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IMOS(IP多媒体操作系统)解决方案概述

2010/10/26

  IMOS (IP Multimedia Operating System),即IP多媒体操作系统,旨在打造IP领域的多媒体开发平台。一方面,支持监控、视讯、媒体发布、VOD、语音业务,提升开发效率、降低维护成本。另一方面,也是更为长远的意义,是为H3C多媒体产品的不断丰富和完善奠定基础,为客户、合作伙伴以及业界友商开发增值业务、技术合作、技术创新提供弹性的空间。

  多媒体业务已经成为IP网络上最具活力和发展潜力的应用:IPTV、IP监控、IP电话、视频会议、媒体教学等等,在各种多媒体应用开发中,我们思考一个问题:多媒体的共性在哪里?差异在哪里?为什么实现统一通信,统一视频会不太容易?

  先分析多媒体应用的共性:

  共同的媒体流:H.264;
  共同的呼叫控制信令:SIP;
  共同的设备管理方式:SNMP;
  共同的业务接口方式及类似的调用动作:XML,媒体调用、检索、点播;摄像头控制…;
  共同的基础支撑:操作系统适配、配置管理、告警管理、用户管理。

  这些共性总结起来就是五字决:“看、控、存、管、用”。

  而诸多差异又使得媒体应用千变万化:

  不同的媒体应用方式:单向/双向,实时/非实时,点对点/点对多点;
  不同的业务呈现界面:B/S、C/S;
  不同的客户市场定位:运行商、行业、商业;
  不同的行业客户要求:金融、电力、平安工程…。

  如何“求同存异”?一个基础架构平台非常关键。大家知道,在Windows被广泛应用的情况下,基于windows的各种业务就很容易开展起来。同样,有了IMOS平台,就为实现多媒体业务的看、控、存、管、用共性业务,呈现多样化的媒体应用方式,展示丰富的业务呈现界面,满足差异化的行业客户要求提供了可能。

一、IMOS逻辑架构

  IMOS平台分为5个层次,自底向上依次为OS基础设施层、数据访问层、多媒体基础设施层、业务逻辑层和业务展示层;这其中涵括9个组件:用于用户交互的GUI组件、用于业务实现的AS应用服务组件和CS调度服务组件、用于信令调度的CC呼叫组件、用于媒体调度的MC组件、用于媒体处理的MP组件、用于配置管理的MM组件、底层框架的BP基础平台和DAO数据库组件。

IMOS分层模型

图:IMOS分层模型

  业务展示层:运营商以及各行业客户的不同要求,取决于应用模式,还有B/S和C/S之分;不少大客户还有业务系统强集成的需求。可替换的分层模型和开发接口允许完全替换开发新的展示,多套展示可以并存,从而最大化的贴近用户的体验。

  业务逻辑层:通过对原子业务的简单组合或者定制开发,可以快速构建新的业务。“搭积木”的开发方式,节省大量的重复开发成本,有效缩短开发和稳定周期。

  多媒体基础设施层:多媒体领域通用模型和标准实现,支持对实现的扩展。提供了“原子”业务(基础业务)。

  数据访问层:对多媒体数据的封装。数据的存在形式不受位置(本地/远程)、形式(数据库/文件/原始磁盘块)、格式(结构化/非结构化)的限制,同时支持对数据的扩展和替换。

  OS基础设施层:对操作系统、数据库、多媒体协议的封装,屏蔽差异,实现上层应用的平台无关性,提高开发效率和系统兼容性。
二、基于IMOS的多媒体业务

  1.看

  看,即实时图像业务,主要涉及信令调度、媒体调度、媒体处理和视频显示。

  信令调度

  IMOS信令调度提供的呼叫控制功能主要有会话、回放、订阅、通知、查询、传递,其通过SIP消息与终端(UA)进行交互,并支持在SIP基础上进行扩展,以满足更多业务。SIP信令是IP网络的核心控制协议,可应用于VoIP、视频会议、IM、3G移动通信等。IMOS平台支持丰富SIP调度模型,满足多媒体应用。

  a)In Direct:由终端发起向平台呼叫请求;


  适用的功能:会话、回放、订阅、通知、查询、传递

  b)Out Direct:由平台发起向终端呼叫请求;


  适用的功能:会话、订阅、通知、查询、传递

  c)Proxy:平台作为代理,将一个终端的呼叫传递给另一个终端;


  适用的功能:会话、订阅、通知、查询、传递

  d)3PCC:平台发起对两个终端的呼叫,将两端加入一个会话;


  适用的功能:会话

  媒体调度和媒体处理

  各种媒体功能的相同点都是“流”进入“处理节点”,处理完成后,按照“媒体路径”分发到下一个“处理节点”,最终进行媒体流的输出,相同的是各种媒体服务对“流转向”的控制和组织上,不同的是各个“处理节点”的功能。

  IMOS平台由MC组件实现媒体调度,整体管理和协调网内的各种媒体功能。MP组件则进行媒体处理。MC 重在完成多个MP功能的组合和调度(MP—媒体处理单元,它以进程或其它独立的方式存在) ,并统一对外进行媒体服务的开放,典型的服务有提供“媒体协商” 、”媒体路径建立”服务等。
  “媒体路径的建立”和“媒体协商”等功能由媒体控制模块来完成,这样实现了媒体路径的统一决策和管理,对媒体路径变化的适应性强。

