CN101001363B - 一种数据单播的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据单播的系统，利用该系统中的单播策略服务器根据单播数据的属性定制或者配置匹配的单播策略，相对于使用统一的轮播策略，预先配置单播策略可节约大量带宽，在相同带宽的基础上，轮播更多的信息量，使带宽的利用率提高。同时本发明还利用采集播放卡将单播数据和EPG数据混合，借用EPG的信道下发给码流分配器，从而节省有限的码流分配器端口。相应地本发明还公开了一种数据单播的方法。

Description

一种数据单播的系统和方法

技术领域

本发明涉及数字电视网络业务领域，尤其涉及一种数据单播的系统和方法。

背景技术

数字电视广播是当前广播技术领域的研究和应用热点，不少国家已经相继推出自己的数字电视广播系统。在数字电视系统中都会涉及到数据传输。现有的数字电视信息传输中有数字电视广播，即利用数字电视广播系统传输的非音视频业务，将一些增值业务信息传输到所有用户的数字电视机顶盒、数字电视接收机。若只是想将数据传输到特定的群组用户数字电视机顶盒、数字电视接收机就只能靠单播。单播就是向指定的接收设备地址一方发送数据，它是相对广播而言的。数字电视单播服务是将数据发送到指定的数字电视机顶盒的服务，其中发送的数据包括短信、命令、通知等。数字电视单播服务是数字电视网络增值业务的重要组成部分。而在数字电视单向网络上，由于没有上行通道，机顶盒是否在线，机顶盒是否已经收到单播数据对数字电视前端而言是不可知的。由于没有上行通道，数字电视前端对机顶盒的状态不可知，无法如IP网一样进行点对点的单播，为了解决这一问题，人们想到了轮播的方式。即把所有要的单播数据不停得在数字电视网络上轮播，轮播的周期和轮播的时长根据系统的带宽、能力和业务需求而定。从而保证机顶盒上线即能接收到自己的数据。现有数字电视单向网络中都有一个电子节目指南(Electronic Program GuideEPG)，负责在每个频道轮循下发电子节目单。

参见图1所示，使用轮播服务器(含播放卡)+码流分配器这样一种组合下发单播数据是目前使用较多的一种方法。轮播服务器(含播放卡)按照即定策略产生传输流(Transport Stream，TS流)(如将需要播放的数据每三分钟轮播一次)，由码流分配器将TS流分配到各个频点的复用器，再由正交调幅调制器QAM(Quadra ture Amplitude Modulation)调制器将TS流数据调制成QAM信号，通过光纤同轴电缆混合网HFC(Hybrid Fiber Coaxial)广播出去，最后数字电视机顶盒(Set Top Box，STB)可以在各个频点接收单播数据。

由于使用统一的既定的策略轮播数据，带宽的利用率极低。例如：以每条单播数据暂用188字节(一个TS基本包大小)，每条单播数据三分种播放一次，连续轮播48小时为例，我们可以计算出在2M带宽的情况下，48小时可轮播的数据最大为：

2×1024×1024kbps×3×60秒/(188byte/条×8bit/byte)＝250,988条。但是对于某些即时信息只需轮播一次，但是按照统一的策略轮播，还是需要每三分钟播放一次，连续播放48小时，这样浪费了有限的带宽。

另外利用上述系统播放单播数据时，播放卡输出的TS流需要独立占用一个码流分配器端口。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数据单播的系统和方法，以节约带宽，在相同带宽的基础上有效利用有限的带宽。

为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种数据单播的系统，该系统包括：单播策略服务器、轮播服务器和码流分配器，其中：

单播策略服务器，用于根据单播数据的属性配置单播策略，并将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器；

