IPTV质量监测系统技术要求Word文件下载.docx

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图1　IPTV用户体验质量阻碍因素

　　IPTV业务质量是指对IPTV用户主观感受产生阻碍的客观性能指标。

DSL论坛TR-126报告的研究结果说明，对IPTV用户主观感受（视频MOS评分）产生阻碍的客观性能指标要紧与视频保真度（即视频音频质量）和业务互动性相关。

IPTV业务由数据面和操纵面一起完成，其中数据面阻碍视频音频质量，操纵面阻碍业务互动质量。

视频音频质量要紧有以下几个方面：

马赛克、图像模糊、边缘失真、颤抖和视觉噪声，音视频不同步等。

IPTV用户的数量增加、IPTV业务网元负荷的增加和其它业务流量同IPTV彼此争夺有限的网络资源，都会对IPTV数据包转发的及时性和准确性产生重大阻碍。

由此致使的传输层错误（包括数据包丢失和序列错误、延迟和抖动等），会对视频质量造成各类有害的影响。

业务互动质量包括以下几个方面：

业务可用性，业务交互速度等。

用户互动质量与IPTV应用的靠得住性和传输网络的及时性紧密相关。

　　IPTV质量监测系统是对IPTV业务质量指标进行监测的系统，如图2所示。

图中虚线框所包括部份为IPTV质量监测系统所监测指标，要紧对业务整体质量评判指标和传输指标进行监测两个层面进行监测。

IPTV业务整体质量是业务因素、传输因素和应用因素综合阻碍的结果，其评判指标可分为业务可用性评判指标、业务互动性能评判指标和业务利用性能评判指标。

传输质量指标主若是监测网络传输时可能发生的丢包、时延和抖动等对用户主观感受的阻碍。

媒体传输质量指标包括MPEGTS健康指标、媒体流传送指标MDI和RTP、IP传输相关指标。

图2IPTV质量监测指标

　　业务整体质量评判指标

　　业务整体质量可测量的指标可分为三类：

业务可用性指标，业务互动性能指标和业务利用性能指标。

等其中业务可用性指标可由网络认证的成功（失败）率、业务认证的成功（失败）率、加入组播组成功（失败）率、视频单播申请成功（失败）率、HTTP请求成功（失败）率等指标衡量；

业务互动性能指标可由单播业务响应时刻、频道切换时刻、Web阅读反映速度等指标衡量；

业务利用性能指标包括视频播放断流次数等指标。

　　　传输质量评判指标

　　　MPEGTS健康指标

　　IPTV利用MPEGTS传输码流在IP网络上承载和传送视频大体流（ES），TS码流中包括了各类用于视频流解码所必需的信息内容。

由于MPEGTS流的损伤会直接阻碍机顶盒的正常解码和视频质量，因此TS流的健康状况监测对保障IPTV用户体验质量十分重要。

ETSITR101290标准对MPEGTS流的健康指标进行了详细的概念，需按ETSITR101290标准对IPTV上的MPEGTS流进行的监测。

　　　媒体交付指标（MDI）

　　为了反映IP传输网损伤对IPTV媒体质量的阻碍，IETFRFC4445标准概念了媒体交付指标MDI（也可叫做媒体流传输质量指标），MDI直接面向媒体包进行测量。

　　在MDI标准中概念了两个参数，即延迟系数（DF）和媒体丢包速度（MLR）。

因此，通常MDI由两个数字显示，并用冒号隔开。

例如：

:

（DF:

