（计算机应用技术专业论文）数字电视用户管理系统研究.pdf

哈尔 彝理- 大学t 学面卜学位论文 数字电视用户管理系统研究 摘要 我国的有线电视不是一个规划的产业，目前无法发挥它本应发挥出来的 巨大作用。根据我国网络的现有技术、物理情况、政策环境、市场需求来开 展增值业务，面临的一个很重要任务就是想办法把它统一起来，摸索出一套 适合我国国情的、适合新经营管理模式的用户管理系统是实现这一最终目标 的关键技术之一。 本文以现有有线电视( c a t v ) 网传输数字电视的现状，结合数字电视技 术，研究用户管理系统( s m s ) 及其相关内容。包括c a ( c o n d i t i o n a la c c e s s ) 条 件接收工作原理、s m s 的组成、系统设计原则及基于数字电视业务进行数 据库设计等，并结合实际情况详细探讨了s m s 与多方接口的设计和实现方 案。其中重点研究探讨了s m s 与c a 系统，s m s 与银行系统的接口设计。 文中通过对系统全面的需求分析、规划出适合现阶段实际情况的三层客 户机服务器的系统体系结构。选择s q ls e r v e r2 0 0 0 来实现数据管理功 能。整个系统还利用t c p i p 协议与条件接收系统和银行系统进行通信。 在c a 接口协议框架中，鉴于目前数字电视以c a t v 网为传输载体的现 状，引入了一种新的数据链路层协议s d l ( s i m p l ed a t al i n k ) ，该协议在满足 数字电视业务传输速度方面的要求的同时，还与当前主流的传输技术i p o v e rw d m 、i po v e ra t m 、i po v e rs d h 三种形式“相兼容。在数据传输的安 全性方面更是有着前三者没有的优势。 在银行接口的设计章节中提出了具体设计方案，还探讨了对于涉及的数 据库处理的优化方案。 在对s m s 设计过程中仍存在一些问题，随着数字电视技术的不断发 展，业务的不断增多，s m s 仍需作相应调整，由于目前国内存在多家c a s ( 条件接受系统) ，各家在s m s c a s 接口文档规范不尽相同，没有统一标 准所以对于我们要求的s m s 对多家c a s 兼容的要求。实现起来仍有一定困 难。 关键词数字电视；客户服务器；s m s ；c a s ；s d l 竺查堡耋三奎兰二耋至圭兰堡丝耋 r e s e a r c ho ns u b s c r i b e rm a n a g e m e n ts y s t e mo f d i g i t a lt e l e v i s i o n a b s t r a c t i nc h i n a , c a t v ( c a b l et e l e v i s i o n ) i sn o ta ni n d u s t r yh a sb e e nm a r k e do u t p r e s e n t l yi ts t i l lc a n n o tt a k ei t sh u g ee f f e c ti n t ou s ea si ts h o u l dh a v ed o n e n o w a c c o r d i n gt o t h et e c h n o l o g yn o wa p p l i e di nn e t w o r k 、p h y s i c a ls i t u a t i o n 、 g o v e r n m e n tp o l i c y 、m a r k e tr e q u i r e m e n t ，i t sah a r dt a s kt ot a k ea l lt h e s ei n t o c o n s i d e r e ds oa st oe x p l o d ei n c r e m e n to p e r a t i o n o n eo ft h ec r i t i c a lt e c h n o l o g i e s t or e a l i z et h i st a r g e ti st od e v e l o pas e to fs m s ( s u b s c r i b e rm a n a g e m e n ts y s t e m ) w h i c hi sa d j u s t e dt oo u rr e a ls i t u a t i o na n dn e wm o d eo fm a n a g e m e n t i nt h i sp a p e r ，w i t ht h ef a c tt h a td i g i t a lt v ( d 1 v ) i st r a n s m i t t e do nc u r r e n t c a t v ，s m sa n dr e l a t i o n a lc o n t e n t sa r es t u d i e dw i t hd t vt e c h n o l o g y t h e f o l l o w i n ga r ei n c l u d e d ：c ap r i n c i p l eo fo p