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摘要：对卫星IP over DVB-S单向传输模式终端接收系统、IP数据的维护问题进行理论研究，详细介绍了单向远程终端站点系统与数据维护的关键技术，提出可行性解决方案，弥补了现代远程教育卫星单向站点存在的不足之处。
关键词： DVB-S；单向传输；远程教育；数据维护
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0248-03
Abstract： Conduct theoretical research on the terminal receiving system of satellite IP over DVB-S one-way transmission mode and IP data maintenance. The key technologies of one-way remote terminal site system and data maintenance are elaborated， so as to put forward feasible solutions that address the deficiencies of satellite one-way sites for modern distance education.
Key words： DVB-S；one-way transmission；distance education； data maintenance
IP over DVB-S使得IP数据能够通过卫星传输到远程终端，由于卫星传输方式具有覆盖面积大、数据传输速都快、接收终端配置环境要求低等特点，使之成为IP数据远距离传输的重要手段，广泛用于现代远程教育工程。根据卫星远教模式[1-2]的不同特点，国内大部分远程站点都采用建设成本相对较低的单向传输模式。但是卫星IP over DVB-S单项传输模式有优点也存在问题，如软件升级、应用数据恢复和更新等IP数据维护的问题，否则接收系统无法长期正常工作，也就无法完成预定任务。农村党员干部现代远程教育基层终端站点多数建设在乡、村两级，农村信息技术人员匮乏，操作员多为农民，计算机知识水平有限，致使信息技术素养相对较低的农村用户更难以掌握[3-4]。
所以终端站点的系统和数据维护问题成了比较关键的问题，本文在新疆党员远程教育支撑平台“汉维哈昆仑Linux”[5-6]上，对基于IP over DVB-S单向传输模式的终端系统与数据维护问题进行理论研究，提出可行策略与方法，最终实现远程终端系统、应用软件的升级和相关配置文件等数据更新。
1 概述
1.1 DVB-S
DVB-S（Digital Video Broadcasting via Satellite），即数字卫星视频广播标准，对信源编码进行了统一，该标准定义了一套完整的卫星传输的数字电视系统规范，音视频的编码压缩采用ISO/IECMPEG-2标准[7]。把MPEG-2码流打包成TS流，进行信道编码和数字调制后通过卫星传输[8]。我国除中星九号传输的频道使用自有的ABS-S制式外，其他的卫星电视频道均以DVB-S传输。
1.2 IP over DVB-S
IP over DVB-S把IP技术与DVB-S技术结合起来，将IP数据报封装到MPEG-2传输流中，通过DVB-S网络进行传输[9-12]。卫星通信网具有覆盖面积大、接收端环境要求低、实时传输等优点，使之成为IP数据远距离传输的重要手段，是对IP网络的有效补充。数据进行单向传输。由于是单向传输接收系统无法实现本地信息反馈，所以不能像互联网和有线传输系统等双向系统一样，远端和终端实时通信，很容易实现信息交互，实现IP数据的维护。
2 远程终端维护关键技术
由于单向传输的环境所限，接收终端和发送端无法实现交互，因此，在发送端直接发送升级包，在接收终端开辟专用存储空间和目录用于存储升级包，在接收端接收IP数据时，一并接收升级包。如图1所示：
通过现有播发系统，我们以ZIP为升级包的格式，制定了播发端升级包的制作规范，实现了升级包安装程序。在播发端将升级包的MD5值植入ZIP文件的COMMENT属性，对升级包进行唯一性标识；在客户端获取并清除升级包的COMMENT值，来进行MD5校验升级包的完整性和唯一性，并通过“守护进程”完成升级包的校验、解压以及升级日志等操作，最终完成远程终端系统升级与应用程序更新等任务。
2.1发送端
发送端主要播发音视频类文件以及其他类型的文件，发送端由三个主程序组成：系统文件播发程序、视频播发程序和文件播发程序。分别将系统信息文件、视频直播和文件向远程终端进行推送[13-15]。
发送端采用循环播发机制[16-17]，以保证远程终端在任何时间启动，都可以接收到升级包。升级文件格式指定为ZIP压缩格式，在发送端发送升级包之前，对升级包进行重命名处理，并将升级包MD5值植入升级包的COMMENT属性中，方便客户端进行文件完整性校验。