  视频显示

  IMOS平台的XP组件作为通用播放器实现提供媒体播放控制API,满足产品开发播放器需求,提供媒体解码插件开发框架,满足动态加载解码插件和对解码器的扩展,提供协议解析适配组件,定义控制协议和媒体承载协议的框架,为后续繁多的协议提供适配和规范。

  多域级联的实况请求,IMOS宗旨为核心统一,边缘转换,信息是逐级请求,媒体流也是逐级转发。核心呼叫模型使用统一的SIP呼叫模型,通过SG来实现对各种其它协议对它的转换,并且SG可自主的访问系统中任何的资源,可创建并维护相关的数据库信息,从而实现业务开发的统一性,良好的协议适配性和互通性。

  2.控

  控,即云台控制,也称云镜控制,用户通过调整云台的焦距、倍率、方向来获取有效视场的图像。

  控制操作在IMOS平台中专门抽象出云台框架进行功能实现。云台框架(PTZ Framework)向业务层提供组成目标业务的云台操作功能。PTZ Framework调用AOI接口与CC(Call Control)进行交互,调用API接口与MM进行交互。抽象出云台控制的原子业务操作,并提供API接口供AS&UA使用,从而提高AS&UA开发效率和可维护性。

  多域级联的云台控制信息逐级请求,响应也是逐级反馈。

  3.存

  存,在多媒体业务中包括音视频数据的存储、备份以及VOD点播等。

  IMOS平台承袭当前主流的iSCSI中心存储技术,并采用SMI-S使得使不同类型存储设备管理及信息共享成为可能。IMOS平台的VOD使用RTSP模型。

  iSCSI:IP协议与传统SCSI技术结合的产物,可基于IP网络实现各种信息的存储。

  RTSP:用来控制声音或影像的多媒体串流协议。

  IMOS平台的数据访问层屏蔽了数据的存储差异,目前的DAO层不提供媒体数据的抽象访问,将来媒体数据也可以纳入DAO的范畴。每个DAO接口在向上保持兼容的情况下,实现都是可以替换的。DAO层包含接口定义和标准实现,每个接口都会根据配置文件去找相应动态库中的实现,如果希望替换每个接口,只要扩展新的动态库并修改配置文件即可。

数据访问模型

图:数据访问模型

  多域级联的VOD实现逐级请求,包括录像检索和录像回放两部分。录像检索,先判断请求域是否有该摄像机的录像(支持收流存以后),如果有,可以考虑返回本域的录像文件列表,否则进行跨域查询。获取录像文件的URL的流程类似录像检索的流程,录像回放采用的RTSP协议,请求域在获取录像文件的URL后,直接向被请求域发起RTSP请求。
  4.管

  管,即配置管理,涉及到权限分配和日常维护。

  IMOS平台充分借鉴iMC网管(H3C的重要管理平台之一),通过成熟的SNMP协议和XML文本技术,实现完善的配置框架、任务管理框架和报警联动框架,创造性的应用“号码权限”机制更使得多媒体中的权限管理丰富多彩。

  SNMP:简单网络管理协议,支持多种网络设备的管理。

  XML:可扩展标记语言,被广泛用来作为跨平台之间交互数据的形式

  配置框架,提供配置模块的参数书写语法,通过定制XML文本的方式来实现配置参数的组合和下发,并通过协议适配可实现不同的协议来下发配置参数。任务管理框架,为运行时间较长、需要周期执行或者定时执行的事务提供管理框架,同时协调多任务对相同资源(目前是设备)的互斥访问。报警联动框架,继承iMC的报警联动平台的设计思想,模型的基础为“事件”和“动作”,“报警源”和“执行者”的信息作为参数传递到相关“动作插件”中,并在此基础上扩展“事件分析插件”框架和“预案管理”框架。

  复杂的多级多域模式和域间权限控制,通过“设备划归”、“主动查询”、“设备定向发布”和对“用户授权”的方式都迎刃而解,良好的支持了多媒体大联网的应用。

  同时,IMOS平台的运行和调试接口,提供对运行日志信息的输出、级别控制功能,同时提供对系统内部信息的在线调试功能。

  5.用

  用,即客户端展示,使最终用户的交互界面。

  IMOS平台提供多层次的SDK接口,其中业务层面提供SOA接口,符合开放系统互联标准和协议,易于合作伙伴进行增值开发,以及与其他业界友商系统实现融合和数据共享。

  对于CS客户端,通过调用IMOS提供的SDK,直接就可以实现各种业务功能;而对于Web客户端,只需要增加一层Web Server,再调用SDK。XP同样提供了开发的SDK,如下图范例。

SDK使用实例

图:SDK使用实例

三、结束语

  IMOS,作为H3C在多媒体领域长期发展的核心技术平台及战略支撑点,顺应当前IP多媒体技术和应用融合的趋势,是持续满足客户需求的关键基础,也是未来业界生态圈构建IP多媒体解决方案价值链的重要工具,不仅有助于H3C自身实现更为丰富的解决方案,也支撑合作伙伴实现解决方案增值。
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