e r a t i o n 、s m sc o m p o s i t i o n s 、s y s t e m d e s i g np r i n c i p l e 、d a t a b a s ed e s i g nr e p o s e do nd t v b u s i n e s s e sa n ds oo n c u r r e n t s i t u a t i o ni sa l s oi n c o r p o r a t e d d e s i g na n dr e a l i z es c h e m eo f i n t e r f a c e ，w h i c hi s u s e db e t w e e nt h i r dp a r t ya n ds m s ，a r ee x a m i n e di nd e p t h j o i n td e s i g na m o n g s m s 、c aa n db a n k i n gs y s t e ma r ee m p h a s i z e di nr e s e a r c h a c c o r d i n gt oa na l l g r o u n dr e q u i r e m e n ta n a l y s i s ，at h r e e - t i e rc l i e n t s e r v e r s y s t e mm o d e li sd e s i g n e d ，w h i c hf i t st h ef a c t sa tt h em o m e n t s s q ls e r v e r2 0 0 0 i sc h o s e n ，w h i c hp r o v i d e st h ed a t am a n a g e m e n tf u n c t i o n t h es y s t e ma l s o c o m m u n i c a t e sw i t hc a sa n db a n ks y s t e mo nt c p i e a tc ai n t e r f a c ep r o t o c o lf l a m e r e s p e c t i n gt h ef a c tt h a td t vi st r a n s m i s s t e d a sc a t vn e ta c ta sb e a r e r , as o r to fn e wd a t al i n k l a y e ra g r e e m e n ts d li s i n t r o d u c e d s d lc a l ln o to n l ym e e tt h er e q u i r e m e n ti nd i g i t a lt e l e v i s i o nb u s i n e s s t r a n s f e rs p e e d b u ta l s ob ec o m p a t i b l ew i t hm a i nt r a n s m i s s i o nt e c h n i q u ec u r r e n t l y s u c ha si po v e rw d m 、i po v e ra t m 、i po v e rs d h i ta l s oh a sa d v a n t a g ei n s e c u r i t ya s p e c to fd a t at r a n s f e rt ot h ep a r t i e s r e f e r r e di nt h ef r o n t a tb a n k i n gi n t e r f a c ed e s i g nc h a p t e r ，d e t a i l e dd e s i g ns c h e m em a d e ，d a t a b a s e m a n a g i n go p t i m i z ep r o p o s a lr e f e r r e di sa l s od i s c u s s e d 。 哈尔藻理t 大学 学研七学位论文 一 p r o b l e m sa r es t i l le x i s t e di nt h ed e s i g no fs m s w i mt h ei n c r e m e n ti nd i g i t a l t e l e v i s i o nt e c h n i q u e ，b u s i n e s s ，s m sh a st ob ea d j u s t e d f o rn os t a n d a r di nc a s ， r e s p e c t i v es m s - c a s f i l e sa r ea l s od i f f e r e n t ，t or e a l i z et h er e q u i r e m e n tt h a ts m s s h o u l d b ec o m p a t i b l et ov a r i e sc a