（计算机软件与理论专业论文）校园网络电视epg前端系统的设计与实现.pdf

at h e s i sf o rt h ed e g r e eo fm a s t e ri nc o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y t h e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe p g f r o n t e n ds y s t e mi nc a m p u s i p t v b y l ic h u a n f e i s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rj i a n gz a o n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 8 的研 的研 作的 占二 思0 文的 磁盘 或部 学位 签字 东北大学硕士学位论文摘要 校园网络电视e p g 前端系统的设计与实现 摘要 随着越来越多高校校园网络建设的完成，如何合理有效的利用校园宽带网络，成为 越来越备受关注的焦点。校园网络电视也应运而生，且正在逐渐成为校园网络中必不可 少的一部分。电子节目指南( e p g ) 是构成网络电视系统的重要组成部分，它为用户浏 览、搜索、预定、收藏和观看电视节目和视频节目提供了方便，是用户与网络电视系统 进行交互的门户系统。 通过对网络电视系统和电子节目指南的深入研究，我们发现随着网络电视业务的开 展和用户需求的不断变化，电子节目指南系统是网络电视系统中变化最快的部分。相应 地，也要求对节目指南系统要快速丌发，且对其后期的维护和功能扩展也要尽可能的简 便。同时，电子节目指南系统是网络电视的f - j p ，完成与用户的直接交互，对用户的操 作快速响应也显得尤其重要。最佳的用户体验也是电子节目指南系统设计与实现的重要 目标。 本文以实际项目为背景，对校园网络电视中的电子节目指南前端系统进行设计与实 现。在系统设计时充分考虑了工程后期的维护与功能扩展，结构层次化和功能模块化的 设计原则为系统后期的升级提供了方便。同时，本文通过本地缓存结构化的电子节目指 南信息，提高了系统对用户操作的响应速度，力求提供最佳的用户体验。 关键词：校园网；网络电视；电子节目指南 一i l 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fe p gf r o n t e n ds y s t e mi n c a m p u s a i p t vl r l 。v a bs t r a c t w i t hm o r ea n dm o r eu n i v e r s i t i e sc o m p l e t et h ec o n s t r u c t i o no ft h ec a m p u sn e t w o r k , h o wt ou s et h eb r o a d b a n dn e t w o r kr a t i o n a l l ya n de f f i c i e n t l yh a sb e e naf o u c so fa t t e n t i o n i n c r e a s i n g l y t h ec a m p u sm t vi se m e r g i n ga s t h et i m e sr e q u i r ea n di t sg r a d u a l l y b e c o m i n ga l li n d i s p e n s a b l ep a r to fc a m p u sn e t w o r k e p gi sa ni m p o r t a n tp a r to fi p t v s y s t e m ，a n di ti s n to n l yc o n v e n i e n tf o ru s e r st ob r o w s e ，s e a r c h , o r d e r , c o l l e c t i o na n dw a t c h t e l e v i s i o np r o g r a mo rv i d e of i l e ，b u ta l s of o ru s e r st oe n j o yo t h e rv a l u e - a d d e db u s i n e s s p r o v i d e db y 口t vs y s t e m f o ri p t vu s e r s ，e p gs y s t e mi st h ep o r t a ls y s t e mt oa c c e s si p t v t h