中间件系统平台在苏州数字电视中的应用

概述

我国数字电视进入后平移时代，数字视频广播（DVB）和数字音频广播（DAB）均进入实用阶段，数字电视的发展不仅仅只满足于视频和声音的广播，从而数据信息传输等增值业务成为当前数字电视的又一发展领域。

苏州广电公司采用天柏公司提供的中间件系统平台以数字电视未来发展趋势为路线，以MHP标准、W3C标准为核心，立足于机顶盒开发商、第三方应用业务开发商的个性化定制需求，能够配合国内各知名数字电视前端EPG系统、BOSS系统等，实现互联互通，为广电三网融合新业态强劲的技术支撑和完善的业务构架。

项目背景

数字电视中间件平台包括业务前端和接收终端两部分，分别称之为前端中间件和终端中间件，利用广播电视网和互联网的技术优势，提供开发式的业务支撑架构。前端中间件是指互动业务支撑平台，可以为运营商提供业务开展的必要支撑，包括管理和接入广播电视网业务以及对终端行为管理。终端中间件是指位于数字电视机顶盒内部实时操作系统与应用程序之间的软件系统。为交互应用提供一个完整的应用编程接口API，整个API集被存储在机顶盒的FLASH之中，数字电视增值业务应用基于此API进行开发，能够支持多种丰富的应用。

中间件是数字电视业务系统的一个重要软件平台，提供了数字电视交互增值业务应用的运行环境。运行环境包括了对数字电视的内容格式和传输协议的支持，并为数字电视应用业务提供软件环境。中间件标准对机顶盒软件平台的模型，功能性能，应用编程接口，软件的可靠性和可恢复性等都进行了规范和说明。

苏州中间件系统组成

天柏中间件前端系统采用统一的业务接入方式，可支持Web网页、Java CDC/CLDC多种形式及单双向不同类型的业务发布，这些业务可在终端中间件平台上灵活的展现出来。 通过中间件平台，运营商可以统一管理和部署多种多样的第三方业务内容，如：图文类业务、支付类业务、流媒体/视频类业务、JAVA类（游戏、股票等）业务等。

天柏终端中间件解决方案采用JAVA与浏览器双引擎技术，苏州现采用以JAVA引擎为核心主控，主菜单及数字电视基本业务采用遵循CDC国标标准的JAVA语言开发，支持主菜单列表更新，换肤功能，支持启动浏览器访问Web业务。与浏览器主页方式的区别在于不支持主菜单整体页面动态加载。

图1 中间件整体系统图

苏州中间件系统平台特点

苏州广电公司采用天柏公司提供的中间件系统软件平台，为苏州数字电视增值业务应用提供了一个开放的、统一的支撑平台。该中间件系统具有如下特点：

开放性

苏州广电公司中间件平台系统采用开放式技术总路线，系统设计遵循国际/国内标准或规范，并确保与国际/国内标准或规范的同步发展。系统的开放性主要体现在两个方面：一、对终端机顶盒厂家和芯片厂家的开放。该平台不仅支持苏州在线机顶盒厂家，包括：银河、九州等，还支持国内外其他主流机顶盒和芯片厂家；二、对第三方应用厂商的开放。通过对第三方SP厂商提供开放和标准的API接口，能够快速、简易的引进大量增值业务应用。

标准性

该平台采用统一的API接口，支持开放的标准，如MHP标准、W3C标准、国家中间件相关标准等。

先进性

除了采用标准、开放的技术总路线外，该系统采用当前最成熟、最完善的技术、设备，确保系统满足未来的技术发展趋势。
交互性

苏州中间件系统平台支持省网交互应用和本地交互应用，可支持单向基本业务到双向全交互业务。

苏州中间件前端系统架构

前端系统架构

中间件作为一个增值业务应用支持平台，可支持应用业务的精彩及分层次的表达形式，是一个端到端的解决方案。前端整体方案核心系统为多业务管理平台（ADP Application Deployment Platform），整体系统架构如下图。

