客户机与接入网（如HFC或FTTC）连接。DAVIC在其第12部分规范的“物理场景”里清楚地说明了DSM－CC的这个特点。图1表示的DSM－CC功能参考模型，这一模型将网络抽象为包含会话和资源控制管理器（SRM）的实体，用户与网络的连接被抽象为用户与SRM的连接，SRM是一个实体，从用户发出的连接终止在该实体。一个SRM可以散布在由多个网络提供商提供的不同地理范围内分布的网络所组成的全程网络各处。SRM可以根据运营商设定的订阅服务的政策，管理服务器／客户机的连接。它可以是网络的一个端点，向用户提供网络和服务配置信息，它可以鉴别用户。图1展示了传送用户到网络（U一N)信息和用户到用户（U－U）信息的连接。在网络和客户机或服务器之间使用了U－N信息流，它们通过U－N连接以U－N消息的形式在客户机和服务器之间交换，它们的用途是控制会话和网络资源。DSM－CC为所有U－N消息定义了标准消息包头，并假定这些消息是在传输层协议上传送，这样可以不必对传输协议提出过多的要求。传输层提供的服务必须能够传送整个U－N消息（即由较低的层完成分割和重新装配），但可以不负责按顺序传送消息，而由像IP上的UDP，甚至ATM上的AAL5这些公共协议满足这一要求。DSM－CC不要求传输层可靠地传递消息，但它必须能侦测错误的消息，并将其丢弃。在客户机和服务器之间的U－U信息流是通过U－U连接传送的。一台客户机和一台服务器之间可以允许有多个U－U连接。DSM－CC通常不规定连接所使用的协议，而由客户机和服务器之间协商。但如在本文第7节详细描述的那样，DSM－CC定义了一组可互操作的通用服务，它们由服务器向客户机提供。可以通过U－U连接和远程过程调用（RPC）协议来完成对这些服务的调用。3网络会话和资源控制3.1会话DSM－CC采用了一个关键的概念：会话。会话被定义为两个用户之间的一种关联，提供将一个服务实例所需的资源组合在一起的能力。另一种方式的解释是，一个客户机访问一个服务，比如家庭购物，是通过与服务器建立一个会话实现的。在服务结束时，当客户机不再需要与服务器的关联，会话可以拆除。3．2会话里的资源DSM－CC旨在应用于这样一个工作环境里，那里的网络资源不必是免费的或充裕的，资源在需要发送一个服务时取得，在结束服务时要释放。不同的服务将需要不同的资源，一个会话管理一个服务所需的资源分配。一个会话有一个在全程网络范围里唯一的会话标识号（sessionId），一个服务实例所需的所有资源都使用相同的sessionId标签，这在网络计费和管理上有用；也用在会话被拆除时，删除所有与会话关联的资源。DSM－CC会话建立协议被设计为允许网络认证客户机，确保客户机知道会话建立，并接受其承担的责任。在会话期间，服务器可以根据服务的具体阶段请求网络为会话增加更多资源，或删除一些资源。这是通过AddResource消息组，或DeleteResource消息组完成。在这些消息里，服务器使用资源描述子描述它所需要的网络资源。3．3连接用在用户到用户（U－U）信息流的连接是构成一个会话的主要网络资源。一个DSM－CC会话通常由多于一个的U－U连接组成。会话常常拥有一个用于RPC消息的控制流和一个MPEG－2流。复杂的应用可以使用多个连接，例如，在一个窗口里显示一个传送视频的连接，窗口周围背景则通过另一高速连接发送。还应指出的是一个会话内服务器端的连接并不都需要终止在同一个网络服务接入点（NASP）：一个客户机可以接收来自一个会话内的多于一个的源的信息。这是DSM－CC会话概念不同于Q．298x的多连接呼叫的定义的几个特征之一。DSM－CC允许将会话和资源管理与网络连接控制协议隔开。网络可以使用DSM－CC会话和资源管理协议，并在底层使用传输网络协议实现连接控制。例如，在ATM环境里，使用Q．2931（ATM交换虚拟连接SVC的标准控制协议）完成连接控制。ATM可以集成到DSM－CC网络，让用户直接使用（客户机和服务器）Q.2931。3．4由网络资源构建连接一个网络资源是指任何最低限度可分配的传输能力。对某些网络这是一种端到端连接，这里的资源就是连接。DSM－CC被设计用于处理多个资源连接。一个连接是一个或多个网络资源的编组，它们提供了在两个或多个端点之间传输信息的能力。例如，非ATM的HFC网提供了与客户机的通路，而服务器被连接到核心ATM网络，在这种情形里，一个连接是由非ATM的HFC资源和ATM资源组成，见图2。资源描述子是在网络和用户之间传递的资源分配消息里的描述资源的数据结构。DSM－CC定义了许多公共类型的网络资源格式，例如ATMVCCs和MPEG传输流。一个资源描述子包含与类型相称的属性值（例如ATMSVC的源和目标地址，MPEGTS的节目映射表PMT）。它还指出资源的属性是否可协商的，谁开始资源的分配（客户机、网络或服务器）。资源描述子还包含关联标签（AssociationTags），它具有端到端的意义。所有构成连接的资源都有相同的关联标签。当网络技术发生新的变化时，SRM负责产生新的资源描述子供客户机收看：一个服务器按照它所连接的网络、（在图2的例子是ATM）请求资源，而客户机收到的却是基于它看到（所连接）的资源描述子（在图2的例子是MPEGTS）。甚至在端到端的ATM网络里的同一个连接，客户机和服务器各自看到的是不同的VP／VCI字段，因此需要提供对应客户机和服务器各自看到的资源描述子。但是，客户机和服务器各自看到的这两个资源描述子将包含相同的关联标签，而每个资源描述子将包含一个标志指示它是供谁观看（客户机或服务器）。这种描述跨过多个网络技术的连接的能力是DSM－CC所独有的。使用PassThru消息的用户一用户通知DSM－CC会话总是由客户机发起的。但在某些使用DSM－CC的情形，服务器（或另一个客户机）必须能够通知客户机它现在要建立一个会话。例如，在电话或视频会议的情形里，DSM－CCU－NPassThruReceipt消息可以被用于向一个用户指示需要用户建立一个DSM－CC会话来接收拨入的呼叫。如果PassThruReceipt消息未被回答，可以推断所呼叫的用户没有出现或并不希望接收呼叫。ITU－工作组使用U－NPassThruReceipt指示一个拨入的多媒体呼叫。4配置客户机在一个典型的DSM－CC场景里，一台客户机（例如机顶盒）在启动时应使用U－N配置消息组配置自己，以适应所发现其连接的网络。U－N配置消息（UNConfigRequest、UNConfigConfirm消息）可以由用户发起，或由网络发起（UNConfigIndication、UNConfigResponse消息），或是让用户收听一个已知的广播频道（UNConfiglndication消息）。通过U－N配置消息序列，客户机了解到网络专门参数（例如sessionIds）是如何分配的，如何与SRM通讯（例如它的VP／VCI、E．164地址，或IP地址）；客户机还接收到缺省的服务地址。DSM－CCU－N配置部分是一个独立的协议范围，任何要求用网络初始配置的用户应用程序都可以使用DSM－CC的这一部分协议。5下载到客户机DSM－CC内的U－N下载协议是一个轻便和快速的协议，用于从服务器下载数据或软件