CN201674535U - 基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统 - Google Patents

Abstract

一种基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统，包括PC终端、机顶盒终端以及前端服务装置，PC终端通过机顶盒终端接入广播电视网，机顶盒终端通过广播电视网和通信网与前端服务装置相连，PC终端上内置有下载客户端，机顶盒终端用来发送用户请求、接收并处理文件信号、传送信号至PC终端，前端服务装置包括用户接入管理子模块、内容管理子模块以及内容分发子模块，用户接入管理子模块用来接收并解析用户指令，内容管理子模块上存储有文件资源且内容管理子模块与互联网相连，内容分发子模块用来将用户所需的大数据量文件通过广播电视网传送给机顶盒终端。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低廉、实现原理简单、实施容易、能够大大提高下载速度等优点。

Description

基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统

技术领域

本实用新型主要涉及到网络通信领域，特指一种大数据量文件的下载系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，计算机及其网络技术已在人们的普通生活中得以普及，人们对于网络速度的需求也不断升级，希望获得较快速度的网络，尤其是在下载大数据量文件的时候。以大数据量文件中为人们使用频率较高的视频文件为例，随着高品质电影的技术难题在广播电视技术和计算机技术的快速发展下的逐渐解决，用户对视频的质量要求越来越高，高清数字生活已成为消费者追求的新潮流。

从技术层面上看，广播电视技术和计算机技术的发展带来了高清电影、3D电影的广泛普及，使得数据文件的数据量越来越大。普通标清电影至少有百兆级数据量，高清电影的数据量也都处于G数量级，数据量非常庞大。目前，大数据量文件的获取主要通过宽带网络获取或者VOD视频点播实现。通过电信和网通等宽带上网，普通用户带宽仅在2-10M，这在很大程度上影响了大数据量文件的获取速度。而且，由于用户众多，导致电信网络负载过大，网络数据拥堵不堪，下载大数据文件困难。VOD视频点播分为基于DVB/HFC技术的VOD与基于IPTV/LAN技术的VOD两种。IPTV VOD方案同样面临着网络带宽受限的问题，HFC VOD方案在目前国内采用CMTS改造的HFC网络在Cable上支持流媒体VOD很困难，只有双向改造采用单独建设的LAN网络时，才可能支持流媒体VOD，且VOD只能实现视频点播而无法将资源下载到本地存储。

虽然光纤到户可以在一定程度上解决上述问题，但按我国的近期目标，光纤到户只能实现城市用户平均8M、农村用户平均2M宽带接入能力，下载速度提高并不明显。相较于电信网络，广电的HFC网主干网为高容量光纤网、到用户端采用光纤同轴电缆混合，具有频率资源丰富、用户量大、覆盖面广等优点，其在一定的调制方式下，能实现单频点每秒约96Mbps的速率推送数据，是电信网络下载速度的数十倍。因此，在现有有线数字电视网络的基础上实现IP over DVB技术，不仅能解决传输速率问题，大大节省用户的时间和精力，而且能有效降低成本、实施技术简单。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、实现原理简单、实施容易、能大大提高下载速度的基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

所述通信网为无线网或有线网。

一种基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统，其特征在于：包括PC终端、机顶盒终端以及前端服务装置，所述PC终端通过机顶盒终端接入广播电视网，所述机顶盒终端通过广播电视网和通信网与前端服务装置相连，所述PC终端上内置有下载客户端，所述机顶盒终端用来发送用户请求、接收并处理文件信号、传送信号至PC终端，所述前端服务装置包括用户接入管理子模块、内容管理子模块以及内容分发子模块，所述用户接入管理子模块用来接收并解析用户指令，所述内容管理子模块上存储有文件资源且所述内容管理子模块与互联网相连，所述内容分发子模块用来将用户所需的文件通过广播电视网传送给机顶盒终端。

