互动电视业务运营商在互动电视业务专用网络内运营互动电视业务，随着移动互联网技术的发展和用户行为习惯的变化，通过移动网络在移动智能终端上开展互动电视业务成为必然的趋势。本文提出一种基于广播电视网络为移动智能终端提供定向传输互动电视服务系统的设计与实现，无需互动电视运营商额外搭建针对移动智能终端的服务系统，就可以通过互动电视机顶盒为移动智能终端提供定向传输的互动电视服务，让移动智能终端用户在任何地方、任何网络环境下都可以使用互动电视业务服务，对互动电视运营商而言，既节省了资源又扩展了移动用户。互动电视服务的内容包含频道直播、时移、回看、点播、广告、购物、应用等互动电视业务。

　　范晔（1975-），男，太原有线电视网络有限公司总经理，博士。主要从事智慧广电、媒体融合等技术方面的研究，曾参与过太原有线数字化整体转换、运营支撑系统等重大项目。

　　如图1所示，系统整体架构包含三种类型的网络、两个服务系统、两个核心终端设备，其中三种类型的网络分别是广电网络、家庭网络、运营商网络，两个服务系统分别是电视业务服务系统和调度服务系统，两个核心终端设备分别是机顶盒终端和手机、平板等移动终端。

　　为了在广播电视网络内运营全IP的互动电视业务，广播电视网络运营商会在广播电视网络内搭建全IP视频服务平台，为智能IP机顶盒提供直播、点播等电视服务。有线电视网络运营商通过双向网络或是有线电视宽带网络为智能IP机顶盒提供电视服务。智能IP机顶盒通过广播电视网络接收全IP视频服务平台提供的门户服务、视频内容服务，将Launcher界面和节目内容呈现给用户。

　　为了给智能移动终端提供定向传输的互动电视服务，智能IP机顶盒具备两个网口，一个接入广播电视网络，一个接入宽带运营商（广电、移动、联通、电信）提供的宽带网络。智能IP机顶盒作为代理为移动智能终端代理互动电视服务。

　　有线电视网络全IP视频服务平台在广播电视网络内部，为了满足安全需求，全IP视频服务平台不能直接为互联网移动智能终端提供互动电视服务。要给互联网移动智能终端提供服务，需要使用调度服务器为用户提供路由功能，将移动智能终端请求地址指向同用户账号绑定的机顶盒，从而在移动智能终端上实现互动电视业务。

　　如图2所示，全IP视频服务平台提供媒体资源整合、媒体内容分发，实现媒体运营的整体解决方案。聚合直播节目、本地视音频内容、互联网媒体资源，承载海量第三方增值业务，基于大数据的分析决策与精准推荐，通过广播电视网络为智能IP机顶盒提供互动电视服务。

　　广播电视技术平台首先必须保证所有系统的稳定性，关键系统如数据系统、数字版权管理系统等，应需要具备可靠性保护能力、容错能力、故障恢复能力、远程备份能力。

　　互联网电视技术系统应保证平台端到端的安全性，包括：内容的安全性、管理系统的安全性、播出控制的安全性、传输的安全性、客户端的安全性等系统应具有的防病毒能力、抗攻击能力、安全报警能力。

　　互联网电视技术系统平台管理的集中性和统一性，强调用户数据统一管理，内容播控科学统一管理。

　　平台易于维护，应提供统一的维护界面，能够通过统一的维护界面对远程设备进行管理和维护，包括实时监控、远程重启等。平台易于分析和测试，易于发现和定位故障，并通过良好的系统设计保证故障的隔离。平台应对电视一体机客户端具有一定的管理能力，便于对客户端的维护。

　　平台应该具有灵活性，能够根据业务的需求实现灵活的业务配置和部署，能够根据客户和业务需求实现业务管理的灵活性。

　　3）容量可扩展：能够根据用户访问量的增加，扩展容量。容量的扩展不影响现有的系统架构和业务开展。

　　4）业务可扩展：根据业务的需求支持新的运营模式、计费模式等，能够根据用户需求增加新的增值应用。

　　平台具有良好的易用性，应易于安装和使用，为系统 提供良好的帮助功能。平台应提供友好的统一的管理操作 界面。平台应提供友好的风格一致的自服务界面。平台支持 集成的管理功能，可通过管理平台直接配置、管理、监控设备。机顶盒应提供简单、友好、美观的操作界面，方便使用。

