黄柏树有什么药用价值: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   2001-06-22 11:06:14.433   点击数：2131

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　　DSM－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－2 ISO／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/IEC 13818－6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DAVIC 1．0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。

2　DSM－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（session Id），一个服务实例所需的所有资源都使用相同的session Id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Add Resource消息组，或Delete Resource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ATM VCCs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ATM SVC的源和目标地址， MPEG TS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（Association Tags），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MPEG TS）。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。

35　使用Pass Thru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－CC U－N Pass Thru Receipt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Pass Thru Receipt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－T T120工作组使用U－N Pass Thru Receipt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（UN Config Request、UN Config Confirm消息）可以由用户发起，或由网络发起（UN Config Indication、UN Config Response消息），或是让用户收听一个已知的广播频道（UN Config lndication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session Ids）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－CC U－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给客户机。下载协议定义了三个使用下载协议的场景：控制流下载、非控制流下载、数据传送带。DSM－CC规定了这三个场景使用的消息组。消息组分为控制消息和数据消息。当客户机建立了与服务器的会话，DSM－CC允许（不是命令）服务器下载一个完整的操作环境给客户机（包括远程过程调用，即RPC堆栈）。

　　为了确保被下载的数据可以在用户装置工作，在下载开始前可能需要将客户机的兼容信息发给负责下载的服务器。DSM－CC提供了通用的用户兼容性描述子，让用户装置向服务器描述自己。

　　一个完整的下载操作将一个下载映像(Image）传送给客户机。映像被分割为一个或多个模块（Modules），模块再被进一步分割为块（Blocks）。块的大小是通过协商以满足效率和有效的错误检测要求，并考虑到所使用的传输机制。

　　DSM－CC下载协议独特的地方是它支持传统（交互式）被控制流的下载，同时还支持非控制流（广播）的下载。下载控制消息可以在实际数据传输前用于交换有关下载过程的信息。

　　下载数据消息被用于传输正被下载的数据，用于交互式下载模块传输的应答。一台服务器可以使用广播情形同时向许多客户机下载数据。在这种情况，下载信息消息内的兼容性描述子将指示客户机将接收频道调到以兼容速率广播的专用频道去。

　　考虑广播数据传送带，DSM－CC确保足够的信息出现在下载控制消息，使一个客户机能够不按次序接收数据。例如，它允许客户机一旦调到下载频道就开始接收数据，即使下载过程早已经开始。

　　将软件下载给客户机的能力意味着免除了与客户机驻留软件的版本或周期性更新有关的费用。这是低价位的客户机装置（例如机顶盒）的理想，它使服务提供商简化了维护工作。

6　仿录像机控制的视频流

　　MPEG－2视频编／解码标准并没有强调发出视频播放时间。MPEG－2流在编码流里包括了它们自己的内部与视频和音频编码相关的时钟时间，以允许它们同步。但是，视频重放要求更多：要支持在一个流内随机定位，以及各种播放速率。DSM－CC媒体流接口利用一种为DSM－CC设计的时间寻址方案，称为正常播放时间（NPT）。NPT是与一个节目联系的时钟观看者。当处于正常播放模式时，NPT正常前进；当用户选择快进时，快速前进；或选择重绕时，快速倒退。同样，DSM－CC引入了流状态机的概念。

7　通用交互式应用服务

　　U－U接口

　　 DSM－CC U－U部分提供了一组通用的多媒体用户—用户接口。这些接口提供模块化的构件块，能够用于广泛的多媒体应用，从点播电影到电视购物，到游戏和远程学习。

　　接口定义是用接口定义语言（IDL）编写的，有两种不同的接口：
　　应用程序可移植性接口（API），为编写运行在客户机上的应用程序的程序员设计的；
　　服务互用性接口（SII），使不同制造商生产的客户机和服务器在一起工作。
　　一旦选择了远程过程调用（RPC）编码方案和消息组，服务互用性接口的IDL将导致网络上的固定的位样式。 DSM－CC不规定使用哪种RPC方案。但是，它的目的是允许与CORBA 2.0协同工作。 DAVIC已经选择CORBA 20 RPC（UNO－通用网络对象）和编码方案（CDR－公共数据表示）用于DSM－CC规范。

　　尽管DSM－CC U－U部分可以与U－N部分分开使用， DSM－CC仍描述了如何将DSM－CC U－U和U－N部分结合的工作系统模型，构成一个完整的DSM－CC系统。