2.2 接收端
接收端检测到有升级包下发后，将文件接收到指定的”/satelite”目录下，接收完成后，对升级包首先进行正确性检测，如果正确，获取升级包的COMMENT值，然后置空升级包该属性的值，最后获取升级包的MD5值进行对比，如果COMMENT值与MD5值相等，则升级包接收正常，可以执行安装。升级包解压、校验和升级日志等操作由守护进程来完成。
2.3 升级安装程序
升级包安装程序主要由升级执行程序和升级相关操作的“守护进程”组成，分别完成升级脚本的执行和升级包检测、校验、升级日志等操作。 在接收终端预设升级侦测程序，我们将升级程序的执行加入系统的rc.local，在开机状态下，系统启动后，加载完内核，完成初始化后，在rc.local中，则会调用升级程序，获取升级标志位的值，判断是否有可用的升级，如果升级标志位为1，则表示有可用的升级，则执行升级程序，在启动动画界面显示系统正在升级，升级完成后，将升级标志位置为“1”，完成升级后系统重启完成本次升级；如果升级标志位为0，则表示无可用的升级，进入普通运行状态，系统正常启动。
2.4 守护进程
守护进程主要完成升级包检测、校验、升级日志等操作。
守护进程随接收终端系统启动，在系统运行阶段，每隔1秒，侦测一次升级包，如果侦测到本地有升级包存在，则通过接收到的升级文件MD5值与日志文件中历史升级记录的MD5进行比对，若重复且升级标志位为“0”，则删除已接收的升级文件；否则，调用log_operater（）函数，将MD5值写入日志文件，并将升级标志位置为“1”，则解压升级包文件到 “/satelite/update/”目录下，由zip_operater（）函数完成此操作。开机过程中，在 rc.local中通过调用升级程序进行升级操作。
2.5 升级包制作规范
制定升级包的制作规范，一方面由于接收端远程终端系统与播发端不能进行双向通信，使播发端下发的升级包无法通过交互完成升级包在传输过程中是否完整的在接收端完整接收，没有出现丢包现象；另一方面，避免因为人员代码编写不规范造成的不该出现的错误所造成的升级包无法正确安装的问题，所以制定此制作标准。
制作规范：
1） 升级包格式：升级包采用ZIP压缩格式，采用UTF-8编码；
2） 升级包组成：“文件夹 Shell脚本”，文件夹名称固定为“ufiles”，Shell脚本名称固定为“update.sh”；
3） 升级包路径：路径固定为“/satelite/update/（‘update.sh’ ‘ufiles/’）”；
4） 安装校验：通过执行“sh -vx /satelite/update.sh”对update.sh进行校验，确保脚本执行无错误；
5） 升级包MD5值入：将升级包的MD5值植入到升级包的COMMENT属性中；
3 结束语
基于IP over DVB-S单向传输模式的远程终端系统与数据维护技术的研发，完成了单向传输条件下的远程无交互方式维护方法，为终端站点系统与数据的快速、简单、无需人工干预的维护与恢复提出可行策略与方法，解决长期以来困扰卫星单向传输模式下进行远程传输时实现软件大面积升级的难题，保证了通过卫星通道传输方式建立的系统既能够发挥卫星传输模式的优势，弥补了现代远程教育卫星单向站点存在的不足之处。从而更好的保障基于卫星传输模式的远程教育工程的顺利实施，又能确保终端站点的长期稳定运行。
参考文献：
[1]赵军，尹俊.卫星远程教育不同模式应用总结分析[J].中国新通信，2014（11）：79-80.
[2]吕晓峰.基于卫星通信实现现代远程教育的研究[D].北京：北京邮电大学，2010.
[3]吴向前，吴和敏.党员干部现代远程教育技术培训教程[M].新疆大学出版社，2007.
[4]刘义光.我国远程高等教育政策体系框架初探[J]中国远程教育，2004，（01）.
[5]王亮亮，杨琴，芮雪.基于Linux及开源软件的新疆农村党员干部现代远程教育[J]. 计算机应用与软件，2014（02）.
[6]杨琴，王亮亮，芮雪.基于DVB-S的汉维哈Linux远程教育支撑平台设计[J].计算机与现代化，2016（02）.
[7]余兆明等编著.MPEG标准及其应用[M].北京邮电大学出版社，2002.
[8]Sooriyabandara M，Fairhurst G. A Lightweight Encapsulation Protocol for IP over MPEG-2 Networks：Design，Implementation and Analysis Computer Networks. 2005.
[9]李杰，马建国.基于DVB-S的IP数据业务实现机制研究[J].西南科技大学学报，2003，18（01）：1-6.
[10]刘明亮.基于DVB-S的文件广播系统设计与实现[D].华中科技大学2005.
[11]刘广山.基于DVB-S的数据广播系统[D].山东大学，2005.