si ss t i l ld i f f i c u l t k e y w o r d s d t v ：c s ；s m s ：c a s ：s d l m 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文数字电视用户管理系统研 究，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究 工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或 撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：王泓彬形日期：卫饵孑月石 l 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 数字电视用户管理系统研究系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期 间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所 有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工 大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和 电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用授权书。 不保密叭 ( 请在以上相应方框内打4 ) 作者签名：莎彩毛夕形日期：y 。萨；月- ) i 日 ， 导师签名：玉i 范 日期：五 辞彳月怕 哈尔滨理t 大学t 学硕+ 学位论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 随着数字技术、网络技术的采用，数字视频技术得到空前发展。数字电视 应运而生，它有着与传统模拟电视不同的技术特征，实现精彩的更人性化的互 动电视节目，提供更人性化的服务。 从我国的现有广播影视情况，有线电视有着庞大的用户群，是最普及的信 息载体之一。在有线电视( c a t v ) 网络上进行数字电视的摸索，还可以带动机 顶盒等电子产品的消费。 数字电视核心为条件接收系统( c a s ) 和用户管理系统。这两个系统可对用 户实行精确授权控制与授权管理。目前在对数字电视的摸索的道路中，存在轻 s m s 的倾向。对于广电增值运营业务势必从离散、规模小、低效率走向集约 化、规模化、高效高收益的趋势，s m s 将会起着很重要的作用，数字电视如 何运营管理的理念主要体现就在s m s 中。作为运营商的利器，国外的用户管 理系统鉴于其广播体制与我国实际国情的不同，我们只能走自己的路来进行符 合我国国情和现有广播影视情况的用户管理系统( s m s ) 的探讨研究。 1 2 数字电视简介 用户管理系统( s m s ) 是数字电视系统的一部分，理解数字电视系统体系架 构将帮助我们分析设计用户管理系统应具备的功能，以及与系统其它部分的交 互接口l l l o 数字电视，是将传统的模拟电视信号经过量化和编码转换成二进制的数字 信号，然后进行各种功能的处理、传输、存储、记录，也可用计算机进行处 理、监测控制。 数字电视信号便于计算机网络环境中的应用，便于图像声音的传输，实现 电视节目资源的共享。压缩后的数字电视信号可在传统套模拟电视占用的带 宽中传送多套电视节目，在频道资源有限情况下，数字技术实现的多功能复用 大大提高带宽资源的利用。 数字电视独具的交互性使得用户在收看节目时可以享受更人性，更优质的 服务。 1 3 数字电视系统框架 数字电视系统由三个部分组成：数字电视前端系统、传输网络和用户终端 系统 2 1 。 本文所讲到的用户管理系统( s m s ) 就是数字电视前端系统从功能上划分出 的一个子系统，其余为：c a 子系统、前端设备子系统、数字节目存储编播子 系统等。原理图1 1 如下： 图1 一i 数字系统原理图 f i g 1 1n u m b e rs y s t e ms c h e m a t i cd i a g r a m 哈尔滨理- 丈学t 学硕七学位论文 第2 章s m s 简介 2 1s m s 概念及功能简介 数字电视用户管理系统，即s u b s c r i b e rm a n a g e m e n ts y s t e m , 简称s m s ， 是指采用数字技术、网络技术、对用户订购数字电视产品进行服务的运营管理 信息系统。数字电视s m s 通过对用户订购信息的记录与处理，形成用户数据 库并经由与c a s ( 条件接收系统) 的接口，向c a s 发送用户授权管理信息 ( e m m ) 的基本数据，c a s 据此实现对用户收看数字电视节目的控制【3 1 州。 s m s 用户管理系统主要实现对数字广播电视条件接收系统用户的管理。 它是数字电视运营平台重要组成部分，不仅担任着运营商账房先生的职位，还 体现着用户意志。