轮播服务器，用于根据单播数据中包含的单播策略，将单播数据插入到传输流(TS流)中轮播，并将单播数据下发到码流分配器，TS流再经过复用、调制后经下发给接收装置。

较佳地，所述的轮播服务器中包含采集播放卡，用于采集电子节目指南(EPG)数据，并将单播数据和EPG数据混合后下发给码流分配器。

较佳地，所述的轮播服务器中包含播放卡，用于将单播数据直接下发到码流分配器。

较佳地，所述的单播策略服务器，用于根据单播数据的属性，定制单播策略或者在已有的单播策略中选择与单播数据匹配的单播策略，并将所述的单播策略置于单播数据中。

较佳地，所述的系统还包括单播数据提供装置，单播数据提供装置可以为运营商业务管理系统或者短信网关或者因特网网关，用于下发单播数据给单播策略服务器。

一种数据单播的方法，该方法包括步骤：

步骤A.根据单播数据的属性配置单播策略，并将单播策略置于单播数据中，下发单播数据到轮播服务器；

步骤B.轮播服务器根据单播策略轮播单播数据；

步骤C.下发单播数据至码流分配器，单播数据经复用、调制后下发给接收设备。

较佳地，步骤A包括：

步骤A1.根据单播数据的属性，定制单播策略或者在已有的单播策略中选择与单播数据匹配的单播策略，并将所述的单播策略置于单播数据中；

步骤A2.将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器。

较佳地，步骤A2中所述的单播数据至少包括：单播数据内容部分和单播策略部分。

较佳地，步骤B包括：

步骤B1.通过数字电视视频广播协议(DVB协议)将单播数据打包，包头使用标准DVB格式，在DVB格式的有效负载里定义私有数据格式；

步骤B2.根据单播数据中包含的单播策略，将打包后的单播数据插入到TS流中轮播。

较佳地，步骤C之前还进一步包括：将单播数据和EPG数据混合，利用EPG信道下发单播数据。

附图说明

图1为现有技术的系统结构图；

图2为本发明的系统组网图；

图3为本发明提供的方法的流程示意图；

图4为本发明的一实施例的系统组网图；

图5为本发明的另一实施例的系统组网图。

具体实施方式

本发明提供了一种数据单播的系统和方法主要应用于数字电视广播领域，参照图2，图2是本发明的一种系统组网图，本发明对数字电视单播服务架构的改进体现在以下两个方面：

一、在轮播服务器之前加入单播策略服务器由该单播策略服务器根据单播数据的属性(如：单播数据类型、单播数据开始时间、单播数据重要程度、单播数据发送者、单播数据接收者)定制或者配置匹配的单播策略(如：立即播放、延迟指定时间播放、指定时间点播放、播放n次后丢弃、指定时间间隔播放n次后丢弃)。单播策略服务器将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器，轮播服务器根据单播数据中包含的单播策略，将单播数据插入到TS流中。

二、利用采集播放卡将单播数据和EPG数据混合，借用EPG的信道下发给码流分配器，因而单播数据无需再单独占用一个码流分配器端口。

为使本发明的技术方案及有点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

参照附图2，本发明提供的系统包括：单播策略服务器201，轮播服务器202，码流分配器203。

本发明系统的工作原理是：单播策略服务器201根据单播数据的属性定制或者配置匹配的单播策略，并将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器202，轮播服务器202根据单播数据中包含的单播策略，将单播数据插入到TS流中进行轮播，并将TS流经由播放卡或者采集播放卡下发到码流分配器203。

单播策略服务器201中存放有各种单播策略，同时有一个策略配置界面，在策略配置界面可以配置各种策略，配置的策略的模式为：根据单播数据的属性选择合适的单播策略。如：A种单播数据使用B策略进行轮播，A可以是单播数据类型、单播数据开始时间、单播数据重要程度、单播数据发送者、单播数据接收者等各种此单播数据的属性；B可以是立即播放、延迟指定时间播放、指定时间点播放、播放n次后丢弃、指定时间间隔播放n次后丢弃等各种轮播服务器可以实现的策略。例如：我们可以定义以下一个策略：从运营商Billing系统来的单播信息，如果其接收者为XXXX，则将此单播信息插入到轮播策略服务器轮播队列的首位，立即播放3次，以后每5秒钟播放一次，24小时以后将此单播信息丢弃。单播策略服务器在收到单播数据以后，在各种已经定义好的单播策略里找到此单播数据匹配的单播策略。另外单播策略服务器201还可以根据单播数据的属性自定义单播策略，即根据单播属性中的单播数据类型、单播数据开始时间、单播数据重要程度、单播数据发送者、单播数据接收者等参数中的某些参数或者全部参数自定义适合单播数据的单播策略。匹配好单播策略或者定制好单播策略后，将含有单播策略的单播数据可以以私有格式下发给轮播服务器，此私有格式可以自由定义，可以是文本格式、固定字节数据包格式、可变长度数据包格式等等。但是无论何种格式，单播数据都至少包括两部分：单播数据内容部分，单播策略部分。单播数据内容部分包括单播数据完整的内容信息，且机顶盒可以根据这些信息完成指定的操作；单播策略部分能够完整描述策略信息，且轮播服务器可以根据这些信息完成播放策略的实现。

轮播服务器202根据单播数据中包含的单播策略，将单播数据插入到TS流中进行轮播，插入TS流里的单播数据，其包头使用标准DVB(Digital VideoBroadcasting数字电视视频广播)格式，只是在DVB的有效负载里定义自己私有的业务数据格式。这样，使任何实现DVB协议的码流分配器，复用器，QAM等设备均能正常解析单播数据，而不会被将其丢弃。

