CN1218579C - 数据分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种允许降低在一个实现一个操作中心和多个用户单元的结构内的带宽要求的方法，确保最终用户可在大量选择中得到一个产品而且可由所述用户在短时间内下载。这个目的是由一种包括至少一个具有大量产品的操作中心和多个具有安全和存储装置的用户单元的系统来达到的，这种系统的特征是在至少一组用户单元之间的链路是双向型的，而且操作中心包括将一个存储在一个用户单元的存储装置内的产品传送给另一个用户单元的装置。

Description

数据分配系统

技术领域

本发明涉及管理分配数据的系统和方法，特别是在一个包括一个操作中心和多个用户单元的系统内的管理分配数据的系统和方法。

背景技术

在一个从一个中心站点到大量用户的数据分配系统内，这种资源的组织者经常忙于两个事件。第一个涉及数据的安全，也就是说，保证目标用户是唯一一个接收和使用所请求的数据的用户。

第二个是分配装置的容量，也就是说，电或光的线路、电缆、或无线电中继网络的容量。

操作中心具有一个重要的数据库，它存有收费或免费为用户提供的产品。按照这种中心的最近结构，只有这些产品的一部分存储在本地，而其他产品由通过高速通信装置与操作中心链接的这些数据的制作者存储。

用户向操作中心发送一个包括他/她的身份、地址和所需产品的请求。

操作中心特别按照这个用户的支付方法确定这个请求的可接受性。这些方法可以是通过预订不受限制地接入产品、根据出示帐单、用信用卡支付或预先支付。

产品以用用户的密钥(即按照包含在用户处的安全模块内的密钥)加密的形式发送。

这种业务用于通过收费电视出租电视影片。在这种使用中，用户具有一个安全模块，连接到他/她的处理加密数据的解码器上，并向解码器发送解密密钥。

安全模块还对信用信息进行管理。

这种系统现在以所谓的NVOD(准视频点播)和VOD方式进行工作。在第一种情况(NVOD)下，所提出的用于购买的产品回送给所有用户，有时延迟一段时间后同时通过几个信道发送。于是，购买方只能购买这个特定产品，要等到下一次发送启动视觉显示。这种模式的一个实施例是在系统的非活动时间(通常是早晨)期间发送几个产品，这些产品将存储在解码器的大容量存储器内。然后，提议用户购买这样存储的产品，在任何时刻观看。

在其中任何一个实施例中，考虑到传输和存储产品的可能性，所提议的产品少于十个。

我们特别感兴趣的是第二种情况，提供你从很重要的产品目录中选择的产品。每个用户因此能从这个目录中选择所需的产品，而由操作中心将所需产品发送给他。由于受到很重要的传输容量的限制，因此只有在有限情况下才可能这样。

广泛实现这种系统很快就与传输装置的带宽限制冲突。在这里要提醒的是一部2小时的影片要传输1千兆字节的高度压缩数据。

为了减轻主服务器的负荷，在文件WO 00/11871中揭示了一种第一解决方案，用在子网络内分布一些具有大容量存储单元的本地服务器来减轻主服务器的负荷。这种方法要求安装大量的本地服务器和由主服务器维护这些本地服务器的供应。这种方法因此不适合快速增长的构架，因为安装本地服务器将产生安装本地服务器的场所问题，而且相应需要大量用户。

发明内容

本发明的目的是提出一种可以降低保证最终用户可以较好地在大量产品中选择一个产品的带宽要求的系统和方法，使得用户能在短时间内接收到这个产品而不需要在质量或得到这个产品的时间之间折衷。

这个目的是由一种包括至少一个具有大量产品的操作中心和多个具有安全和存储装置的用户单元的系统来达到的，这种系统的特征是在至少一组用户单元之间的链路是双向型的，而操作中心包括将一个存储在一个用户单元的存储装置内的产品传送给另一个用户单元的装置。

这样，有了这种系统，操作中心就可以将用户单元的存储装置用作中间存储装置。只要将产品一次发送给一组用户中的一个用户就可以使每个来自这组用户的对同一个产品的请求不会导致从操作中心进行传输，而存有所需产品的单元将在本地进行中继，将它发送给最终用户。