下图2 一l 显示了其与数字运营平台的关系 图2 1s t k q 与数字运营平台关系图 f i g 2 - 一1s m sa n dd i g i t a lo p e r a t i o np l a t f o r mr e l a t i o n a lg r a p h s m s 系统的设计与运营能促进有线电视业务中重要的职能机构如网络提 供商、节目提供商和业务提供商的分工。使职责更进一步明确。网络提供商将 侧重于网络的管理和维护，保证网络的高质量、高性能和高利用率。节目提供 商将把重点放在制作广大用户喜欢的节目和策划市场所需的业务。业务提供商 将侧重于把节目及业务推向市场，使越来越多的用户接收业务服务，并对业务 和用户进行管理。s m s 系统还可以通过对收视率等的统计，对节目提供商的 节目制作和市场策划提供建议，通过受理用户的服务要求和投诉等。及时通知 网络提供商保证向用户提供高质量、高效率、稳定可靠的业务服务。如此将吸 引更多的用户加入到s m s 系统中。 由于现有的广电网络的多层所有制，实现经济利益公平合理的分配是新的 有线电视业务经营和管理模式中的关键之一。网络提供商、节目提供商和业务 提供商将得到其应得的经济利益回报。s m s 用户管理系统是运营商获利的重 要工具也是运营商能否在市场竞争中生存的重要武器。 用户管理系统的主要目的是为电视业务经营和管理模式提供一个完整的， 有效的用户和业务管理系统及后援系统。它将不仅实现对用户的综合管理，而 且实现对多种业务服务的统一管理。 2 2 系统设计原则 此系统的设计、开发和应用达到以下技术目标： 1 灵活性新的数字电视业务在今后将不断地涌现，经营管理在今后也 将不断地进行调整。因此系统应具有很强的灵活性和伸缩性。另外，系统应相 对稳定。局部的修改不能对整个系统构成影响【5 1 1 6 1 。 综合以上考虑：总体设计时应在彻底分析数字电视业务的基础上，把系统 按功能分成一个个不可分割的功能模块。将它们以类似于搭积木的方式构成整 个完成的系统。并将这些功能模块分成核心层、应用层以及将来的扩展层。外 层的修改对内层不产生影响。系统要充分考虑市场的变化能够完全符合业务日 益增多的要求。对于新业务，只需要在业务管理中增加一个新业务，在系统的 各个模块中部会得到相应的体现。 数字电视的潜在无限商机，使得用户管理系统要兼顾软硬件方面在移植 性、扩展性上的灵活性。 2 安全性s m s 作为数字电视用户信息处理平台，其不但需要满足本企 业内部访问，还要向本企业以外的用户提供资源访问。面对网络攻击的层出不 哈尔滨理t 大学t 学硕十学位论文 穷，结合用户管理系统的应用环境，可应用防火墙进行不同级别的安全区域划 分1 3 i i q ： 内部网络：这是防火墙要保护的对象，包括全部的企业内部网络设备及用户 主机如收费、稽查、财务、客服、库管等部门的设备。 外部网络：这也是防火墙要防护的对象，包括外部互联网主机和设备，如与 本企业有密切业务往来的合作伙伴，如银行、总局监控中心等，以及普通的有线 电视用户。这个区域为防火墙的非可信网络区域。 d m z ( t e 军事区) ：它是从企业内部网络中划分的一个小区域，包括内部网络 中用于公众服务的外部服务器，如w e b 服务器、邮件服务器、f r p 服务器、外 部d n s 服务器等，它们部是为互联网提供某种信息服务。 虽然内部网络和d m z 区部属于企业内部网络的一部分，但它们的安全级 别( 策略) 是不同的。对于要保护的大部分内部网络，一般情况下禁止所有来自 互联网用户的访问；而由企业内部网络划分出去的区，因需要为互联网应用提 供相关的服务，所以在一定程度上没有内部网络限制那么严格如服务器通常允 许任何人进行正常的访问。由于在这些服务器上所安装的服务非常少，所允许 的权限非常低。真正有服务器数据足在受保护的内部网络主机上，所以黑客攻 击这些服务器没有任何意义，既不能获取什么有用的信息。也不能通过攻击它而 获得过高的网络访问权限。 3 可靠性s m s 系统由服务器、操作系统、应用软件系统、中间件软件 系统、数据库系统、计算机网络系统等组成，涉及软件、硬件、网络等各个方 面，每个方面均应根据系统的用户规模选用相匹配的业界成熟的技术和设备。因 为任何一个环节出现问题，将直接影响全系统的功能实现。 系统的服务器依功能不同大致可分为数据库服务器、应用服务器、前置机 服务器3 类。其中数据库服务器属于整个系统的心脏设备 主机系统可采用群集( c l u s t e r ) 进行冗余的系统设计 s l 嘲。设置两个主机节点 利用专业的控制软件进行协同工作。当某一节点出现故障时，由控制软件隔离 故障节点，将故障节点上运行的业务处理转移到其它正常节点上运行，从而保 障整个系统可以提供2 4 小时不问断的服务。出现故障时应能通过多种方式及 时发出警报。主机系统的关键部件如磁盘、电源、风扇等均应采用冗余结构配 置和热交换设计。保证出现单点故障时不会影响系统的正常工作。并在系统运 行的情况下可以对故障部件进行在线更换、修复故障、增强系统的可靠性。对 存放关键数据的共享存储系统进行完善的可靠性设计。对数据应采用可靠的存 储机制，故对于磁盘系统应采用r a i d 数据冗余存储技术。且系统数据和业务 哈尔滨理t 大学t 学硕卜学位论文 数据可备份和联机恢复。并且磁盘可进行热插、配置双电源、双冷却系统、完 备的状态指示灯等。充分保障存储系统的可靠运行。另外系统应提供可靠的数 据备份系统，确保事故发生时业务数据不丢失，系统能够快速恢复。 