r o u g ha ni n - d e p t hs t u d ya b o u t 口t va n de p g ，w ef o u n dt h a tw i t ht h ed e v e l o p m e n t o fi p t v so p e r a t i o n sa n dc o n t i n u ec h a n g e so fu s e r s r e q u i r e m e n t , e p gs y s t e mi st h ef a s t e s t p a r ti ni p t vs y s t e mc h a n g i n g c o r r e s p o n d i n g l y , i t sa l s or e q u i r e dt h ee p gs y s t e ms h o u l d b ed e v e l o p e dr a p i d l ya n ds h o u l db ee a s ym a i n t e n a n c ea n df u n c t i o n se x p a n s i o nf o l l o w i n g a tt h es a m et i m e ，e p gs y s t e mi st h ep o r t a lo f 口t 、厂s y s t e mt o c o m p l e t et h ed i r e c t l y i n t e r a c t i o nw i t hu s e r , s o ，r e s p o n s eu s e r s o p e r a t i o n sr a p i d l yi sp a r t i c u l a r l yi m p o r t a n t t h e b e s tu s e re x p e r i e n c ei sa l s oa i li m p o r t a n tg o a li nd e s i g na n di m p l e m e n t i n go fe p g s y s t e m b a s e do np r a c t i c a lp r o j e c t , t h i sp a p e rd e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h ee p gf r o n t e n d s y s t e mi nc a m p u sm t v w h e nd e s i g nt h i ss y s t e m , w ef u l l yc o n s i d e r a t et h ef o l l o w i n g m a i n t e n a n c ea n df u n c t i o n se x p a n s i o n h i e r a r c h i c a la r c h i t e c t u r ea n dm o d u l a rf u n c t i o n p r o v i d eac o n v e n i e n tt os y s t e mu p g r a d el a t t e r a tt h es a m et i m e ，t h i sp a p e rc a c h e st h e s t r u c t u r a le p gi n f o r m a t i o nt oe n h a n c et h er e s p o n s i v e n e s so f s y s t e m ，p r o v i d i n gt h eb e s tu s e r e x p e r i e n c e k e yw o r d s ：c a m p u sn e t w o r k ；i p t v ；e p g i i i l 尹 东北大学硕士学位论文目录 目录 独创性声明i 摘要i i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 研究背景及意义1 1 2 网络电视概述1 1 3 高校校园网发展现状3 1 3 1 数字化校园。