本发明还包括一种优化向最终用户点播传输的方法，这种方法包括下列步骤：

操作中心从一个连接到一个本地双向网络上的第一用户单元接收一个传输一个产品的请求；

确定所请求的产品是否已经在一个连接到同一个本地网络上的第二用户单元内；

如果不是，从操作中心向第一用户单元发送这个产品，而且将这个产品存储在所述第一用户单元内；

如果是，命令将这个产品从第二用户单元传送给第一用户单元；以及

由操作中心发送对产品解密的必需数据。

这种方法还包括一个检测步骤，即测试步骤，以便知道哪个用户单元具有这样一个产品。这可以以操作中心控制的集中方式实现，但同样可以通过向用户单元请求确定。

实际上，一个单元可能已断开，或者可能不能再执行这种传送。在这种情况下，按照本发明设计的方法包括确定哪些是具有所需产品的单元和命令从一个单元传送给另一个单元。

本发明的一个重要特征是在这些操作期间考虑了安全性。

每个产品以加密形式发送。加密操作由通常以随机方式产生的传输密钥CA确保安全。

按照本发明的一个实施例，操作中心就在这种形式下存储这些产品。

在用户A请求一个产品X时，已用来加密产品X的密钥CA用用户A的密钥Ka加密并与产品X的加密数据一起封装。

在要求用户单元A向单元B发送产品X时，只将加密的产品X发送到双向网络上。知道密钥CA的操作中心按照用户B的密钥Kb将密钥CA加密后发送给用户B。来自单元A的产品X和密钥Kb到达单元B后，单元B就能对产品X进行处理。

操作中心发送的信息量与在单元A和单元B之间发送的数据相比可以忽略。

必需的是一组用户之间的链路要是高速双向型的。相反，与中心的链接不必是这种类型的。还可以只是至用户的链路是高速型的(例如卫星链路)，而返回通路由一个传统的调制解调器实现。

按照实现本发明的一个实施例，用户单元与几个网络链接。这些网络由不同的运营方管理，而按照本发明设计的方法允许利用另一个运营方的连接容量执行传送。

这样配置的一个例子是一个单元包括一个Hertzian接收机(或卫星)和一个与一个电缆网络的接口。按照这个例子，操作中心具有一条用Hertzian路由通向它的订户的单向通路。不过，操作中心具有用于查找在另一个运营方的电缆网络上的用户的必要信息。

于是，可以向操作中心传送对产品的请求，而相反，操作中心可以要求将一个产品从电缆网络的一个用户传送给另一个用户。

附图说明

从以下参照附图所作的详细说明中可以对本发明有更好的理解，在这些附图中：

图1示出了本发明的系统的配置；

图2至5示出了操作中心与用户单元之间交换数据的数据包；以及

图6示出了采用本发明的实施例。

具体实施方式

在图1中，操作中心DS上游与处理中心CCS链接，CCS负责管理来自用户的对要发送的产品的请求。为此，它具有一个存有最常被请求的产品的本地存储装置LDB。处理中心CCS等同地与它可以随时请求的在线数据库服务器MS链接。这些服务器MS通过一个高速链路与处理中心CCS链接。

操作中心DS通过已知的装置(电缆，光纤，Hertzian，ADSL，T1，…)与各用户单元MC链接。这些单元都具有容量足以存储至少一个产品(例如几千兆字节)的存储装置HD。

每个单元MC与中心之间的链接可以通过向单元发送数据的同一个信道，也可以通过另一个由虚线表示的诸如用调制解调器、ADSL连接或GSM之类的信道。

一个请求由单元MCa发送给操作中心DS，请求一个产品X。操作中心检查这个产品是否已经存在于连接到同一个快速网络NetA上的各单元中的一个单元(在这个例子中为单元MCb、MCc和MCd中的任何一个单元)内。

在这个例子中的集中器BD不允许网络NetA与NetM之间链接。在相反的假设中，将同样考虑单元MCm至MCp，以确定产品X的存在。

如果没有在任何单元内查找到产品X，就将产品X用一个传输密钥CA加密后发送给单元MCa，而密钥CA本身用一个由单元MCa专用的密钥加密。

在单元MCd向操作中心请求同一个产品X时，中心向单元MCa发送传送用密钥CA加密的产品X的命令。同时，操作中心向单元MCd发送用一个由单元MCd专用的密钥加密的传输密钥CA。于是，单元MCd从那以后就能处理产品X。