作为本实用新型的进一步改进：

所述PC终端与机顶盒终端之间通过无线局域网或有线局域网相连。

所述通信网为无线网络或有线网络。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型基于机顶盒终端、利用广播电视网的高带宽进行大数据量文件的下载，具有结构简单紧凑、成本低廉、实现原理简单、能够大大提高下载速度等优点，有效解决了目前常规电信网络负载过大，网络数据拥堵不堪，大数据文件下载困难的问题，同时大大节省了用户的时间和精力。

2、本实用新型还可以支持利用前端服务装置统一管理软件和影片，全部采用正版软件和正版高清影片，并且用户通过从前端服务装置获取或者从互联网在线获取或者通过其他方式获取数字证书使用下载大数据量文件，有利于版权保护。

3、本实用新型还可以通过对大数据量文件的统一管理和下载，充分利用了现有的通信网和有线电视网，实施成本低，适用范围广、易于推广。

4、本实用新型将PC终端与机顶盒终端相连，通过通信网实现指令上行、通过广播电视网实现数据下行，从而实现大数据量文件的快速下载，充分利用了广播电视网的带宽资源。

5、本实用新型中机顶盒终端和PC终端相连接，通过通信网和广播电视网实现大数据量文件的下载，使机顶盒终端接入了通信网，同时也使PC终端接入了广播电视网，机顶盒终端和PC终端在双网环境下协调工作，符合了国家三网融合的大背景。

附图说明

图1是本实用新型快速下载系统的结构框架示意图；

图2是本实用新型具体实施例中快速下载系统的结构示意图；

图3是具体实施例中机顶盒终端的框架结构示意图。

图4是本实用新型采用的方法的流程示意图；

图5是本实用新型具体实施例中机顶盒终端直接将TS包封装成IP数据包并发送给PC终端以及PC终端对接收数据的处理流程的流程示意图；

图6是本实用新型具体实施例中机顶盒终端将TS包解封装并将解封装后的数据封装成IP数据包并发送以及PC终端对接收数据的处理流程示意图；

图例说明：

1、PC终端；2、机顶盒终端；3、前端服务装置；31、用户接入管理子模块；32、内容管理子模块；33、内容分发子模块；4、广播电视网；5、互联网；6、通信网。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的快速下载系统包括PC终端1、机顶盒终端2以及前端服务装置3，PC终端1通过机顶盒终端2接入广播电视网4，机顶盒终端2通过广播电视网4和通信网6与前端服务装置3相连，PC终端1上内置有下载客户端，机顶盒终端2用来发送用户请求、接收并处理文件信号、传送信号至PC终端1，前端服务装置3包括用户接入管理子模块31、内容管理子模块32以及内容分发子模块33，用户接入管理子模块31用来接收并解析用户指令，内容管理子模块32上存储有文件资源且内容管理子模块32与互联网5相连，内容分发子模块33用来将用户所需的文件通过广播电视网4传送给机顶盒终端2。其中，PC终端1与机顶盒终端2之间通过无线局域网或有线局域网相连。实用新型通信网6为有线或无线的通信网。

在本实施例中，用户接入管理子模块31包括接入服务器、用户管理系统、后台管理平台，用户接入管理子模块31主要用于接收用户信息和用户下载请求，并对用户进行认证以及用户的添加、删除。内容管理子模块32包括内容存储系统、数据连接系统、节目解码系统、系统库，对大数据量文件进行管理。内容分发子模块33包括内容分发服务器、EPG服务器、加密服务器、加扰调制服务器，用于对下发文件的加密、分发、加扰、调制、发送。

