近年来,网络技术的发展极大地推动着互联网、电信网和数字电视网的融合进程。作为拥有终端用户最多,使用最为普及的有线电视网络在三网融合进程中无疑将发挥极为重要的作用。随着业务融合不断地深入,纯粹的传统单向电视广播业务已不能满足用户的需求。有线电视网络上的业务已从单一的传统音视频电视节目广播向单向音视频广播、单向数据广播业务以及双向音视频点播、交互数据业务等多业务共存的方向发展。新一代有线电视网络作为原设计为广播传输模式的网络,其上下行带宽具有显著的不对称性。这种不对称性具体体现在两个方面:第一,上下行带宽的差异;第二,信息需求的共性和个性的差异。因此在设计新型数据业务支撑和实现时,在借鉴互联网、电信网经验的基础上,需结合有线网络及其业务自有特征进行深入研究。本文以国家广播电影电视总局“海南有线电视双向业务应用试验系统及终端研制”课题为研究背景,主要研究在双向有线电视网络中数据业务的关键问题和解决问题的关键技术,包括单向数据广播及其终端接收算法、交互数据业务及其调度策略、元数据设计的研究与应用。在数据广播业务中,数据通过轮播方式下发,用户需要在最短时间内收到所需数据。为了满足这一需求,本文提出了一种数据广播终端内存置换算法LRU-G。基于浏览器的数据广播系统,在前端为待传输的树型文件系统构建有向图模型,并将其转移矩阵播发到终端;终端提出了基于有向图的LRU-G内存置换算法。相比LRU和LIX算法,LRU-G能够有效提高命中率,降低等待时间,改善用户体验。对于海量高速数据广播业务来说,如何在一个周期内收全所有的数据是系统目前关注的主要问题。本文提出了一种终端处理高速海量数据的策略,包括缓存、多线程和断点续传机制。该算法能够提高系统终端的下载速度及降低丢包率,通过对比试验,证明了这种软件策略的优越性。基于DOCSIS双向有线电视网络上新兴的交互数据业务,需要结合有线电视网络的特点进行研究。本文提出了一种通过数据广播下发P2P内容索引的复合P2P拓扑结构及在该拓扑结构下的按需广播算法PRLS。数据广播器加P2P中央服务器这一拓扑结构,利用广播空闲信道对用户请求进行应答,提高带宽利用率。按需广播算法PRLS按照资源热度并划分不同长度进行广播,减小用户平均等待时间。在双向数据业务推进的过程中,一个关键性问题就是研究元数据系统,定义新的业务规范。本文设计了一种采用了MPEG-21统一框架下的元数据融合模型,实现了通过数字电视节目内容触发交互数据业务,具有一定的新颖性。本业务已在海南省实际运营。目前海南有线电视双向业务应用试验系统及终端项目已经完成,并在海南省内示范应用,本文的研究成果已经得到实际的应用。