家庭网关的机顶盒零配置功能实现

肖 军，郑学智，覃洪清

（武汉邮电科学研究院 通信与信息系统，湖北 武汉 430074）

家庭网关的机顶盒零配置功能实现

肖 军，郑学智，覃洪清

（武汉邮电科学研究院 通信与信息系统，湖北 武汉 430074）

IPTV业务目前的机顶盒放装方式对用户并不友好，需要人工上门安装，过程繁琐，操作历时长。为了提升用户的IPTV业务体验，改善IPTV业务流程，机顶盒放装需要得到提升。本文介绍了运营商的整体机顶盒零配置流程，基于家庭网关HG221GI，提供了一种实现家庭网关机顶盒零配置的方案。

通信技术；家庭网关；机顶盒；IPTV；零配置

0 引言

网络电视的普及让 IPTV业务得到各大运营商的重视，而为了推动业务效率的提升，实现用户在营业厅提取到机顶盒自行回家安装便可观看电视，降低由于安装而产生的成本，机顶盒的放装方式需要得到更大的改进，而实现社会化放装将成为一种必要的趋势[1-3]。同时这种放装方式也将面临巨大的挑战，放装流程的变动，家庭网关功能的更新实现等都是需要解决的问题。

1 机顶盒零配置流程

在此背景下，为了解决 IPTV零配置放装的问题，运营商根据目前现状，总结了机顶盒放装的业务流程与环节，研发出了一套整体完善的机顶盒零配置功能设计方案，其整体设计方案流程图如图1所示。

技术方案分为两部分：

（1）家庭网关终端实现对下挂机顶盒 MAC地址学习的功能。

（2）ITMS平台实现对家庭网关终端采集下挂机顶盒 MAC地址的功能，同时通过家庭网关目前现有数据实现机顶盒MAC地址和iTV账号之间的关联关系，然后再由机顶盒管理子系统和家庭网关管理子系统互相交互实现机顶盒平台的账号关联，然后当机顶盒接入网络，上报到ITMS+机顶盒管理子系统完成绑定并完成业务下发[4]。

2 家庭网关零配置方案

目前运营商技术方案的差异化主要在于家庭网关终端对机顶盒 MAC地址学习部分，本文基于烽火通信股份有限公司的家庭网关 HG221GI展开零配置方案的研究。关于家庭网关HG221GI的软件框架图如图2所示。采用的零配置方案所需模块LANCC位于用户空间，主要负责下挂设备的业务控制，TR069模块也位于用户空间，主要负责与ITMS平台的交互，而内核负责文件系统、数据转发、设备底层管理等[5-8]。

技术方案主要分三个部分：网关底层内核模块实现对机顶盒设备的信息识别；网关应用层LANCC模块实现对机顶盒设备的信息处理；网关应用层TR069模块实现对机顶盒设备的信息上报。

家庭网关零配置方案图如图3所示。

图1 零配置流程图Fig.1 Z ero configuration flowchart

机顶盒接入家庭网关，内核模块识别到机顶盒的上线动作，获取到机顶盒的 MAC信息及接口信息，将上线动作、MAC信息及接口信息组成消息体，通过socket方式发给LANCC模块，LANCC模块将维护该机顶盒的信息，更新该机顶盒的状态信息，如果判断上报条件（网关已注册；该机顶盒MAC地址未被上报过；目前已上报的机顶盒数小于最大限制值；管理通道已连接）都已满足，将会把机顶盒 MAC地址写入节点中，同时发送消息给 TR069模块，通知TR069模块将组装完成的机顶盒信息上报给 ITMS平台，完成家庭网关终端对下挂机顶盒MAC地址学习的功能[9-15]。

方案的闪光点在于采用内核模块识别设备的上下线动作，延迟小，识别速度快，极大的提高了用户体验，同时将最重要且复杂的逻辑处理部分集成到LANCC模块中，利于后续需求的开发与移植。

3 方案实现

3.1 方案说明

本方案基于烽火通信科技股份有限公司的家庭网关HG221GT，机顶盒型号分别采用华为，中兴，烽火进行测试，实验环境要求家庭网关已完成注册，机顶盒需接入家庭网关的 IPTV端口，通过电脑接入串口到家庭网关，使用SecureCRT软件建立串口通信，获取节点值，同时使用Wireshark进行抓包分析。

3.2 测试结果分析

华为机顶盒接入家庭网关后，家庭网关实现了对华为机顶盒MAC地址的学习功能，将MAC信息写入了相应节点值中，如图4所示，同时通过抓包查看报文信息，上报结果也符合预期，如图5所示，接入华为机顶盒的电视机也可正常播放节目。中兴和烽火机顶盒测试结果与华为机顶盒测试结果相同，节点值都有相应的MAC地址，抓包到相应MAC地址的上报信息，电视机也可正常播放节目。

4 结束语

目前各大运营商都在积极发展自己的 IPTV业务，对家庭网关终端的相关技术要求也越来越严格，而零配置功能的实现将会是大力推进 IPTV业务的重要一环。而本文提出了一种基于家庭网关终端的机顶盒零配置功能实现方案，实现了机顶盒即插即用的实际场景应用。下一步将继续完善该方案，考虑使用HUB连接多台机顶盒时的老化时间问题，考虑上报条件的多种情景组合的处理等。

图3 家庭网关零配置方案图Fig.3 Home Gateway Zero Configuration Assumption Diagram

图4 机顶盒零配置节点值Fig.4 Nodal Value of Set-top Box Zero Configuration

图5 机顶盒MAC地址上报报文Fig.5 Message of Reporting Set-top Box’s MAC Address

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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

本文著录格式：肖军，郑学智，覃洪清. 家庭网关的机顶盒零配置功能实现[J]. 软件，2017，38（11）：187-190

肖军(1993-)，男，研究生，主要研究方向：智能家居系统；郑学智(1979-)，男，高级工程师，主要研究方向：嵌入式系统，网关智能化；覃洪清(1973-)，女，高级工程师，主要研究方向：嵌入式系统。