其中各系统功能如下：

接入服务器：接收用户指令信息并对用户请求进行处理；

用户管理系统：管理用户信息，对用户身份的合法性进行验证；

后台管理平台：对前端服务装置中的所有设备或系统进行统一管理、调度使之协同工作；

数据连接系统：负责连接外网，丰富数据资源，如果本地资源池中无用户所需的文件，则该系统连接到外网下载相关文件；

内容存储系统：文件存储；

节目解码系统：对数字电视内容进行解码、录制存储于本地；

系统库：对内容存储系统中存储的数据资源进行索引以为检索所用；

加密服务器：对输出文件的数据进行加密加扰；

EPG服务器：对播放内容增加EPG信息；

内容分发服务器：负责内容播发；

加扰调制系统：对播放的TS流数据进行加扰和调制。

在本实施例中，机顶盒终端2主要包括中央处理单元、通信单元、电视信号解码单元、数据交互单元以及视频和音频输出单元，电视信号解码单元用于从广播电视网4上接收数据传送到中央处理单元，中央处理单元通过数据交互单元将数据通过局域网发送给PC终端1或者输出至电视设备。中央处理单元通过通信单元或数据交互单元与通信网6实现用户下载请求和用户信息的发送。机顶盒终端2将广播电视网4中接收到的数据封装成IP数据通过局域网发送给PC终端1是中央处理单元加装满足需求的软件实现，并通过数据交互单元实现。数据交互单元设有以太网、蓝牙、串口等接口，有以太网协议控制器、通用异步串口协议控制器，通用串行总线协议控制器、蓝牙协议控制器、12C总线协议控制器，具有支持多种接口和协议的功能。

在本实施例中，机顶盒终端2主要功能要求是除满足机顶盒普通的射频信号接收解码播放功能外，还要具备与宽带互联网、通信网、无线或有线局域网通信功能，需预设有相应接口。目前已有多种双向机顶盒拥有此类接口、具备这些功能、能够支持此类应用。比如专利200920063798.9“具有与增值业务服务器进行双向传输功能的机顶盒控制器”提出的机顶盒已完全为本实用新型提供了硬件基础。因此在此不对机顶盒终端2的硬件实施作详细说明。

如图4所示，本实用新型是采用基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载方法，该方法的步骤为：

(1)、连接：将PC终端1通过机顶盒终端2接入广播电视网4，机顶盒终端2通过广播电视网4和通信网6与前端服务装置3相连，PC终端1上内置有下载客户端，前端服务装置3包括用户接入管理子模块31、内容管理子模块32以及内容分发子模块33，内容管理子模块32上存储有文件资源，即该内容管理子模块32为一个本地服务器资源池，其中存储有用户点播次数较高的资源；内容管理子模块32与互联网5相连，能从互联网5上获取文件资源；其中，PC终端1与机顶盒终端2之间通过无线局域网或有线局域网相连，可通过双绞线或者无线wifi的方式实现。

(2)、请求服务：用户通过PC终端1内的下载客户端发出下载文件的服务请求，服务请求经机顶盒终端2发送至前端服务装置3；

(3)、响应服务：用户接入管理子模块31内预置有用户数据，用来接收并解析上述服务请求所对应的用户指令，并根据用户指令中所包含的用户信息对用户进行认证；认证结束后，根据用户需求在内容管理子模块32中查找用户请求下载的文件，如果内容管理子模块32中有用户所需的文件，则将此文件发送给内容分发子模块33；如果内容管理子模块32中没有用户所需的文件，则通过互联网5下载文件到内容管理子模块32中后再将其发送给内容分发子模块33，内容管理子模块32还可以通过节目解码将电视直播节目转变为文件存储；内容分发子模块33对文件进行处理后通过广播电视网4发送至机顶盒终端2。本实用新型中的机顶盒终端2除支持提供大数据量文件的下载外，还能提供传统的数字电视收看功能。

本实用新型实施例的大数据量文件的快速下载系统中机顶盒终端2主要功能要求是除满足机顶盒普通的射频信号接收解码播放功能外，还要具备与宽带互联网、通信网、无线或有线局域网通信功能，需预设有相应接口。目前已有多种双向机顶盒拥有此类接口，具备这些功能，能够支持此类应用。比如专利200920063798.9“具有与增值业务服务器进行双向传输功能的机顶盒控制器”提出的机顶盒已完全为本实用新型提供了硬件基础。因此在此不对机顶盒终端2的硬件实施作详细说明。