3 1 3 2 高校校园网建设和利用现状4 1 3 3 网络电视在校园网中的作用一4 1 4 问题提出一5 1 5 本文主要工作及章节安排6 1 5 1 本文主要工作一6 1 5 2 章节安排6 第2 章e p g 系统总体分析与设计7 2 1 网络电视系统结构模型7 2 2e p g 系统总体分析与设计8 2 2 1e p g 系统概述9 2 2 2e p g 系统分析9 2 2 3e p g 设计原则1 0 2 2 4e p g 系统设计1 1 2 3 本章小结1 3 第3 章e p g 前端系统框架分析与设计15 3 1 系统结构选择1 5 3 1 1c s 结构分析一15 3 1 2b s 结构分析1 6 3 1 3e p g 前端系统结构选择1 8 一i v 东北大学硕士学位论 3 2m v c 模式 文 目录 3 2 1 设计模式19 3 2 2w e b 应用程序常用开发模式2 0 3 2 - 3m v c 模式的组成2 2 3 3s t r u t s 框架2 4 3 3 1s t r u t s 体系结构2 4 3 3 2s t r u t s 组件2 6 3 3 3s t r u t s - 1 - 作流程2 8 3 4e p g 前端系统框架设计3 0 3 4 1 框架结构3 0 3 4 2 数据层3 1 3 4 3 业务逻辑层3 2 3 4 4 表示层3 3 3 5 本章小结3 4 第4 章e p g 前端系统功能设计与实现3 5 4 1 业务逻辑模块设计与实现3 5 4 1 1 数据读写类的设计与实现3 5 4 1 2 用户认证类的设计与实现3 8 4 1 3 节目资源认证类的设计与实现3 9 4 2 响应控制模块设计与实现4 0 4 - 3 页面显示模块设计与实现4 2 4 4e p g 前端系统业务功能设计与实现4 4 4 4 1 业务功能划分4 4 4 4 2 用户服务4 5 4 4 3 节目浏览5 0 4 4 4 节目搜索5 1 4 4 5 节目观看5 2 4 4 6 其它功能5 4 4 5 性能测试与结果分析5 4 4 6 本章小结，5 6 第5 章结束语5 7 参考文献5 9 一v 一 东北大学硕士学位论文 目录 致谢61 附录6 2 一v i 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着计算机网络和数字媒体等相关技术的不断发展，在对电视的需求与使用 上，人们已经不仅仅是信息的被动接收者，而是越来越多地参与其中，实现与媒体 互动、业务增值、娱乐、信息浏览等相关功能。 i p t v 即交互式网络电视，简称网络电视，它是基于现有的宽带网络，以“电视 机+ 机顶盒 或p c 机为主要终端设备，为用户提供包括电视节目在内的互动多媒体 服务系统。l p t v 可以提供电视节目直播( l t v ) 、视频点播( v o d ) 等基本业务， 又可以提供如电视短信、在线游戏、在线购物等多种视频增值业务。 网络电视打破了传统电视的概念，在“互动性”和“按需观看上深得广大电 视用户的喜爱，也被普遍认为具有很好的发展前景。我国自2 0 0 4 年开始，也先后 在广东、杭州、哈尔滨等城市和地区进行网络电视服务小规模试点，并取得成功。 随着我国大部分高校宽带校园网络的建设，在校园网络系统中提供网络电视服 务也成为高校的普遍需求。校园网络电视系统一方面可以为学校的教学工作提供方 便，丰富学校的教学工作，提高学生的学习效率和质量。同时还可以使当前校园宽 带网络得到有效地利用。 电子节目指南( e p g ) 是网络电视系统的重要组成部分，它为用户浏览、搜索、 收看节目、享受其它业务提供了一个方便的操作平台和良好的导航机制，是用户进 入网络电视系统的门户。e p g 系统越来越受到广大网络电视用户的重视与喜爱，也 必将被更广泛的使用。 本课题结合某大学数字媒体与电视系统实际项目，在对网络电视系统进行深入 研究的基础上，对其e p g 前端系统进行设计与实现，方便了用户享受网络电视提供 的业务。同时，随着用户需求的不断变化，如何实现对系统的有效维护和功能扩展 也是一个很重要的方面。 综上所述，本课题在理论意义上和实际应用中都具有重大的价值。 1 2 网络电视概述 、 网络电视是在l p 网络上传送包含电视、视频、文本、图形和数据等，并提供 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 q o s q o e 、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务n 1 。它是利用宽带网络作为基础 设施，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，以i p s t b + t v 、p c 或移动终端作 为主要显示设备，利用一系列互联网协议承载和传输经过编码压缩的多媒体数字信 号，向用户提供包括传统电视、视频点播、电子节目指南( e p g ) 等多种交互式多媒 体服务以及增值业务服务的崭新技术。用户可以通过网络电视终端享受网络电视提 供的服务乜1 。 网络电视与传统的广播电视相比，最大的特点就是“互动性 和“按需观看”。 通过网络电视业务平台，用户不仅可以得到高质量的数字媒体服务，还可以享受可 视电话、网页浏览、在线游戏、在线交易等各种多媒体增值业务，从而实现媒体提 供者和消费者的实质性互动。 网络电视系统框架如图1 1 所示。 