4 开放性数字电视是个开放性的系统，业务开展需要其他内外系统的 紧密配合。因此用户管理系统需要丰富接口来与其它系统连接，实现业务数据 的交换和共享。这就要求s m s 系统采用开放性的体系结构来便于它和其它系 统如c a ( 条件接收) 系统、银行收费系统的网络互联。接口向第三方开放，实 现多s m s 接口、多c a 接口、多银行接口。以上接口的实现采用现行成熟的 t c p i p 协议。 2 3 系统分析 2 3 1 系统业务分析 1 促进建立统一和谐的全局性网络广电网是全国各地按照各自实际情 况建起来的全国性大网。中国的有线电视是自然生长而非规划产业，有系无统 无法发挥本应发挥的巨大作用。建立一个适合我国国情的、适应新经营管理模 式的用户管理系统( s m s ) 是最终目标的关键技术之一”t t i 。 对有线电视的数字化改造应能实现国家骨干网与各省市地区的有线电视网 相联，在现有网络基础上实现“全国一张网”。 2 建立界限分明的职能机构s m s 系统的设计、运营，应能促进有线电 视业务中重要的职能机构如网络提供商、节目供应商和业务提供商的分工，使 职责进一步明确。 3 实现公平合理利益分配现有的广电网络的多层所有制，实现经济利 益公平合理的分配是新的有线电视业务经营和管理模式中的关键之一【9 l 【。应 建立一个尽可能完善，并和银行联网的s m s 系统【l l 】【1 2 】。其中的财务管理子系 统就承担了利润分配。管理的内容包括：用户帐单收费，有线电视中心财务平 衡【1 3 】，相关财务制度管理，信息网络中心与其他兄弟业务服务中心之间的资金 往来以及s m s 系统与银行系统的接口管理等。 2 3 2 系统接口要求 用户管理系统具有以下多种与第三方系统的接口： 哈尔演理t 大学t 学碜卜学位论丈 1 与数字收费电视c a 系统的接口数字收费电视c a 系统是数字收费电 视的认证机构叫l ，c a 系统将为s m s 系统提供更可靠的认证管理。 2 与银行收费系统的接口银行收费系统可以充分发挥银行信誉高，营 业网点覆盖广的优势m 1 1 1 6 1 。解决用户管理系统的收费问题也使收费流程更为 标准化。与银行收费系统的接口应采用专线连接，这样通信速度不会影响系统 性能、安全性也将得到更好的保障 3 与其他相关业务系统的接口系统还将提供与其他相关业务系统的接 口。并随着业务的发展，也可以很方便的增加与其他系统的接口【1 7 l 。 从用户s m s 系统、c a 系统和银行系统之间的关系，可以明确用户管理 系统的业务流程。下图2 - - 2 为s m s 系统与c a 系统和银行系统的关系图。 a ：订购服务 b ：通知用户交费 c ：返回授权信息 d ：发送用户授权命令 e ：收看信息 f ：订购服务授权 g ：提交用户转账信息 h ：获取用户交费信息 i ：用户交费 c 图2 - 2s m s ，c a 、银行系统关系图 f i g 2 - - 2s m s 、c a 、b a n k i n gs y s t e mr e l a t i o n a lg r a p h 哈尔泞理工大学 学硕十学位论文 2 3 3 系统体系结构 鉴于我国广电网的多层体制【1 2 1 ，系统的体系结构1 应设计为基于地域分布 的多级系统。鉴于c a 服务器的昂贵和高性能，一般集中放置在上级中心。同 时便于c a 信息的全局共享和多家c a 的集成。当下级s m s 系统请求c a 服务 器信息时，中心c a 服务器信息可通过网络专线，比如地市主干线实时传到下 级s m s 系统。下级s m s 系统除c a 服务器外，一般拥有完善的系统组成， 包括s m s 应用服务器。性能低一些的d b m s 数据库服务器和客户端w e b 服 务器等，可以和上级s m s 系统并行运行，拥有对本级用户的完全管理。下级 s m s 系统的d b m s 数据可通过专线远程传送到上级d b m s 数据库服务器 中，并由上级s m s 系统转入磁盘阵列服务器备份。 。 根据具体系统用户的规模，s m s 系统体系结构可自由伸缩。小至c a 服务 器银行接口和s m s 应用服务器单机集成，大至多级体系结构的地域分布式的 完善的多级系统。s m s 系统架构有很强的可扩展性和伸缩性。 2 3 4 系统网络结构 s m s 系统、c a 系统和银行系统军通过网络连接。网络安全至关重要，信 息的正确传送，及时更新都与网络安全息息相关。网络安全正受到越来越多用 户的关注。 防火墙是目前最为流行，也是使用最为广泛的一种网络安全技术【1 9 1 【2 0 l 。防 火墙是个系统，主要用来执行两个网络之间的访问控制策略。它可为各类企业 网络提供必要的访问控制，但又不会造成网络的瓶颈，并通过安全策略控制进出 系统的数据，保护企业的关键资源。 根据前文中对于s m s 系统安全性的阐述，用户管理系统在设计时刻应用 防火墙进行划区域分等级的安全策略控制。 2 3 5 功能分析 用户管理系统功能主要集中在下面几个部分1 3 1 ： 1 实现有线电视网的用户管理、节目预定、信用确认、业务管理、计费、 收费和统计报表等功能； 2 实现有线电视网间的结算； 3 实现节目提供商、业务提供商和网络提供商日j 的费用结算； 哈尔渗理t 大学t 学颐十学位论文 4 实现有线网络运营统计分析； 用户管理系统采用模块化设计】，每个模块完成特定的业务功能，模块之间 相互配合完成系统的全部功能操作。