图2 中间件前端多业务管理平台架构

多业务管理平台即应用发布和管理的综合平台，其功能包括：

业务的认证、鉴权管理则由运营支撑管理系统来完成。

多业务管理平台功能

多业务管理平台分为4大模块，即门户管理、双向应用下载、单向应用下载和中心业务接口。多业务管理平台可以通过业务接口模块将本地业务与中心业务通汇贯通起来，统一由本地进行分类编排及审核上线，同时支持机顶盒单双向、不同地区进行业务区分管理发布。

门户管理服务器

门户管理服务器是ADP系统的核心，对所有应用资源进行统一管理，帮助用户整合、管理、保存资源，完成应用的添加、升级、审核功能。

双向应用下载代理服务器

双向机顶盒通过UDP协议发出请求给双向应用下载代理服务器，该服务器使用UDP协议发送对应的可下载的清单版本号。

单向应用下载服务器

单向应用下载基本的处理方法是ADP使用ftp协议，将清单版本号文件(ALVT)、清单列表文件和应用压缩包文件(zip)上传到ADAP系统所管理的ftp服务器上。

省网业务接口

本地ADP系统和省中心ADS系统之间通过HTTP通讯协议，采用XML文件格式进行数据交换，由本地ADP系统定时查询省网的应用清单版本、清单列表和应用，并下载到本地ADP系统内部提交审核后更新。

[FS:Page] 多业务管理平台业务更新流程

首页更新功能

首页更新是指无需通过机顶盒升级，实现主菜单界面，以及主菜单一级或者二级应用链接的增加、删除、更改等功能。

通过首页更新，运营商在发布一款新的应用时，无需机顶盒升级便可以实现，大大降低了升级的风险。

换肤功能

所谓换肤，就是更换机顶盒的用户操作界面，属于中间件的一个个性化应用。运营商为用户提供多套机顶盒界面，用户可以根据个人喜好，选择自己喜欢的一套界面，下载并保存到机顶盒里头。

目前，换肤功能支持机顶盒全部操作界面的更换和部分操作界面的更换。

图3 换肤页面

虚拟网功能

基于中间件ADP前端系统，可以对不同的机顶盒用户进行分区域管理。双向机顶盒通过向服务器上传stbId和ip地址，服务器可根据不同的区域用户，定向投放个性化推荐信息、社区门户和滚动字幕等。

苏州中间件终端系统构架

数字电视终端接收设备软件是一个复杂的系统，它包括硬件资源、中间件系统平台以及应用程序系统。下图描述了数字电视终端软件系统架构。

图4 数字电视终端软件结构

数字电视终端接收软件系统从上到下可分为3层：

第一层：接收设备硬件资源层和驱动层；

第二层：中间件系统软件层；

第三层：应用程序层。

硬件资源和驱动层

数字电视接收设备的硬件部分具体实现很多的功能，他们通过软件和硬件资源来表达和实现。这些资源针对不同的硬件有不同的组织形式，这种模式可以考虑在整个平台中包含不止一个硬件设备和功能。

驱动层中必须装有一个实时操作系统，决定其任务和线程调动策略，协调整个系统中各个线程的运行。
中间件系统

中间件系统为上层应用程序提供了一个抽象层，从而隔离了应用程序和硬件平台，使应用程序的开发不依赖于硬件平台的差异化。从而实现了应用程序的可移植性和跨平台性。下图表示了中间件的主要模块构成。

图5 中间件系统模块

苏州广电公司采用的天柏中间件架构在系统业务的基础上至少对应用执行环境、应用管理器、传输协议、内容格式、应用信令、安全性等方面提供了支持:

业务驱动：三网合一的技术发展是由业务需求所驱动的，天柏中间件架构是以兼顾我国数字电视网络和技术发展的现状、从业务发展和业务承载的角度出发，进行研究和制定的。

可扩展、可裁剪：数字电视中间件技术的需求和发展是长期的、渐进的，因此天柏中间件架构在设计初期就具备了可扩展性，可以随着业务的发展和技术的进步进行扩充。同时，为适配不同的三网合一硬件支撑能力、网络条件，及业务需求，天柏中间件架构具有较强的可裁剪性。