轮播服务器202中包含播放卡或者采集播放卡。在轮播服务器202将单播数据下发给码流分配器203时，在码流分配器端口充足的情况下，轮播服务器202可以将单播数据直接经由播放卡下发给码流分配器203，这时下发单播数据需使用独立信道，占用一个码流分配器端口；

在码流分配器端口紧张的情况下，轮播服务器202可以利用采集播放卡将单播数据下发到码流分配器203，采集播放卡将采集的EPG数据和单播数据混合到一个TS流中，这时下发单播数据是借用的EPG信道，与EPG数据使用同一个端口，而无需单独占用一个码流分配器端口。

参见附图3，实现本发明需要以下步骤：

步骤301.根据单播数据的属性配置单播策略，并将单播策略置于单播数据中，下发单播数据到轮播服务器；

步骤302.轮播服务器根据单播策略轮播单播数据；

步骤303.下发单播数据至码流分配器。

进一步地，为了节省有限的码流分配器端口，在步骤303中还可以将单播数据和EPG数据混合，利用EPG信道下发单播数据。

为了更加详细地说明本发明的技术方案，对以上步骤进行进一步的详细的描述：

步骤301包括：

步骤3011.根据单播数据的属性(如：单播数据类型、单播数据开始时间、单播数据重要程度、单播数据发送者、单播数据接收者)，在已有的单播策略中选择与单播数据匹配的单播策略(如：轮播48小时，第一小时每3分钟轮播一次，以后每30分钟轮播一次)或者根据单播数据的属性自定义单播策略，并将该单播策略置于单播数据中；

步骤3012.将含有单播策略的单播数据通过私有格式下发给轮播服务器，其中的私有格式该私有格式可以自由定义，可以是文本格式、固定字节数据包格式、可变长度数据包格式等等，但是无论何种格式，都至少包括两部分：单播数据内容部分，单播策略部分。单播数据内容部分包括单播数据完整的内容信息，且机顶盒可以根据这些信息完成指定的操作；单播策略部分能够完整描述策略信息，且轮播服务器可以根据这些信息完成播放策略的实现。

步骤302包括：

步骤3021.通过数字电视视频广播协议(DVB协议)将单播数据打包，包头使用标准DVB格式，在DVB格式的有效负载里定义私有数据格式，这样，使任何实现DVB协议的码流分配器，复用器，QAM等设备均能正常解析单播数据，而不会被将其丢弃；

步骤3022.根据单播数据中包含的单播策略，将打包后的单播数据插入到TS流中轮播。

下面结合具体业务，并参照附图，对以上方案的具体实现详细描述：

参照附图4，利用本发明提供的方案将运营商下发催缴费用信息下发给机顶盒的实现步骤如下：

步骤401.运营商业务管理系统产生一条单播数据，包括单播数据的内容(如：您已欠费XXX元，请在YYY日期前到ZZZ营业厅交费)、单播数据的类型(如：运营商短信)、发送者信息、接收者信息等，并将此单播数据下发；

步骤402.根据此单播数据的类型、长度，确定最大匹配的的单播策略(如：轮播24小时，第一小时每3分钟轮播一次，以后每20分钟轮播一次)，并将该单播策略置于单播数据中，把含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器；

步骤403.轮播服务器将单播数据通过DVB协议打包，打包后的数据包含有发送方信息、接收方信息、短信内容、信息类型等，并根据轮播策略插入TS流中，进行轮播，插入TS流里的单播数据，其包头使用标准DVB格式，只是在DVB的有效负载里定义自己私有的业务数据格式；

步骤404.使用独立信道将单播数据下发，下发的单播数据经由码流分配、复用、调制后下发到HFC网络中；

步骤405.由于在每个频点都包含有此催缴费用的短信，机顶盒在各个频点都能接收到此短信。机顶盒接收到此短信以后，按照DVB协议解码，得到具体的催缴信息，并呈现在电视机上“您以欠费XXX元，请在YYY日期前到ZZZ营业厅交费”。