矧 园 渤 业务注入： ：应用系统： 广告业务 ：视频服务器 电视商务业触业务管理服务器 游戏 l 视频编码系统 社区服务： 内容存储系统 广告注入： 影片 广告 游戏 厂| l卜 m v 系统运营_ 商 i l p 网络、) ：交互式客户 o ! 。 j 应h 软件： e p g 内容管理 用户论让，管理 计费 接入网： x d s l f t t x 电缆 终端软硬件 s t b p c o s 用户界面 a p i 图1 1 网络电视系统框架 f i g1 1f r a m e w o r ko fi p t vs y s t e m 由图1 1 可以看出网络电视系统由四部分构成3 ： ( 1 ) 内容制作部分。主要包括编码系统，节目生产管理和实时直播系统。 ( 2 ) 网络运营部分。包括网点链接服务器和接入门户( 流媒体服务器插件) 。 ( 3 ) 运营支撑部分。包括节目管理和计费系统。 ( 4 ) 用户终端部分。网络电视终端有三种形式：i p 机顶盒+ 电视、个人p c 和 移动设备。 用户在登录i p t v 系统后，收看网络电视节目流程如图1 2 所示。 一2 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 客，i ，端流媒体服务器i ：p g 服务器用户管理 l r 1 j 1 a ) 浏览e p g ，选择一个话l i 或频道 q ) 检a 朋厂，权限 6 ) 若j 1 j 户有权限收看，则允许 g ) 把频道或竹i i 信息( 包括地址和端e l 弓) 返回客户端 ) 客，、端l ；动播放器接收流媒体服务器的视频流 廷) 用户切换频道时接收另一个多播流 图1 2 网络电视j r 作流程 f i g1 2w o r k f l o wo fi p t v 1 3 高校校园网发展现状 1 3 1 数字化校园 当前，人们对“数字化校园3 功的概念在表述上还存在很多的分歧。如有人提 出，数字化校园是利用计算机技术、网络技术、通讯技术对学校与教学、科研、管 理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化；并用科学规范的管理对这些 信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限 控制；把高校建设成面向校园内、外的一个超越时问、超越空间的虚拟大学。也有 人提出，数字化校园是以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境 ( 包括设备、教室等) 、资源( 如图书、讲义、课件等) 、到活动( 包括教、学、管 理、服务、办公等) 的全部数字化，在传统校园的基础上构建一个数字空间，以拓 展现实校园的时间和空间维度，从而提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能， 最终实现教育过程的全面信息化。 作为未来大学校园的一种发展理念，数字化校园的构成是切切实实，甚至是有 形的。尽管对数字化校园概念的表述上存在许多不同，但都基本涵盖了以下几方面 内容和特征：它是以校园网络为依托；以网络技术、多媒体技术等现代化信息技术 手段的应用为基础；集教学、科研、管理、生活服务等功能为一体；以提高教育管 理水平和工作效率为目的；最终目标是实现教育过程的全面信息化。而数字化校园 建设的实质就是学校和教育管理部门通过信息化手段，实现对各种资源的有效集 成、整合和优化，实现资源的有效配置和充分利用。 一3 用率偏低，网络带宽的严重浪费。如何提高校园网的应用水平，合理利用校园网络 的带宽成为急需解决的问题。 1 3 3 网络电视在校园网中的作用 在当前校园网建设基本完成，但却面临高速网络却窄带使用的状态，校园网络 电视作为一种服务也自然被提上桌面，成为校园网络建设的一个重要组成部分。结 合高校校园网络和网络电视技术，在校园网中提供网络电视服务，为广大师生提供 流媒体服务，一方面可以服务于教学，另一方面可以有效的利用校园网络的带宽， 具有非常重要的实际意义。 一4 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 首先，校园网络电视可以丰富学生的课余生活，通过网络电视系统，学生可以 了解社会，丰富精神生活。同时，通过融合校外优秀的讲座和学术交流，校园网络 电视还可以扩展学生的知识面和学习范围，让学习不仅仅局限在书本之上。 其次，网络电视可以改变学生的学习方式，通过把优秀的教学资源发布到校园 网络电视中，校园网络所能覆盖的任何一个网络结点都可成为“教室 ，从而突破 传统的教学理念，在现有基础上增加一维教学平台。 