(4)、接收：机顶盒终端2从广播电视网4上接收包含大数据量文件的信号，经过处理后发送PC终端1。

在步骤(3)中，内容分发子模块33对文件的处理包括加密、为用户分配频点和节目编号PID，并将加密后的文件封装、调制后经广播电视网4分发给机顶盒终端2。

参见图5，在步骤(4)中，机顶盒终端2通过高频头接收经广播电视网4传来的信号，按照所分配的频点和节目编号将信号解调、解复用、根据PID过滤出TS包，并将TS包直接封装成IP数据包发送给PC终端1，PC终端1接收到IP数据包后，对IP数据包和TS包进行解封装。这种方式的具体流程为：

4.1、机顶盒终端2创建发送线程；

4.2、发送线程读取指定数目TS流数据包，并添加TCP包头信息、IP头信息、帧头和帧尾信息，形成完整数据帧；

4.3、发送线程发送数据；

4.4、判断发送是否完成，完成则跳转到步骤4.6；

4.5、判断用户是否退出下载，是则跳转到步骤4.6；否则跳转到步骤4.2；

4.6、结束进程，停止发送，退出下载；

4.7、PC终端1接收IP数据包；

4.8、对IP数据包进行解封装：去掉帧头和帧尾信息、IP头信息、TCP头信息，还原TS包数据；

4.9、对单个TS包进行解封装：去掉TS包头信息，得到原始数据；

4.10、将原始数据组成数据队列，存储为文件。

参见图6，在另外的实施例中，步骤(4)也可为机顶盒终端2通过高频头接收经广播电视网4传来的信号，按照所分配的频点和节目编号将信号解调、解复用、根据PID过滤出TS包，并将TS包解封装后的数据封装成IP数据包发送给PC终端1，PC终端1接收到IP数据包后，对IP数据包进行解封装。在这种实施例中，其具体流程为：

4.1、机顶盒终端2创建发送线程；

4.2、发送线程从循环缓冲区中读取指定数目TS流数据包；

4.3、发送线程将每一个TS数据包数据去掉TS包头部信息后将其存储进发送缓冲区；

4.4、发送线程读取循环缓冲区数据，添加TCP包头信息、IP头信息、帧头和帧尾信息，形成完整的IP数据帧；

4.5、发送线程发送数据；

4.6、判断发送是否完成，完成则跳转到步骤4.8；

4.7、判断用户是否退出下载，是则跳转到步骤4.8；否则跳转到步骤4.2；

4.8、结束进程，停止发送，退出下载；

4.9、PC终端1接收IP数据包；

4.10、对IP数据包进行解封装：去掉帧头和帧尾信息、IP头信息、TCP头信息，得到原始数据；

4.11、将原始数据组成数据队列，存储为文件。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统，其特征在于：包括PC终端(1)、机顶盒终端(2)以及前端服务装置(3)，所述PC终端(1)通过机顶盒终端(2)接入广播电视网(4)，所述机顶盒终端(2)通过广播电视网(4)和通信网(6)与前端服务装置(3)相连，所述PC终端(1)上内置有下载客户端，所述机顶盒终端(2)用来发送用户请求、接收并处理文件信号、传送信号至PC终端(1)，所述前端服务装置(3)包括用户接入管理子模块(31)、内容管理子模块(32)以及内容分发子模块(33)，所述用户接入管理子模块(31)用来接收并解析用户指令，所述内容管理子模块(32)上存储有文件资源且所述内容管理子模块(32)与互联网(5)相连，所述内容分发子模块(33)用来将用户所需的文件通过广播电视网(4)传送给机顶盒终端(2)。

2.根据权利要求1所述的基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统，其特征在于：所述PC终端(1)与机顶盒终端(2)之间通过无线局域网或有线局域网相连。

3.根据权利要求1或2所述的基于广播电视网和通信网的大数据量文件快速下载系统，其特征在于：所述通信网(6)为无线网络或有线网络。

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