图2示出了操作中心向用户单元MCa发送的一个数据包。产品X用密钥CA加密，而密钥CA本身用由单元MCa专用的密钥Ka加密。

操作中心要求单元MCa向单元MCb传送产品X，它为图3所示的在本地网络上发送的数据包。

操作中心将用由单元MCb专用的密钥加密的密钥CA发送给单元MCb。

于是，一个用户单元可以在它的存储单元内存有几个产品。为了管理这个存储器，按照本发明为每个产品提供一个暂留指示符。实际上，如果产品是高度专用的，其他用户请求这个产品的可能性会很小。在这种情况下，就可以在一段短时间后将产品从存储单元中删去。

相反，如果产品是一个众所周知的新产品，存储的持续时间将很长，以便满足大多数用户。

暂留指示符可以根据每个传送请求或由来自操作中心的命令改变为零。

这种结构允许以最佳方式管理用户单元的存储容量。实际上，在产品X发送给单元MCa时，它立刻就是可从网络得到的。为了预先考虑来自另一个组的请求，也要求MCm单元存储产品X。单元MCa的含有用密钥Ka加密的密钥CA的数据包不存储在单元MCm内。

于是，操作中心准备好面对来自组A(NetA)的成员和组M(NetM)的成员的请求。这种操作规程可以推广为存储由每个组中的至少一个单元发送的每个产品。

为了确定将选择哪个单元，可以参考所述单元内的可用空间、用户或用户组的偏好。

在知道用户的概况(profile)时，可以预先考虑他/她的要求，如果产品符合所述用户经常购买的类别的话。同样可以使用一个它的用户很少使用的单元。

对于管理一组用户的概况来说，可以建立这组用户的偏好和预先考虑他们的可能需要。按照所考虑的本地网络的位置，如果一个组将对体育更感兴趣，就可将这类产品优先地存储在这个组的各单元内。

操作中心在它试图使产品从一个单元传送给另一个单元中可能遇到的问题之一与存有这个产品的单元的活动性有关。

按照执行情况，一个单元可能不能将一个产品发送到网络上同时又为它的用户显示另一个产品(或同一个产品)。

中心可以在一定程度上知道每个单元的假设活动性，但是在没有同步连接到操作中心的情况下冲动性的购买过程可以起作用。授权和信用在用户的安全模块内予以管理。

这个情况在单元没有高速返回操作中心的通路时特别重要。在这种情况下，向每个单元询问它的状态以知道其存储装置内存有产品的单元的活动性并不可取。

这就是为什么在一个单元A请求一个给定产品时这个单元要预先收集存储在属于同一个网络的单元内的产品的清单。这个操作非常快，不会影响网络的性能，因为交换的数据量很少。

在其他单元发送给单元A的数据中，同样包括每个单元的状态。因此，一个单元能发出它不可用于一个下载操作的信号。

收集到这些数据后，单元A将这些数据与对所需产品的请求一起发送给操作中心。操作中心可以按照它在它的数据库内存有的形象描述(picture)验证每个单元的状态，将传送指令发送给最能执行传送而不会打扰其用户的单元。

这种进行方式使操作中心可以经常处理全体用户单元的可靠信息。还可以删去所发送的产品的每个单元的形象描述，以便只使用与每个请求一起接收到的清单。

在本发明的一个实施例中，单元A向本地网络发送一个请求，指定所需产品。具有这个产品的其他单元使它们本身已知并发出它们的可用性的信号。按照所选的协议，单元A立即请求从能提供产品X的单元传送产品X。单元A与操作中心联系，将它希望使用产品X的愿望通知操作中心，而且将这个产品已经在它的存储单元内通知操作中心。操作中心只要发送由单元A专用的密钥。这可以通过单元A所用的同一个信道(例如通过调制解调器)或者用标准的传输通路(电缆，卫星，光纤…)执行。