再次，经过长期对校园网络流量的监测发现，校园网络的出口带宽被长期在线 收看影视娱乐节目、体育直播节目以及下载大量视音频资料所占用，高校正常的网 络应用受到极大的影响，通过在校园网络中提供网络电视服务，可以缓解这个矛盾， 充分利用校园网内的网络带宽和网络资源，降低校园网到i n t e r n e t 出口的压力口5 1 。 1 4 问题提出 随着高校宽带校园网的建设，在校园网络环境中提供网络电视服务也同益成为 各个高校的普遍需求。目前大多数的高校均在其校园网络中提供或尝试提供电视直 播和视频点播业务，为师生提供流媒体服务。 同时，随着网络电视技术的快速发展，用户看到的电视节目不仅内容丰富而且 数量较多，同时越来越多的内容提供商将大量的音视频文件通过网络提供给用户。 面对这么多的节目，怎样快捷而正确的选择用户钟爱的节目，并且得到节目单和各 种节目信息成为用户关心的首要问题。 e p g 的提出与应用，正解决了这个难题，它通过终端显示设备向用户提供由文 字、图形、图像组成的人机交互界面，负责电视节目和各种业务的导航。用户通过 这种容易使用、界面友好、快速访问电视节目的方式，能够了解到节目的相关信息 ( 包括节目时间、播放时间、内容梗概等) ，并且实现对节目的快速检索和访问。 此外，e p g 还能提供其它功能，比如：节目分类、节目预定以及家长分级控制等功 能。 当前，e p g 系统大多是针对数字电视而开发的系统，且e p g 信息数据随t s 流 发布到数字电视终端，在终端进行解析并显示。网络电视与数字电视不同，e p g 系 统的开发也存在很大的差异。实现网络电视的电子节目指南系统也越发显得急迫和 意义重大。 在e p g 系统的实际开发过程中，不可能一开始就能完整考虑整个系统的运营规 模和体系，因此e p g 系统的扩展性非常重要。另一方面，随着用户需求的不断增加 一5 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 和变化，e p g 系统的维护工作必将变得非常复杂和困难。如何实现e p g 前端系统在 后期的功能扩展及减轻维护的工作量是极需关注和解决的问题。 同时，网络电视是一个交互式的系统，作为网络电视的门户系统，e p g 系统的 响应速度是至关重要的，如何及时的响应用户的操作，提供最佳的用户体验，也是 e p g 前端系统开发过程中必须要解决的问题。 1 5 本文主要工作及章节安排 1 5 1 本文主要工作 针对1 4 节所提出的问题，本文主要完成以下四个方面的工作： ( 1 ) 实现e p g 前端系统的基本功能。 ( 2 ) 通过合理的系统设计，解决e p g 前端系统后期功能扩展的问题。 ( 3 ) 通过合理的设计模式和框架选择，减轻e p g 前端系统后期的维护性工作。 ( 4 ) 通过本地缓存策略，及时响应用户的操作，提供最佳的用户体验。 1 5 2 章节安排 本文主要是对校园网络电视e p g 前端系统进行设计与实现，包括两个方面：一 是对校园网络电视及e p g 系统进行深入的研究。二是在深入研究的基础上对e p g 前端系统进行设计和实现，以满足用户的需求。全文共分五章。 第一章为“绪论”。本章主要对课题的研究背景及意义，网络电视系统进行了 概述，并对我国高校校园网络的发展现状进行简要分析，最后分析了e p g 系统在整 个网络电视系统中所占位置，以及开发e p g 系统的必要性和重要性。 第二章为“e p g 系统总体分析与设计”。本章对e p g 系统进行描述和分析，并 从总体上对e p g 系统进行设计。 第三章为“e p g 前端系统框架分析与设计 。本章对e p g 前端系统应采用的体 系结构与框架进行分析，并对e p g 前端系统的框架结构进行设计。 第四章为“e p g 前端系统功能设计与实现”。按照前两章的分析与设计，本章 对e p g 前端系统的功能模块进行设计与实现，并对e p gf i e f 端系统所提供的业务功 能进行设计与实现。 第五章为“结束语 。本章对本文进行总结。 一6 一 东北大学硕士学位论文 第2 章e p g 系统总体分析与设计 第2 章e p g 系统总体分析与设计 e p g 系统在整个网络电视系统中的作用是至关重要的，它是整个网络电视系统 的门户，为用户通过终端设备收看电视节目和享受信息服务提供所需的导航菜单。 用户通过e p g 系统收看网络电视节目，并体验其提供的查询、浏览、定制节目等服 务。e p g 系统提供节目单和当前节目播放等基本功能，还提供节目附加信息、节目 分类、节目预定和家长控制等功能h 1 。 本章从总体上对e p g 系统进行分析与设计，主要包括三个方面的内容：网络电 视系统的架构，主要对网络电视系统结构模型的组成及各组成部分的功能进行描 述；e p g 系统的分析与设计，包括e p g 系统概述、e p g 系统分析、e p g 设计原则 和e p g 系统设计四个部分：最后对本章内容进行总结。 