　　宽带网络提供同移动智能终端的链接线路，网络接口接 入运营商网络的路由器。

　　在互动电视机顶盒上使用UPnP 技术实现NAT 穿透，并且配置端口映射以将来自NAT 外部端口的数据包转发到互动电视机顶盒的端口上，这一切都是自动完成的，无需用户手 动端口映射或者进行其它工作。

　　在互动电视机顶盒上搭建代理服务器，并将其服务端口 设置为NAT 内部端口，使得通过运营商提供的IP 地址能够访问互动电视机顶盒上的代理服务器。

　　在互动电视机顶盒上搭建的代理服务器能够将向互动电 视机顶盒请求的链接重定向到互动电视服务器。

　　移动智能终端上安装互动电视APP，用户使用互动电视业务运营商提供的账号登录互动电视APP，该账号同互动电视机顶盒绑定，用户在互动电视APP 登录后可查看互动电视机顶盒的状态，如果互动电视机顶盒在线，可以创建链接并 通过互动电视机顶盒使用互动电视业务。

　　调度服务器位于广播电视网络IDC 机房的隔离区（DMZ， Demilitarized Zone），调度服务器具有互联网出口地址，通过公网地址为移动智能终端提供接口服务，调度服务器通过广 播电视网络收集机顶盒信息和用户账号信息，移动智能终端 通过调度服务器提供的互联网地址访问接口服务。

　　第一步：互动电视机顶盒开机后向调度中心发起注册/ 更新设备列表请求，调度中心将机顶盒状态进行更新，机顶盒 同调度中心之间保持心跳，若机顶盒长时间不发送心跳信息， 调度中心将机顶盒状态修改为离线状态；

　　第二步：移动智能终端访问调度中心提供的互联网接口 服务登录并获取同账号绑定的机顶盒设备；

　　第四步：全IP 视频服务平台以HTTP 协议为终端提供数据服务，机顶盒通过HTTP 代理为移动智能终端提供定向互动电视服务。

　　本文提供的系统中涉及了NAT 穿透技术、UPnP 技术、HTTP 代理技术。

　　NAT 穿越技术允许网络应用程序对它们是否位于一个具有UPnP 能力的NAT 设备进行检测。然后，这些程序将获得共享的全球可路由IP 地址，并且配置端口映射以将来自NAT 外部端口的数据包转发到应用程序使用的内部端口上，所有 这一切都是自动完成的，无需用户手动映射端口或者进行其 它工作。NAT 穿越技术允许网络设备或者点对点应用程序通过动态开启和闭合与外部服务之间的通信端口穿过NAT 网关与外界通信。

　　使用常见的NAT 穿透方法比如UDP 打洞，或者STUN 协议，但是这些方法都需要另一个已知的部署在公网环境下 的服务器。UPnP 的一大优势就是不会像UDP 打洞那样，内网接口不需要先向外部接口发送UDP 包把绑定的公网接口告诉NAT，而且对于对称NAT，UDP 打洞是无效的。而UPnP 一旦设置成功后，内网接口完全以绑定的公网接口暴露在公 网中。

　　HTTP 代理就是介于客户端和Web 服务器之间的设备，连接代理后，客户端不再直接向Web 服务器取回数据，而是向代理服务器发出request 信号，代理服务器再向Web 服务器发出请求，收到Web 服务器返回的数据后再反馈给客户端。

　　2. 规避政策风险，定向传输的方式是被许可的，本发明正是通过互动电视机顶盒为移动智能终端提供定向传输来实 现在移动智能终端上开展互动电视业务。

　　3. 安全性，互动电视业务服务系统不对互联网开放，仍处于封闭的内部网络，安全性高。

　　通过互动电视机顶盒为移动智能终端提供的定向传输互动电视服务不仅可以提供互动电视服务还能够建立移动智能终端与智能家居的链接，使得移动终端用户随时随地遥控智能家居。移动智能终端用户可以通过互动电视机顶盒提供的定向传输服务享受互动电视服务，也可以通过互动电视机顶盒提供的定向传输服务实现智能家居的控制。

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