因为操作上的原因，用户单元在发送了存储在它们的存储单元内的产品的清单后就在一段预先选定时间内闭塞暂留指示符，以避免一个产品在询问到可能的传送命令之间的间隔期间被删去。

在实现传送时，单元A确认传送成功完成，并加上它的特征标记。这特征标记将允许追溯所发送的所有产品的使用情况，例如以便评定一个对在线数据库业务的报告。

在发行一部新的影片时，执行预先传输，使每组至少有一个单元存储这部影片。按照这个实施例在开始促进市场时，用户的要求可以立即得到满足。

这种方法可以推广，以便利用用户单元的存储容量。通常是大量的单元连接在一个本地网络上。利用每个单元的一部分存储容量(例如50％)意味着可能在所有的这些单元中存储大量产品。对于有一百个单元连接到一个网络上的情况，这意味着大约500个产品立即可得到。

将优先选择活动性很小的单元，以便不影响单元的正常使用。还可以将影片存入每个组中的几个单元，以保证不论什么时候都能分配。

按照一个实施例，同一个产品的不同拷贝分别用不同的密钥CA加密。在产品X发送给组NetA的一个成员时，使用密钥CA1。是用密钥CA2对同一个产品加密后发送给组NetM的一个成员。这允许将对产品X恶意解密的影响减到最小。在这种情况下，只有同一组内的成员会得到密钥CA1，处理产品X而不用调整。

加密的产品伴随有一个如图5所示的头标HD。这个头标不加密，使得存储在单元内的产品的类型可以予以识别。它包括标题、产品源、创建日期、有效时间(或暂留指标)、操作中心和具有证明的在线数据库服务器的特征标记、可能传送数。这个清单不是全面的，还可以包括其他信息。

这个数据块附有一个特征标记，以保证这些数据不被修改。

为了跟踪和追溯一个产品从一个单元到另一个单元的不同传送，所述产品加有一个事务登记部分TR。这个部分分成一些模块，每个模块允许追溯一次传送。

单元A在它的存储单元内存有产品X。在出现传送给单元B时，单元A将它的特征标记与状态“已发送”一起登在可用的模块内。在传输结束时，单元B将它的特征标记与提示“已接收”登在同一个模块内。

这样，随着每次传送，事务登记部分用文件传送通过的单元的特征标记更新。一旦达到最大认可传送数，就将事务登记部分和产品的头标发送给操作中心予以验证。这些来自用户单元的验证可以由操作中心加特征标记后发送给在线数据库服务器MS。

按照一种诸如图6所例示的实现不同的运营方的体系结构，带有数据库DB的在线数据库服务器MS链接到一个处理中心CCS上。在这个例子中，这个中心与两个分配中心DC1和DC2链接。第一个通过一个高速双向链路与用户组MC链接。通常，一个用户组与一个功能高级程度可以不同的前端BD链接。最简单的型式只是作为分配中心与以下的用户组之间的中继进行工作，最复杂的多种型式允许在两个用户组之间进行传送，而且具有它们自己的存储装置BDB。

用户单元MC可以呼叫用于请求产品操作的呼叫收集中心CC1。按照所选的授权模式，分配中心DS1没有授权对一个产品解密的装置，它向处理中心CCS请求授权。应当注意的是，分配中心DS1可以提出一组来自几个源的各种业务，而且由一个来自管理处理中心的不同实体管理。这就是为什么处理中心不能授权核准和要求接收对产品的请求。这个要求可以同样用于在线数据库服务器MS。按照一个实施例，产品X用由线数据库服务器MS产生的第一密钥和来自处理中心CCS的第二密钥加密。按照这种配置的一个实施例，几个处理中心CCS和在线数据库服务器MS分担供应这些产品。分配中心DS接收到用户的请求后按照这些产品所在的地点转发该要求。产品头标HD包括一个产品源(在线数据库服务器)指示和负责该产品源的处理中心的指示。