系统由用户信息管理、用户资源管理、用 户帐户管理、业务管理、财务管理等多个子模块组成( 见图2 3 ) 。各子模块之 阃既可独立运行，又可以集成在一起，相互协调工作。采用模块化设计思想，一 方面配置灵活，可以根据用户需求，方便地增加或减少业务模块，具有良好的可伸 缩性。系统网络化、模块化的设计，可使系统随着网络更新，业务的不断发展而 升级，具有极强的延展性。 见下图2 3 用户管理系统功能图 臣三国 l 用户信息模块 lf 业务受理模块 f i 时务管理模块 il 产品管理模块 l i 设备管理模块 li 统计查询模块 ii 系统管理模块 li 客服中心模块 l i c a u 模块ll 银行接l j 模块il 节目接u 模块ll 监管接口模块l 图2 - 3 用户管理系统功能图 f i g 2 - 3s m sf u n c t i o n a ld i a g r a m 以下为基本功能模块分析： 1 用户信息模块( 见图2 4 ) 用户信息模块的主要功能包括编辑和管理 用户信息1 2 2 1 、处理用户的节目定单、检查用户付费情况、产生用户的预授权信 息。用户信息模块是整个条件接收用户管理系统的重要组成部分，用来管理用 户信息、用户预定授权等信息，并将相关数据自动传给c a ( c o n d i t i o n a l a e c e s s s y s t e m ) 系统i 1 。 该模块第一个功能是用户资料维护功能。第二个功能是从用户的其他动态 业务形成静态信息保存起来，作为用户的一个全面的信息资料库，并详细急速 业务发生的日志纪录，以便查询。 2 业务受理模块该模块是整个s m s 系统中最强大的一个模块，它儿乎 涉及到所有的动态信息处理过程。所有受理业务都在【用户信息系统】和f 系统管 理】作日志记录。【用户信息系统】记录的是具体某个用户发生的业务。【系统管 理】日志记录的是某个系统( 操作) 管理人员受理的业务记录l u l l 2 5 1 i “。 所有受理业务如果涉及到交费，系统将根据用户所涉及的业务和计费系统 哈尔泞珲t 大学t 学碜卜学位论文 所设定的计费标准，显示用户所应缴纳费用( 完整的缴费单) ，通过提供多种可 能的付款方式和接口，直接完成划拨或现金的交付，并支持缴费单的打印。 图2 _ 4 用户信息模块功能l 璺i f i g 2 - _ 4u s e ri n f o r m a t i o nm o d u l e f u n c t i o n a ld i a g r a m 3 财务管理功能模块主要包括：计费设置、收费统计报表、帐户管理 和费用划拨。 计费设置：计费是用户管理系统的最终目的之一，作为s m s 系统的计费 模块，对数字电视业务的费用核算提供了完整的模型。并提供银行接口支持， 这样的话用户就可以在银行结算业务费用 计费设置包括如下功能( 见下图2 - 5 ) ： 4 设备管理模块设备管理是对设备进行管理的功能模块，其主要实现 的功能是：i 智能卡机顶盒信息注册；2 智能片，机顶盒信息查询列表；3 智能卡机顶盒供应商管理( 查询、修改、增加、删除等) ；4 智能卡机顶盒匹 配信息管理；5 智能片机顶盒分发管理( 查询、分发、修改等) 。智能卡机顶 盒的分发管理功能是由发卡中心对下级公司或代理商进行卡盒号段与卡盒的分 配和下发束实现的。其次还有其他设备的管理( 提供自定义操作) 。设备管理功 能模块实现的功能如图2 _ 6 所示： ：釜玺：盔差三：窭：兰竺兰兰 图卜5 计费设置功能图 f 培卜5c o s t st h ee s t a b l i s h m e mf u n c t i o n a ld i a g r a m 图2 _ 6 设备管理模块功能图 f i g 2 _ 6e q u i p m e n t a d m i n i s t r a t i o nm o d u l ef u n c t i o n a ld i a g r a m 5 统计查询模块用户管理系统能够根据要求提供统计报表和统计图， 啥尔滨理_ 大学t 学硕+ 学位论文 系统的报表有任意时间段的营业报表，用户信息统计表，用户预定汇总表等等 以及相应的统计图，以更直观地反映系统的各种参数和节目提供商的运行管理 状态。 实际上在以上各个功能模块都包含了各自内容的统计信息查询；本着 “分”“合”的设计思想，在此再把统计查询信息作为整合为一个的功能 模块。统计信息是通过对数据的挖掘和分析，为管理人员的决策提供信息支 持。查询统计系统是专为有线网络公司管理人员及业务人员查询信息而设计的 系统，可以根据区域、时间、操作员等各种组合条件进行用户信息、收费状 况、派工单据、工程状态等相关内容的查询，生成相应的综合汇总报表或明细 报表来完成统技工作。统计信息、模块主要为两类人员提供服务：普通业务人 员、领导决策人员。普通业务人员主要关心明细数据；领导决策人员则重点关 注各种汇总、综合统计数据， 以通过对数据的分析，为决策提供依据。统计信息模块完成的主要功能如 图所示。系统在数据表现形式上采用电子表格、饼图、曲线图、柱状图等形 式。 