2 1 网络电视系统结构模型 网络电视( i p t v ) 系统整体结构包括内容系统( 内容制作、内容存储、内容分 发、e p g 等) 、运营支撑系统( 用户管理、终端管理、网络管理、计费管理等) 、承 载网络( 路由器、交换机、b a s 和d s l a m ) 和用户终端四个部分组成。网络电视 系统结构如图2 1 所示。 业务支撑层 j 画互 二巫口 内容网络层 二二二三三至三至 二j 三三三三三垂圃 隧。也。么。五。姚。；= ：苎羔。山。碰。出翻 承载网络 终端臣困 卫 图2 1 网络电视系统结构图 f i g2 1a r c h i t e c t u r eo fi p t vs y s t e m 一7 一 ， 东北大学硕士学位论文第2 章e p g 系统总体分析与设计 从图2 1 上可以看出，网络电视系统可以分为四个层次：业务支撑层、内容网 络层、承载网络层和用户终端。各层及其作用分别说明如下： ( 1 ) 业务支撑层 业务支撑层为i p t v 平台提供运营支撑和业务支撑，是i p t v 平台体系中的运营 管理层。业务支撑层通过与其他支撑系统的接口连接，可自己独立或者借助其他支 撑系统实现统一认证、计费、支付、业务受理等功能。业务支撑层包括的功能模块 有：业务管理、业务支撑、内容管理、i p t v 网管系统，以及数字版权d r m 系统等 模块。 ( 2 ) 内容网络层 内容网络层主要为i p t v 平台提供业务的制作、处理、增值业务服务和流媒体 服务。主要包括：内容制作平台、i p t v 增值业务( 包括通信服务、游戏、信息服务 等) 平台，以及支持和展现流媒体服务的平台、其它增值服务平台和电子节目指南 ( e p g ) 系统。 ( 3 ) 承载网络层 承载网络层主要为i p t v 平台提供网络承载。包括：骨干网、省干网城域网和 a d s l l a n w l a n 宽带接入等。承载网络层也可以分为接入网、汇聚网和核心网三 部分。 ( 4 ) 用户终端 i p t v 系统的用户终端主要有三种终端：i p 机顶盒( s t b ) + 传统电视( t v ) 、 个人p c ，也可选用移动终端设备来观看i p t v 业务。这些终端通过a d s l 、l a n 和 w l a n 等宽带接入方式接入，实现i p t v 业务的使用。 从图2 1 中可以看出，e p g 系统位于i p t v 系统架构中的内容网络层。e p g 系 统负责从媒体资产管理系统和中央元数据管理系统中获取e p g 信息，并将e p g 信 息编辑、入库、管理与维护，最后响应i p t v 终端用户的请求，在i p t v 终端显示设 备上呈现给终端用户，为终端用户享受i p t v 提供的业务提供导航。 2 2e p g 系统总体分析与设计 本节将从总体上对网络电视中e p g 系统进行描述与分析，并在总体上对e p g 系统进行设计。e p g 系统包括前端子系统和后台子系统两个子系统，两个子系统功 能上相互独立，逻辑上相互依存。本节包括以下四个方面的内容：e p g 系统概述、 e p g 系统分析、e p g 系统设计原则和e p g 系统设计。 一8 一 东北大学硕士学位论文 第2 章e p g 系统总体分析与设计 2 2 1e p g 系统概述 e p g 是e l e c t r o n i cp r o g r a mg u i d e 的英文缩写，意思是电子节目菜单。i p t v 所 提供的各种业务的索引及导航都是通过e p g 系统来完成的。在l p t v 系统中，e p g 系统实际上是l p t v 的门户系统。 e p g 的主要作用就是用户利用e p g 提供的菜单，可以浏览、搜索自己喜欢的电 视频道；点播自己喜欢的视频节目；查看自己的个性信息；享受i p t v 提供的各种 增值业务，如电视短信、在线游戏等；用户也可使用e p g 提供的菜单来预定和收藏 自己喜欢的节目。用户还可以利用e p g 菜单查看节目的附加信息，例如对节目内容 介绍、演员及导演的介绍等。同时通过e p g 菜单中提供的家长控制功能，家长可以 对某些节目加以限制，不给孩子开放所有的观看权限。 e p g 为i p t v 提供的基本业务( 如v o d l t v ) 及各种增值业务的使用提供了简单 方便的操作平台，为i p t v 用户收看电视节目、享受多媒体节目点播以及开展信息 服务提供了一个良好的导航机制。使用e p g 系统，用户不仅能够方便快捷地找到自 己关心的节目，通过终端设备登陆i n t e r n e t ，更重要的是可以和i p t v 系统进行互动， 这样用户就不再被动地接收信息，用户可以及时、主动地发表自己的意见和看法， 并将这些意见和看法及时反馈给内容制作商。因此e p g 在l p t v 系统中起着十分重 要的作用。 e p g 系统是端到端的系统，包括e p g 后台系统和e p g 前端系统。