[12]谢振新，刘凯，刘卫忠.基于DVB-S2的卫星直播系统[J].广播与电视技术，2006（11）.
[13]Mojab，D.
关键词： DVB-S；单向传输；远程教育；数据维护
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0248-03
Abstract： Conduct theoretical research on the terminal receiving system of satellite IP over DVB-S one-way transmission mode and IP data maintenance. The key technologies of one-way remote terminal site system and data maintenance are elaborated， so as to put forward feasible solutions that address the deficiencies of satellite one-way sites for modern distance education.
Key words： DVB-S；one-way transmission；distance education； data maintenance
IP over DVB-S使得IP数据能够通过卫星传输到远程终端，由于卫星传输方式具有覆盖面积大、数据传输速都快、接收终端配置环境要求低等特点，使之成为IP数据远距离传输的重要手段，广泛用于现代远程教育工程。根据卫星远教模式[1-2]的不同特点，国内大部分远程站点都采用建设成本相对较低的单向传输模式。但是卫星IP over DVB-S单项传输模式有优点也存在问题，如软件升级、应用数据恢复和更新等IP数据维护的问题，否则接收系统无法长期正常工作，也就无法完成预定任务。农村党员干部现代远程教育基层终端站点多数建设在乡、村两级，农村信息技术人员匮乏，操作员多为农民，计算机知识水平有限，致使信息技术素养相对较低的农村用户更难以掌握[3-4]。
所以终端站点的系统和数据维护问题成了比较关键的问题，本文在新疆党员远程教育支撑平台“汉维哈昆仑Linux”[5-6]上，对基于IP over DVB-S单向传输模式的终端系统与数据维护问题进行理论研究，提出可行策略与方法，最终实现远程终端系统、应用软件的升级和相关配置文件等数据更新。
1 概述
1.1 DVB-S
DVB-S（Digital Video Broadcasting via Satellite），即数字卫星视频广播标准，对信源编码进行了统一，该标准定义了一套完整的卫星传输的数字电视系统规范，音视频的编码压缩采用ISO/IECMPEG-2标准[7]。把MPEG-2码流打包成TS流，进行信道编码和数字调制后通过卫星传输[8]。我国除中星九号传输的频道使用自有的ABS-S制式外，其他的卫星电视频道均以DVB-S传输。
1.2 IP over DVB-S
IP over DVB-S把IP技术与DVB-S技术结合起来，将IP数据报封装到MPEG-2传输流中，通过DVB-S网络进行传输[9-12]。卫星通信网具有覆盖面积大、接收端环境要求低、实时传输等优点，使之成为IP数据远距离传输的重要手段，是对IP网络的有效补充。数据进行单向传输。由于是单向传输接收系统无法实现本地信息反馈，所以不能像互联网和有线传输系统等双向系统一样，远端和终端实时通信，很容易实现信息交互，实现IP数据的维护。
2 远程终端维护关键技术
由于单向传输的环境所限，接收终端和发送端无法实现交互，因此，在发送端直接发送升级包，在接收终端开辟专用存储空间和目录用于存储升级包，在接收端接收IP数据时，一并接收升级包。如图1所示：
通过现有播发系统，我们以ZIP为升级包的格式，制定了播发端升级包的制作规范，实现了升级包安装程序。在播发端将升级包的MD5值植入ZIP文件的COMMENT属性，对升级包进行唯一性标识；在客户端获取并清除升级包的COMMENT值，来进行MD5校验升级包的完整性和唯一性，并通过“守护进程”完成升级包的校验、解压以及升级日志等操作，最终完成远程终端系统升级与应用程序更新等任务。
2.1发送端
发送端主要播发音视频类文件以及其他类型的文件，发送端由三个主程序组成：系统文件播发程序、视频播发程序和文件播发程序。分别将系统信息文件、视频直播和文件向远程终端进行推送[13-15]。
发送端采用循环播发机制[16-17]，以保证远程终端在任何时间启动，都可以接收到升级包。升级文件格式指定为ZIP压缩格式，在发送端发送升级包之前，对升级包进行重命名处理，并将升级包MD5值植入升级包的COMMENT属性中，方便客户端进行文件完整性校验。
2.2 接收端