此外，运营商业务管理系统还可以利用本发明的方案远程控制机顶盒修改装置，具体如下：

运营商业务管理系统产生一条单播数据(如：要求机顶盒修改自己的群组配置为“高级用户群”)、此单播数据的类型(如：配置短信)、发送者信息、接收者信息等，并将此单播数据下发给单播策略服务器。单播策略服务器根据单播数据的参数(如：单播数据类型、单播数据开始时间、单播数据重要程度)自定义单播策略(如：轮播48小时，第一小时每5分钟轮播一次，以后每60分钟轮播一次)，轮播服务器根据此单播策略轮播该单播数据，直接将数据下发给采集播放卡，采集播放卡将采集EPG数据，并将EPG数据混合单播数据，借用EPG的信道，下发给码流分配器，码流分配器将此短信分发到各个频点对应的复用设备，经过复用、调制后下发给机顶盒。机顶盒接收到此短信以后，按照DVB协议解码，得到具体的业务信息，并根据此业务信息修改本机的配置，将自己的群组更改为“高级用户群组”。

参照附图5，利用本发明提供的方案将手机发送的短信下发到指定的机顶盒，机顶盒接收到短信以后呈现在电视上，实现步骤如下：

步骤501.手机发送一条短信(如：老爸老妈，你们要注意身体，儿子想你们。)，通过移动网到短信网关，短信网关将此短信转换为一条单播数据、此单播数据的类型(如：用户短信)、发送者信息、接收者信息等，并将此单播数据下发；

步骤502.根据此单播数据的类型、开始时间、重要程度确定最大匹配的的单播策略(如：轮播48小时，第一小时每5分钟轮播一次，以后每10分钟轮播一次)，并将该最大匹配的单播策略置于单播数据中，把含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器；

步骤503：轮播服务器将单播数据通过DVB协议打包，打包后的数据包含有发送方信息、接收方信息、短信内容、信息类型等，并根据轮播策略插入TS流中，进行轮播，插入TS流里的单播数据，其包头使用标准DVB格式，只是在DVB的有效负载里定义自己私有的业务数据格式；

步骤504.将单播数据和EPG数据混合，借用EPG信道下发单播数据，下发的单播数据经由码流分配、复用、调制后下发到HFC网络中；

步骤505.由于在每个频点都包含有此短信，机顶盒在各个频点都能接收到此短信。机顶盒接收到此短信以后，按照DVB协议解码，得到具体的催缴信息，并呈现在电视机上“老爸老妈，你们要注意身体，儿子想你们。”

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种数据单播的系统，其特征在于，该系统包括：单播策略服务器、轮播服务器和码流分配器，其中：

单播策略服务器，用于根据单播数据的属性配置单播策略，并将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器；

轮播服务器，用于根据单播数据中包含的单播策略，将单播数据插入到传输流中轮播，并将单播数据下发到码流分配器，所述传输流再经过复用、调制后下发给接收装置。

2.如权利要求1所述的数据单播的系统，其特征在于，所述的轮播服务器中包含采集播放卡，用于采集电子节目指南EPG数据，并将单播数据和EPG数据混合后下发给码流分配器。

3.如权利要求1所述的数据单播的系统，其特征在于，所述的轮播服务器中包含播放卡，用于将单播数据直接下发到码流分配器。

4.如权利要求1所述的数据单播的系统，其特征在于，所述的单播策略服务器，用于根据单播数据的属性，定制单播策略或者在已有的单播策略中选择与单播数据匹配的单播策略，并将所述的单播策略置于单播数据中。

5.如权利要求1所述的数据单播的系统，其特征在于，所述的系统还包括单播数据提供装置，单播数据提供装置为运营商业务管理系统或者短信网关或者因特网网关，用于下发单播数据给单播策略服务器。

6.一种数据单播的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

步骤A.根据单播数据的属性配置单播策略，并将单播策略置于单播数据中，下发单播数据到轮播服务器；

步骤B.轮播服务器根据单播策略，将单播数据插入到传输流中轮播；

步骤C.下发单播数据至码流分配器，单播数据经复用、调制后下发给接收设备。

7.如权利要求6所述的数据单播的方法，其特征在于，步骤A包括：

步骤A1.根据单播数据的属性，定制单播策略或者在已有的单播策略中选择与单播数据匹配的单播策略，并将所述的单播策略置于单播数据中；

步骤A2.将含有单播策略的单播数据下发给轮播服务器。

8.如权利要求7所述的数据单播的方法，其特征在于，步骤A2中所述的单播数据至少包括：单播数据内容部分和单播策略部分。

9.如权利要求6所述的数据单播的方法，其特征在于，步骤B包括：

步骤B1.通过数字电视视频广播DVB协议将单播数据打包，包头使用标准数字电视视频广播DVB格式，在DVB格式的有效负载里定义私有数据格式；

步骤B2.根据单播数据中包含的单播策略，将打包后的单播数据插入到所述传输流中轮播。

10.如权利要求6所述的数据单播的方法，其特征在于，步骤C之前还进一步包括：将单播数据和EPG数据混合，利用EPG信道下发单播数据。

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