作为一个端 到端的系统，需要后台系统和前端系统遵循相同的标准和规范，保证到达前端的 e p g 信息能正确显示啼1 。e p g 后台系统通常位于电视台内部或者其本身就是一个专 门的公共的服务平台。在后台系统中，需要完成e p g 信息的收集、节目单的编辑、 e p g 信息的发布等功能。e p g 前端系统，则主要是完成e p g 信息的显示以及和终 端用户的交互。 2 2 2e p g 系统分析 与数字电视相比，i p t v 的最大特点就是体现了“交互性 和“按需观看”，彻 底改变了传统电视的收看方式，极大地满足了用户的需求哺1 。 作为i p t v 系统中的关键技术，e p g 系统为用户提供各种业务索引及导航功能， 是用户与i p t v 系统直接交互的窗口。因此，对e p g 系统的要求必然很高，在各方 面都需要对e p g 系统提出要求。 在功能上，需要以简单友好的界面风格提供节目导航，帮助用户快速浏览节目、 一9 一 前端服务器负责接收用户终端的请求并读取本地缓存的e p g 信息对用户的请求作出 响应，同时定时从e p g 后台接口获取e p g 信息并对本地缓存的信息进行更新，以 保持与后台e p g 数据的同步。用户终端设备通过h t t p 协议从e p g 前端服务器获 取用户所需要的信息。同时，e p g 前端服务器还与i p t v 平台中的用户管理系统、 b o s s 系统等支撑系统进行交互，得到用户信息、用户权限、书签信息等，以解决 终端设备发送的用户认证请求等，提供个性化的节目导航陋1 。 2 2 3e p g 设计原则 从i p t v 系统在实际应用看，由于标准不统一等种种原因，i p t v 系统的需求不 断变化。其中，e p g 系统是整个l p t v 系统中需求变化最大、最快的模块。由于e p g 一10 东北大学硕士学位论文第2 章e p g 系统总体分析与设计 模块是直接展示给终端用户，与终端用户进行交互的模块。所以，从一定程度上说， 用户对i p t v 系统的认可程度即取决于e p g 系统。 在对e p g 系统进行设计时，主要考虑以下原则哺1 ： ( 1 ) 结构清晰、快速开发。客户的需求变化是很快的，在设计时，首先要考 虑能够在最短的时间内按照客户的要求开发出新界面，结构清晰的设计有利于系统 的快速开发。 ( 2 ) 维护方便、易于扩展。e p g 系统是i p t v 中变化最快的部分，所以系统后 期的维护和功能扩展是不可避免的。因此，设计时要充分考虑到系统后期的维护和 功能扩展，以便系统更好的升级。 ( 3 ) 性能满足、方便定制。要满足设计时的性能要求，主要考虑服务器优化 和数据库的优化，以快速响应用户的操作，提供最佳的用户体验。同时，客户可能 要求自己个性化的e p g 。因此，设计时要考虑到对用户定制的支持，以提供用户个 性化的e p g 系统。 ( 4 ) 界面美观、易于操作。系统界面要简单美观，且易于用户操作。用户只 需移动鼠标或按动遥控器上的按钮，即可完成操作。 同时，e p g 系统要有良好的可扩展性和开放性，容易支持新的业务，能够兼容 不同厂家的机顶盒。 2 2 4e p g 系统设计 e p g 系统分为e p g 前端系统和e p g 后台系统两个部分，后台系统负责e p g 信 息的采集、编辑、入库、维护和发布等工作，并为前端系统提供访问接口；e p g 前 端系统主要负责e p g 信息的显示以及与i p t v 终端用户的交互。 e p g 系统的实现主要有两种方案，本地应用方案和交互式实现方案口1 。目前国 内外的e p g 设计基本上是针对数字电视的，其e p g 实现一般采用本地应用方案。 本地方案对终端设备的硬件要求较高，而且在和用户的交互性方面做的不是很好。 由于i p t v 是一种和用户有高度交互性操作的系统，所以设计和实现e p g 系统适合 采用第二种方案哺1 。 本设计也采用交互式实现方案，但基于对用户操作及时响应的考虑，本设计在 e p g 前端系统中缓存结构化的e p g 数据信息，并定时更新，保持与后台系统中的数 据同步，以提高对用户操作的响应速度，提供最佳的用户体验。在本地缓存的e p g 信息满足用户需求时，e p g 前端服务器将本地缓存信息显示给用户；只有在本地缓 东北大学硕士学位论文第2 章e p g 系统总体分析与设计 存的信息不能满足用户需求时，才与e p g 后台系统进行通信，获取用户所需的信息。 整个e p g 系统可以分为客户层、服务器层、数据库层三个层次，如图2 3 所示。 图2 3e p g 系统体系结构图 f i g2 3a r c h i t e c t u r eo fe p gs y s t e m 由图2 3 可以看出，e p g 前端系统和e p g 后台系统是功能独立却又紧密相联的 两个子系统，e p g 前端系统是用户查看i p t v 业务、享受i p t v 业务、响应用户操 作的交互窗口，同时，e p g 前端系统通过s o a p 协议访问e p g 后台系统，从后台 系统提供的接口获取所需的e p g 信息，并最终在终端设备上显示给终端用户，来完 成与用户的交互。