可升级：天柏中间件架构具备了可升级能力，以满足随着未来网络和技术的进步，以及业务的发展，广电对中间件不断地进行扩充和完善的需求。

分类分级：天柏中间件架构划分了分类分级的版本功能，用以适应三网合一状态下的单向业务、双向业务、全向融合类业务以及相应的不同级别的三网合一终端等不同业务和终端的要求。

互操作性：天柏中间件架构满足一个数字电视接收终端能够执行不同业务提供商提供的应用的需求，并且一个应用能够在不同数字电视接收终端厂家的硬件平台上运行。

总而言之，天柏中间件是一个融合了JVM引擎、浏览器引擎，业务级的应用管理器（包含电视精灵TV widget），以及硬件适配器软件构成的中间件，可以完美地实现所有三网合一业务。

第三方业务接入及分级部署

第三方业务接入管理

多年以来，随着嵌入式终端业务和互联网业务的无限普及，无数的信息类、多媒体类、以及嵌入式MIDP应用得到了蓬勃的发展，这些业务不仅仅提供图文信息，还包括天气预报、股票、地图查询、在线购物、电子杂志、报纸、游戏、互联网电视等，即我们相对地容易地能从互联网、第三方业务提供商获得更为广泛的应用业务。这些业务为数字电视行业提供了更为多样化的业务空间。

统一门户管理

第三方业务包括单向业务和双向业务两大类，天柏中间件统一门户管理系统对本地接入的业务子门户，为游戏、股票、信息类、媒体类多种内容业务提供统一的支撑能力。管理业务信息、业务生命周期（上下线）等，可方便运营商灵活的对第三方业务进行接入管理，同时第三方业务提供商也可方便的进行上线操作。

图6 统一门户示意图

第三方业务接入

中间件终端的核心价值即为数字电视应用支撑平台（Digital Application Support System， DASS），天柏中间件通过应用管理系统调度管理Java虚拟机引擎和Web浏览器引擎， 同时，基于Web技术开发的高清中间件，既融合了广电网络的IPQAM视频点播技术，又扩展了互联网的流媒体播放功能。支持基于RTSP Over IP、HTTP协议的h.264及MPEG流媒体视频点播。

标准化、开放的中间件终端平台方案，使得支撑来自第三方业务灵活多样的表达成为可能，提供给运营商丰富多彩的业务拓展空间。同时，第三方业务内容制作更为便捷，便于业务的尽快引入及上线。

第三方业务接入的技术流程，主要包括两大阶段，第一阶段是技术开发，第二阶段是上线发布。

&nbs[FS:Page]p; 业务分级管理

天柏中间件前端系统针对苏州本地特点，采用灵活的业务分级管理方案，既保证省中心业务的统一部署，又确保本地业务的自主管理。苏州分中心系统，其本身既是中心分发平台，又是本地接入管理平台。

采用层级分布式部署方案，其优势在于：

可减少中心平台的并发压力，既保证业务的集中管理和分发，又确保终端用户数据接收的顺畅，大大提升用户体验；

便于中心及地方的业务扩容，节点数不受中心机房部署限制，能够更好地适应业务多样化和业务流量的变化，使得企业能够快速部署基础设施和业务并尽快推向市场。

为业务提供水平体系的处理能力的共享，通过分布式技术的去中心化自组织特点，使得业务节点的部署范围扩大。

图7 中间件前端分级架构图

省公司云媒体业务接入管理

省中心系统分发的业务，通过HTTP通讯协议，与分中心进行数据交换，获取省中心的应用清单信息和应用信息，提交苏州中心业务平台系统审核后，导入苏州中心业务分发系统统一发布。

苏州业务分发管理

苏州的中心业务分发系统可统一向县市系统分发业务，统计业务运维状况，管理业务分类、上下线情况，对分发任务回馈信息进行跟踪上报。

苏州中心系统可以根据县市的运营需求，调整中心系统向指定县市系统分发的业务策略，实时更新业务上线情况或业务分类，满足灵活定制的要求。

县市业务接入管理

县市本地系统除自主审核和导入中心（分中心）系统分发的业务以外，还可以直接导入本地上线的业务应用。通过本地业务接入管理，对中心分发的业务及本地导入的业务进行统一的编排审核，向本地终端用户进行业务发布。