6 系统管理模块系统管理负责对整个用户管理系统进行初始化设置和 参数配置以及其它系统管理工作，完成系统及子系统之间的配置、管理、控制 和执行，并定义系统与其他系统的接口。系统管理的主要目的是保证系统能安 全可靠的运行。 权限管理的主要功能包括：部门( 机构) 设置；部门权限设置；操作人员注 册；操作人员权限设置：操作人员归属部门设置；设备注册；设备启用及归属 部门设置。 基于用户和权限组的多级用户权限管理机制，可按用户需要设置系统管理 员、高级管理员、高级查询员、操作员等不同权限描述并分配相应的权限组。 用户的权限细分到模块一级。系统使用权限组方式对登录人员进行权限分 配，不同的权限组对应系统相应模块的操作权限。通过权限管理中对用户的权 限设置，在登录系统相应模块的权限验证中，对当前登录人员及其所属机构的 权限进行上双重验证，并验证当前设备所属机构权限及当前设备是否已经启 用，确保只有经过授权的用户和设备才可执行相应操作。 出于安全操作考虑，尽量避免从内部对系统的危害。对于操作人员的操作 过程，系统管理模块功能应包括有日志管理，记录操作人员的使用记录，已明 确责任，纠正错误。此外还有数据库的备份管理，包括数据库备份、删除等功 能。最后还有数字字典的管理，对系统提供的一些数据字典进行维护，如民 竺尘鎏至：盔：主竺：兰竺兰耋 族、职业、用户类型、投诉类型、咨询类型、个人爱好、小区信息、仓库信 息、银行信息等。 图2 7 系统管理模块功能图 f i g 2 - 7s y s t e ma d m i n i s t r a t i o nm o d u l ef u n c t i o n a ld i a g r a m 7 客户服务中心模块客户服务中心系统是指对用户提供业务支持，技 术支援故障响应的管理功能模块。用户可通过客户服务中心查询订购节目的 时间和服务类型、缴费、各项服务的开销、节余金额等，并打印明细账单；查 询各种疑难解答或帮助信息；根据用户请求，运营商通过用户支援系统派出技 术支持人员向用户提供技术支援、上门维修等服务。 图2 3 中的c a 接口模块，银行接口模块是本文中的重点部分，在此不 做赘述，见后面章节。 综上所述： 根据整个s m s 系统的核心模块功能，可将s m s 划分为1 2 个子系统，分 别是：系统管理子系统；数字电视产品管理子系统；数字电视没备管理子系 统；用户信息管理子系统；业务受理子系统；施工管理子系统；计费管理子系 统：帐务管理予系统；授权管理子系统；引擎调度子系统；接口管理子系统： 查询统计子系统。 各子系统在整个系统中的应用管理分布及相互作用基本如图2 8 所示。 其中的授权子系统实现多种c a 系统的接口，并且可根据客户要求嵌人客 户指定的c a 系统【2 7 l 。实时授权、重授权、发送消息。 ：岁- 弋一理1 月 受理点 e 习 有 业 有线 线 务 用 受 7 彳一 户 理 数字 1j i i 设备管理il 产品管理ili 计赞管理l 一帐务管理i l 授权管理i f。 上 f 旧配：管理i i 接警理i h 忘 l l 设备接口i i 监纛i 监管接口i 接口i ll银行接口li l 节素口ii 队麦口l b 划 2 4 本章小结 图2 - 8 各个子系统作用基本图 f i g 2 _ 8e a c hs u b s y s t e mf u n c t i o nb a 辩m a p 本章中，通过对用户管理系统概念的介绍、功能的简介，对系统的设计中 应遵循的原则进行了详细的阐述，并根据数字电视相关业务上的需求对系统进 行了业务、接口、体系结构、网络结构、功能上的分析。 哈尔滨理- 大学t 学硕十学位论文 3 1 系统结构 3 1 1 网络结构 第3 章s m s 系统设计 1 s m s 用户管理系统的级别划分按照广电总局规划，我国数字电视平 台建设以省为单位以省为单位，央视数字电视平台作为各省数字电视平台的节 目提供商，各地市作为省数字电视平台的业务发展方。按照这个规划，用户管 理系统共分为三级：央视数字电视用户管理系统、省数字电视用户管理系统、 地市数字电视用户管理系统。各级用户管理系统有各自的特点，央视的用户管 理系统主要完成节日管理、结算、综合管理等功能；省用户管理系统主要完成 全省的计费、结算、账务、营业和服务、业务管理和业务统计等功能；地市用 户管理系统可以看作是省用户管理系统的一个分中心，主要完成各地市的计 费、结算、账务、营业和服务。各级用户管理系统通过广域网相连，实现数据 漫游、业务管理数据和结算数据的交换酬p o 。 每一级s m s 系统中从逻辑上分为两部分：内网部分和外网部分。内网系 统部分主要包括内部局域网，外网部分主要指各个营业客户端的接入( 广域网 接入) 以及i n t e r n e t 出口等。内网以及外网通过防火墙进行安全隔离。 在内部局域网上有内部w e b 服务器、应用服务器和数据库服务器等，是 整个s m s 系统的核心，内部w e b 服务器是仅仅面向企业内部员工的，可以用 来发布公司政策、共享资料以及一些内部使用的b s 系统。应用服务器以及数 据库服务器作为s m s 系统平台是业务处理以及数据存储中心。其中数据库服 务器、应用服务器以及w 曲服务器划分在不同的v l a n 内，限制不同层次的 访问。