e p g 后台系统是一个自治的系统，并可以对整个系统进行有效的 管理和e p g 信息的维护，只需为e p g 前端系统提供请求e p g 信息的接口和返回e p g 信息的接口。 e p g 后台系统由浏览器端、管理工具模块、服务器模块和数据库组成，服务器 模块又分为前端服务器和后端服务器。前端服务器主要提供同e p g 前端系统有关的 服务。后端服务器主要提供e p g 文件的管理方面的服务。管理工具通过前端服务器 和后端服务器提供的服务完成对e p g 文件的操作。数据库则是有组织地存储e p g 信息文件的地方。e p g 后台系统为e p g 前端系统提供必要的接口，通过这些接口与 e p g 前端系统完成交互。e p g 后台系统不是本文的重点，在此不多赘述。 e p g 前端系统采用w e b 服务器的方式来响应终端用户的操作，i p t v 终端用户 只需一台带有浏览器、能上网的终端设备即可，不需安装任何其它的专门软件，通 过网络实现与i p t v 系统的交互。客户端零维护，对i p t v 系统后期的功能扩展也非 常方便。e p g 前端系统主要由业务逻辑模块、响应控制模块、页面显示模块和数据 库四个部分组成。 一1 2 东北大学硕士学位论文第2 章e p g 系统总体分析与设计 ( 1 ) 业务逻辑模块是系统功能的具体执行部分，由一系列功能独立的模块类 组成，主要包括：数据读写类、用户认证类、节目资源认证类等。业务处理模块接 收从响应控制模块传送过来的请求，然后调用相关功能模块完成用户的请求，是 e p g 前端系统的核心模块。 ( 2 ) 响应控制模块主要完成两个方面的功能：一是响应用户的操作，调用业 务处理模块来完成e p g 前端系统与用户的交互；二是控制显示模块的页面跳转。响 应控制模块是e p g 前端系统的枢纽模块。 ( 3 ) 页面显示模块主要负责对e p g 信息的重新组织，清晰有序的在终端显示 设备上显示给终端用户。 ( 4 ) e p g 前端系统的数据库是基于对用户操作及时响应考虑而设置的，只是 缓存在内存中的结构化e p g 数据信息，并不是真正的数据库。这些信息e p g 信息 包括：e p g 菜单配置信息、节目排行信息及部分e p g 索引数据表中的数据。并且这 些数据定时与e p g 后台通信，以保持与e p g 后台数据的同步。 e p g 前端系统的各个模块相互协作，及时响应用户的操作，将用户所需的e p g 信息显示给用户。各模块的详细说明与设计详见第四章。 e p g 系统有两类用户：后台系统用户和前端系统用户。 ( 1 ) 后台系统用户 后台系统用户通过e p g 后台系统对e p g 信息进行管理与维护，是e p g 系统的 管理员。后台系统用户通过浏览器登录e p g 后台系统，通过管理工具实现对e p g 信息的操作，主要包括e p g 信息的获取、编辑、维护和发布等相关工作。e p g 后台 系统从媒体资源库中获取e p g 信息文件，并将e p g 文件的节日和频道信息存入数 据库，编辑和维护e p g 文件，并将e p g 数据发布到e p g 后台系统的前端服务器中。 ( 2 ) 前端系统用户 前端系统用户也是i p t v 终端用户，是i p t v 业务的最终消费者。前端用户通过 登录e p g 前端系统，在通过i p t v 系统认证后，可以浏览、搜索和享受i p t v 提供 的业务，同时还可以通过e p g 前端系统与i p t v 系统进行交互。 2 3 本章小结 e p g 是i p t v 用户体验的核心所在， 应用瞳引。e p g 为终端用户浏览、搜索、 操作提供了方便。 也被认为很具潜力成为i p t v 的“杀手级 查看用户喜欢的节目和与系统进行交互等 一1 3 东北大学硕士学位论文 第2 章e p g 系统总体分析与设计 本章首先对i p t v 系统从总体架构上进行了描述，从而引出e p g 系统在i p t v 整个系统中所处的位置，然后对e p g 系统进行了总体上的描述，并对e p g 系统进 行了分析，接着对i p t ve p g 系统的设计原则进行了说明，为e p g 系统的总体设计 提供了依据。在此基础上，本章对e p g 整个系统进行了设计，主要对e p g 系统结 构进行了设计与描述。 i p t ve p g 系统分为前端系统和后台系统，后台系统主要负责e p g 信息提供与 维护，前端系统主要完成e p g 信息的显示和用户交互，下一章节将对e p g 前端系 统的框架结构进行分析与设计。 一1 4 东北大学硕士