　　DSM－CC U－U接口并不要求必须是客户机或服务器使用的唯一接口。例如，也可以下载同时接收视频会议和多媒体数据库这样的其他类型接口，用于混合应用。

8　通用宽带应用服务

8.1　数据传送带和U－U对象传送带

　　数据传送带协议范围属于U－N下载协议的非控制流下载场景，利用有下载消息：Down load Server Initiate、Down load InfoIndication、Download Cancel，周期性地将数据和控制信息广播给多个客户机。下载控制消息提供了特定数据传送带的可用模块表，从而每个客户机可以确定它要捕获的模块。在数据传送带场景，由于没有从客户机到服务器的回传通道，要通过MPEG－2 PSI和DVB SI表向客户机广播数据传送带有关传输参数，使客户机知道在哪个广播频道开始收听下载控制和数据消息。

　　尽管简单映像可以使用通用的数据传送带服务发布，数据传送带更大的用途是提供一种物理环境，将用户服务后面的实际U－U对象发布给客户机。为了支持这种做法，DSM－CC规定了U－U对象传送带和广播互用性协议（BIOP）。BIOP提供了在广播传送带里嵌入对象引用的标准方法，使客户机可以确定对象在广播频道内的实际位置。

　　U－U对象类型通常由名字空间、文件和流支持，允许客户机使用U－U对象传送带确定客户机想要观看的流。BIOP与RPC协议兼容，这样可以在一个专门的应用程序内混合使用广播和交互服务部件。

8．2　交换数字广播频道变化

　　数字广播节目（例如数字电视，准视频点播）是宽带网络传输的主要服务。在某些类型的宽带网络里，例如光纤到路边（FTTC），网络设计的经济考虑希望将数字广播节目传递到传输系统的Inter Working单元（IWUs)，再从那里将节目多点传送给客户机。尽管IWU可以接收全频道的广播节目，但在传给用户的网络里同时传输所有数字广播节目是不实际的。一般在一个时间里向每个客户机发送一个或几个节目。当客户机希望从一个频道切换到另一个频道时，必须发信号通知IWU，请求改变频道。

　　交换数字广播（SDB）频道改变协议规定了专门用于这类应用的协议。SDB频道改变协议在网络的客户机和Inter Working单元（IWU）之间交流。SDB频道改变协议也是DSM－CC内一个独立的协议范围，可以独立于其它DSM－CC协议使用。特别地， SDB频道改变协议消息被设计为适应ATM AAL5信元。

　　前面我们介绍网络资源可以描述为简单的点到点连接。当DSM－CC被用于交换数字广播（SDB）服务时，我们有了一个更复杂的资源编组例子。从（数字广播）服务器到网络，具有包含多个节目的广播连续供给资源；而客户机和网络之间的资源实现包括一个用于频道改变的连接和一个用于发送单个节目内容的连接。每个资源使用前面介绍过的关联标签与正确的接口连接。

9　DSM－CC用于视频点播

　　 一个使用DSM－CC的典型场景应是视频点播。开机时，客户机（例如机顶盒）将发起U－N配置消息，使用网络里的消息配置自己。接着使用U－N Session Setup消息通过网络在客户机和服务器之间建立一个会话。然后，基于客户机在U－U Session attach消息里收到的上下文信息，建立用于下载的连接，通过下载消息获取适当的客户机软件。使用U－U目录函数，导航应用程序将向用户提供选项菜单。一旦做出选择，可以再一次使用U－U下载为客户机获取与菜单选择对应的必要代码。如果选择视频， U－N Add Resource消息被用于为传输视频和音频流建立新的连接，用户可以使用U－U流操纵函数控制视频和音频流。

10　结　　论

　　DSM－CC是宽带网络用于传输多媒体服务的多个协议范围的集合。DSM－CC定义了U－N消息协议，用于实现会话和资源管理；它提供了客户机配置和下载的协议。DSM－CC还包括仿录像机控制视频流的接口和许多用于其它通用交互式应用服务的接口。通过定义数据传送带和U－U对象传送带，DSM－CC提供了用于一般宽带应用服务的协议。DSM－CC定义了交换式数字频道改变协议，用于改变广播网络里的频道。

　　由于DSM－CC协议所具有的配置和下载能力，它对低价位客户机装置（如机顶盒）是理想的协议。利用DSM－CC，总是可以用网络上的最新信息配置客户机，让客户机下载服务器通过网络广播的最新软件，这样消除了任何涉及版本控制或版本不兼容所造成的有关费用。

　　DSM－CC能够得到广泛应用。它是建立在非常通用的客户机、服务器和网络实体的模型上。它不规定必须实现多少个实体（尽管它提供了某些例子），而是集中在定义用户—网络接口和用户—用户接口。

　　DSM－CC是非常灵活的。支持DSM－CC的网络可以提供各种宽带应用。每个协议范围可以独立地实现，这样有助于将DSM－CC标准和其他标准集成（例如DVB使用DSM－CC U－N 和U－U消息子集，而不是其余的DSM－CC）。类似地，DSM－CC交换数字广播（SDB）频道改变协议可以在没有实现DSM－CC U－N或U－U消息下实现。