外部w e b 服务器面向公众提供企业的信息发布、用户自助服务等。 2 各级用户管理系统问及与其它计算机系统的互连各级用户管理系统 之间采用星型连接。连接线路可以是d d n s d h 或其他通信线路。为了保证系 统的可靠性，可采用i s d n ，帧中继、p s t n 等连接方式作为备用通讯手段。 根据业务量的情况，各通信链路的带宽可以不同、为了保证网络的可靠性，主 干网中各种路由及交换设备均采用双节点、双路由的冗余备份策略。 用户管理系统还要与广电内部的其它计算机系统相连，如呼叫中心它们之 哈尔滨理工夫学t 学面十学位论文 间多采用局域网方式，系统之间的连接要通过防火墙和其它一些安全性措施。 3 s m s 系统的网络结构s m s 用户管理系统实现对有线节目频道及其节 目资源的商业化操作，提供对广电用户及其上网设备机顶盒、i c 卡的管理。图 3 - - 1 为系统网络结构。如图中所示，用户可以在用户网授权服务中心或通过电 话，联系系统中的客户服务终端( c s r ) ，由c s r 操作员通过终端提交业务请求 或对各类信息进行登陆、查询、修改等操作。当通过s m s 系统认证后，将用户 授权信息传送给条件接收系统c a 模块，条件接受系统根据授权信息对节目流 进行处理，将加密、加扰m 1 后的节目通过前端系统送到千家万户。在收端，用 户使用机顶盒解密、解扰，进行接收s m s 系统还借助银行遍布全国的营业窗口 方便有线网络用户的缴费，银行系统与s m s 系统由专门定义的接口，通过银 行系统前置机与s m s 系统联接，进行数据交换。s m s 系统同时为运营商提供 强大的管理功能，实现对网络用户管理，视频业务管理。 f l i p 图3 一l 系统网络结构 f i g 3 1s y s t e mn e t w o r ka r c h i t e c t u r e 4 s m s 用户管理系统结构框架三层c s 结构将应用的三部分( 表示部 分、应用逻辑部分、数据访问部分) 明确地进行分割，使其在逻辑上各自独立 并且单独加以实现分别称之为客户、应用服务器、数据库服务器1 3 2 lp 3 1 。与二层 c s 结构相比其应用逻辑部分被明确地划分出来。三层体系结构是建立在中间 件基础之上的与传统的二层c ，s 相比有高安全、易维护、可伸缩性、可靠性等 许多优点是构建大型分布式系统的理想的体系结构。 哈尔演理t 大学t 学碜十学位论文 图3 2 三层c s 结构示意图 f i g 3 - 2t h r e e - l a y e rc sa r c h i t e c t u r e 传统的二层c s 是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大型 企业广域网或i n t e r n e t ；受限于供应商：软、硬件的组合及集成能力有限：客 户机的负荷太重，难以管理大量的客户机，系统的性能容易变坏；数据安全性 不好。因为客户端程序可以直接访问数据库服务器，那么，在客户端计算机上 的其他程序也可想办法访问数据库服务器，从而使数据库的安全性受到威胁。 从上述二层c s 的简单说明可看出，二层c s 适用于初期适用范围小的情 况，随着数字电视技术的日渐成熟和模拟电视向数字化电视转变的不断推进， 在s m s 系统结构设计中应把日后使用范围扩大的因素考虑进去。 我们在s m s 系统设计方案中采用三层c s 结构。采用了分布式多层体系 结构实现，通过引入中间层组件一应用服务器，来扩大传统的两层模式。 s m s 用户管理系统结构框架如图3 3 所示，采用由数据库服务器应用服 务器，客户端组成的三层体系结构。 数据库服务器提供数据的存储、查询、调用等应用，并且为数据提供安全 的主从热备份的存储方式。 应用层作为数据库与客户服务终端的中间部分，进行复杂的逻辑运算。为 客户端提供程序调用，放置与周边系统的接口程序，有效地提高了系统的运行 速度和安全性能。 哈尔滓理t 大学t 学硕十学位论文 应用层 客户服务终端 图3 - 3s m s 系统结构图 f i g 3 - 3s m sa r c h i t e c t u r e 客户服务终端以友好、清晰的人机界面使操作员方便的调用各个服务模块 对用户进行注册。服务购买、查询等操作。 三层c s 结构允许更灵活有效地选用相应的平台和硬件系统，使之在处理 负荷能力上与处理特性上分别适应于结构清晰的三层；并且这些平台和各个组 成部分可以具有良好的可升级性和开放性。例如，最初用一台u n i x 工作站作 为服务器，将数据层和功能层都配置在这台服务器上。随着数字电视业务的发 展，用户数和数据量逐渐增加，这时就可以将u n i x 工作站作为功能层的专用 服务器，另外追加一台专用于数据层的服务器。若业务进一步扩大，用户数进 一步增加，则可以继续增加功能层的服务器数目，用以分割数据库。清晰、合 理地分割三层结构并使其独立，可以使系统构成的变更非常简单。因此，被分 成三层的应用基本上不需要修正。 3 2s m s 系统中数据库的设计 用户管理系统s m s 是建立在基于网络的大型数据库系统凹之上。 3 2 1 数据库管理系统的选择 本系统数据库服务器主要提供数据的存储、查询、调用等应用，如图3 4 - 1 8 哈尔