接收端检测到有升级包下发后，将文件接收到指定的”/satelite”目录下，接收完成后，对升级包首先进行正确性检测，如果正确，获取升级包的COMMENT值，然后置空升级包该属性的值，最后获取升级包的MD5值进行对比，如果COMMENT值与MD5值相等，则升级包接收正常，可以执行安装。升级包解压、校验和升级日志等操作由守护进程来完成。
2.3 升级安装程序
升级包安装程序主要由升级执行程序和升级相关操作的“守护进程”组成，分别完成升级脚本的执行和升级包检测、校验、升级日志等操作。 在接收终端预设升级侦测程序，我们将升级程序的执行加入系统的rc.local，在开机状态下，系统启动后，加载完内核，完成初始化后，在rc.local中，则会调用升级程序，获取升级标志位的值，判断是否有可用的升级，如果升级标志位为1，则表示有可用的升级，则执行升级程序，在启动动画界面显示系统正在升级，升级完成后，将升级标志位置为“1”，完成升级后系统重启完成本次升级；如果升级标志位为0，则表示无可用的升级，进入普通运行状态，系统正常启动。
2.4 守护进程
守护进程主要完成升级包检测、校验、升级日志等操作。
守护进程随接收终端系统启动，在系统运行阶段，每隔1秒，侦测一次升级包，如果侦测到本地有升级包存在，则通过接收到的升级文件MD5值与日志文件中历史升级记录的MD5进行比对，若重复且升级标志位为“0”，则删除已接收的升级文件；否则，调用log_operater（）函数，将MD5值写入日志文件，并将升级标志位置为“1”，则解压升级包文件到 “/satelite/update/”目录下，由zip_operater（）函数完成此操作。开机过程中，在 rc.local中通过调用升级程序进行升级操作。
2.5 升级包制作规范
制定升级包的制作规范，一方面由于接收端远程终端系统与播发端不能进行双向通信，使播发端下发的升级包无法通过交互完成升级包在传输过程中是否完整的在接收端完整接收，没有出现丢包现象；另一方面，避免因为人员代码编写不规范造成的不该出现的错误所造成的升级包无法正确安装的问题，所以制定此制作标准。
制作规范：
1） 升级包格式：升级包采用ZIP压缩格式，采用UTF-8编码；
2） 升级包组成：“文件夹 Shell脚本”，文件夹名称固定为“ufiles”，Shell脚本名称固定为“update.sh”；
3） 升级包路径：路径固定为“/satelite/update/（‘update.sh’ ‘ufiles/’）”；
4） 安装校验：通过执行“sh -vx /satelite/update.sh”对update.sh进行校验，确保脚本执行无错误；
5） 升级包MD5值入：将升级包的MD5值植入到升级包的COMMENT属性中；
3 结束语
基于IP over DVB-S单向传输模式的远程终端系统与数据维护技术的研发，完成了单向传输条件下的远程无交互方式维护方法，为终端站点系统与数据的快速、简单、无需人工干预的维护与恢复提出可行策略与方法，解决长期以来困扰卫星单向传输模式下进行远程传输时实现软件大面积升级的难题，保证了通过卫星通道传输方式建立的系统既能够发挥卫星传输模式的优势，弥补了现代远程教育卫星单向站点存在的不足之处。从而更好的保障基于卫星传输模式的远程教育工程的顺利实施，又能确保终端站点的长期稳定运行。
参考文献：
[1]赵军，尹俊.卫星远程教育不同模式应用总结分析[J].中国新通信，2014（11）：79-80.
[2]吕晓峰.基于卫星通信实现现代远程教育的研究[D].北京：北京邮电大学，2010.
[3]吴向前，吴和敏.党员干部现代远程教育技术培训教程[M].新疆大学出版社，2007.
[4]刘义光.我国远程高等教育政策体系框架初探[J]中国远程教育，2004，（01）.
[5]王亮亮，杨琴，芮雪.基于Linux及开源软件的新疆农村党员干部现代远程教育[J]. 计算机应用与软件，2014（02）.
[6]杨琴，王亮亮，芮雪.基于DVB-S的汉维哈Linux远程教育支撑平台设计[J].计算机与现代化，2016（02）.
[7]余兆明等编著.MPEG标准及其应用[M].北京邮电大学出版社，2002.
[8]Sooriyabandara M，Fairhurst G. A Lightweight Encapsulation Protocol for IP over MPEG-2 Networks：Design，Implementation and Analysis Computer Networks. 2005.
[9]李杰，马建国.基于DVB-S的IP数据业务实现机制研究[J].西南科技大学学报，2003，18（01）：1-6.
[10]刘明亮.基于DVB-S的文件广播系统设计与实现[D].华中科技大学2005.
[11]刘广山.基于DVB-S的数据广播系统[D].山东大学，2005.
[12]谢振新，刘凯，刘卫忠.基于DVB-S2的卫星直播系统[J].广播与电视技术，2006（11）.
[13]Mojab，D.