分配中心DS2通过一个卫星链路与用户连接。这个链路通达一个重组几个业务的本地服务器HE。这个服务器于是例如通过一个电缆网络分配这些业务。

对于返回处理中心的通路，服务器与一个呼叫集中器CC2连接。

在用户单元中有一些(例如为前一代的单元Mca)没有存储单元的情况下，基于本发明的解决方案包括利用一个相邻的含有这种存储单元的第二单元MCb，使所请求的文件从单元MCb流过第一单元MCa。数据解密的步骤在从控制中心获得的权利的帮助下抽空实现。现在的技术允许在同一个单元上读一个MPEG文件并将它发送给第一单元，而同时由用户显示另一个MPEG文件。

由于传送速度比实时显示这个文件快得多，因此接收单元在考虑到影片的正常进展的情况下驱动流式单元。

可以想象，一些诸如“暂停”、“倒带”和“循环”之类的高级功能可由接收单元命令并在流式单元上执行。为了正确工作，接收单元包括一个允许块传送的缓存器。

Claims (15)

1.一种包括至少一个具有大量产品的操作中心和多个具有安全装置的用户单元的系统，其特征是：全部或部分所述用户单元连接到至少一个本地网络；在一个具有存储装置的第一用户单元与第二用户单元之间的链路是双向型的；这些用户单元包括将一个用一个传输密钥加密的、存储在第一用户单元的存储装置内的产品传送给第二用户单元的装置；以及所述操作中心包括向第二用户单元发送授权以对产品解密的装置。

2.一种按照权利要求1所述的系统，其特征是：所述第一用户单元包括向第二用户单元发送加密的产品的装置，而所述第二用户单元包括在它的安全装置内对操作中心发送的、用一个由第二用户单元专用的密钥加密的传输密钥解密的装置。

3.一种按照权利要求1或2所述的系统，其特征是：至少所述第二用户单元包括要求和读取存储在连接到相同本地网络的其他用户单元的存储单元内的产品的清单并将这个清单发送给操作中心的装置。

4.一种按照权利要求1或2所述的系统，其特征是：所述第二用户单元是没有存储装置型的，而所述产品按照由第二用户单元驱动的流速率解密和发送给显示装置。

5.一种优化在一个操作和分配中心与多个用户单元之间根据对产品的请求进行的传输的方法，所述方法包括下列步骤：

从一个连接到一个本地双向网络上的第二用户单元向操作中心发送一个传输一个产品的请求；

确定所请求的产品是否已在连接到同一个本地网络上的任何第一用户单元内；

如果不是，从操作中心向第二用户单元发送呈加密形式的产品，并存储在所述第二用户单元内；

如果是，命令将产品从第一用户单元传送给第二用户单元；

由操作中心发送对产品解密的必需数据。

6.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是：所述产品用一个传输密钥加密，而这个密钥用一个由第二用户单元专用的密钥加密后由操作中心发送给第二用户单元。

7.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是：所述方法包括命令将产品至少存入所述连接到相同本地网络的用户单元中一个用户单元。

8.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是：在所述连接到相同本地网络的用户单元中选择用于接收产品而没有请求产品的用户单元按照所述用户单元的消费概况执行。

9.一种按照权利要求8所述的方法，其特征是：所述消费概况按照通常消费的产品的类型建立。

10.一种按照权利要求8所述的方法，其特征是：所述消费概况按照所述用户单元的活动率建立。

11.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是：所述方法包括在向操作中心发送一个请求前，确定存储在连接到同一个网络上的单元内的产品并将与产品相关的数据发送给操作中心。

12.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是：所述方法包括不需用户特定请求而事先将一个产品发送给所述连接到相同本地网络的用户单元中至少一个用户单元。

13.一种按照权利要求5所述的方法，其特征是所述方法包括下列步骤：

由一个与操作中心连接的在线数据库服务器用第二密钥对产品加密；

将对产品的请求发送给在线数据库服务器，在线数据库服务器在验证后返回用一个由操作中心规定的传输密钥加密的第二密钥。

14.一种按照权利要求13所述的方法，其特征是：所述产品包括一个头标和一个事务登记区，而所述方法包括用发送用户单元和接收用户单元的特征标记对这个区进行标记。

15.一种按照权利要求14所述的方法，其特征是：所述操作中心可以随时请求向一个用户单元重新发送伴有产品头标的事务区供验证用。

Images