MLR）代表时延系数为毫秒，媒体丢包速度包/秒。

　　延迟因素（DF），当IP数据包在网络中传输时，会被各类网络设备进行排序、路由和转发，和网络瞬时拥塞会致使数据通过网络的时延转变，产生时延抖动。

由于抵达的IPTV数据流的瞬时速度与机顶盒的处置速度不一致，那么数据包必需先在机顶盒中进行适当的缓冲后，然后在再以恒定的速度送至视频解码引擎。

抖动越严峻，需要排除抖动的缓冲器就越大。

可是，采纳较大缓冲器的代价是引入较大的延迟。

另外，由于缓冲器的大小有限，过大的抖动会致使缓冲器上溢或下溢，从而致使媒体数据包的丢失，用户看到的视频就会时断时续，而且图像显现失真。

而当网络设备和解码器的缓冲区容纳的视频内容时刻不小于被测视频流DF读数时，将可不能显现视频播放质量的下降。

因为网络节点需要分派不小于DF值的缓冲用于滑腻视频流抖动，因此DF的最大值为视频内容通过该网络节点的最小延迟。

　　MDI的DF是一个时刻值，它表示缓冲器必需包括多少毫秒的数据才能排除抖动。

延迟系数可反映视频是不是会显现图像失真，从而在必然层面取得用户体验质量。

延迟系数还可确信每一个网元在视频流传输途径中的阻碍。

通过比较流入设备的DF与流出设备的DF，可确信该设备是不是注入过量的抖动以至于阻碍视频传输。

依照机顶盒缓冲区的大小，可同意的延迟系数（DF）一样在9毫秒～50毫秒。

　　媒体丢失速度（MLR）能够简单概念为每秒钟丢失（或非正常）的媒体数据包的数量。

对非正常数据包的检测超级重要，因为许多设备往往不对接收到的数据包从头排序，而直接将其发送到解码器。

由于视频信息的封包丢失将直接阻碍视频播放质量，并造成视觉失真或异样和不均匀的视频回放，理想的IP视频流传输要求MLR数值为零。

因为具体的视频播放设备对丢包能够通过视频解码中进行补偿或丢包重传，在实际测试中MLR的阈值能够相应调整。

　　MDI可用于定位和表征对媒体质量和用户的体验质量造成不利阻碍的网络故障。

若是在传输网络的中间点跟踪MDI，那么DF和MLR要素在持续网络元素之间的差值能够帮忙迅速隔离潜在的问题或已经存在的损坏。

若是在IPTV数据流途径中的前一跳（Hop）的MLR为零，而通过某路由器后引入了一个较大的MLR，这就明显说明该路由器中存在性能问题，例如缓冲器上溢或数据包受到破坏。

同样，若是延迟系数DF在两个持续跳跃（Hop）中的转变超级明显，表示由于数据包拥塞而造成较长的队列延迟，这种情形还可预警即将发生的数据包丢失。

　　　RTP指标

　　IPTV传输采纳IETFRFC1889RTP协议（实时传输协议）传输多媒体数据流，RTP的抖动是由于传输延迟的不稳固而造成相邻数据包接收时刻距离不稳固。

抖动会引发端到端时延的增加，时延是处置和传输致使数据不能按时抵达的延迟，是阻碍流媒体数据传输的一个要紧因素。

　　时延抖动是指时延转变。

语音、视频业务来讲对时延抖动也很灵敏。

　　RTP丢包率是指一个持续假设干个RTP包以必然的时刻距离在网络中传送时，被丢掉的包所占的百分比。

数据包丢失一样是由网络拥塞引发的。

丢包对IPTV视频音频质量的阻碍较大。

　　　IP指标

　　IP传输质量指标（见表1）用于评判IP层传输质量，并可用于与媒体层传输质量数据进行比较，可缩小传输故障或质量下降缘故的查找范围。

表1　IP指标

3IPTV质量指标监测方式

　　　业务整体质量指标监测方式

　　业务质量评判的各项指标用于对IPTV业务的整体评判，因此，需要长期监测所有效户的业务质量数据，它们的值由IPTV终端（机顶盒）搜集取得。

指标的搜集和计算的大体方式是IPTV终端（机顶盒）在完成业务请求（网络/业务认证、加入组播组、单播申请、HTTP请求等）以后写日记，关于业务可用性指标，需记录发生时刻与结果。

关于业务互动性能指标，需记录发生时刻和各类请求的响应时刻，对业务利用性能视频播放断流次数，机顶盒在视频播放断流时写日记并记录发生时刻。

　　以上各项指标的日记记录由机顶盒网管或质量监测系统按周期搜集，然后汇共计算各个周期内的各项指标的成功（失败）率、平均响应时刻、最大响应时长、总断流次数及平均断流次数。

　　　传输质量指标监测方式

　　传输质量指标与不同的网段和节点相关，因此需要在IPTV网络关键节点和网段部署质量监测探针。

监测点的位置能够依照IPTV网络架构和IPTV运维部门的分工来选取。

一样来讲，IPTV网络结构由视频头端网络、核心网络、IPTV承载网和IPTV的用户端组成，以下位置能够作为监测的重点：

　　●视频头端：

视频源质量的监测点。

任何视频头端显现的问题都是全网的问题。

　　●IPTV传输网入口：

这是IPTV业务与其他业务（数据、语言等）混合前的入口。

监测IP传输网前的视频质量，能够分辨是视频头端的问题或是传输进程中产生的问题。

　　●宽带接入网入口：

这是骨干传输网和接入网的分界点，能够区分是传输网的问题仍是接入网的问题。

　　●部份用户家庭网络入口：

能够区分是传输网接入网的问题仍是客户自身家庭网络的问题。

　　IPTV流媒体数据可通过散布式探针取得，如图3所示。

各个监测节点的探针获取媒体数据的方法要紧有两种，一是对IPTV网络中实际播放的媒体流进行捕捉（被动式测量方式），另外一种是模拟机顶盒行为对不同节目向IPTV业务系统请求并进行播放取得媒体流（主动式测量方式）。

传输质量指标基于取得的流媒体数据分析计算取得。

图3　传输质量监测方式——部署质量监测探针

4IPTV质量监测系统架构

　　IPTV质量监测系统功能要求

　　IPTV质量监测系统要紧功能要求是监测IPTV业务质量指标，并在用户保障时提供诊断测试，快速定位故障发生点和QoS瓶颈。

具体需要实现的功能如下：

　　1）对IPTV网络关键节点和网段业务质量指标进行长期监测。

　　2）对IPTV终端用户的业务质量进行准确的测量，假设关键的业务质量参数发生劣化并超过设定门限时，系统能及时产生告警以通知网络治理保护人员。

　　3）生成业务质量报表为IPTV网络扩容提供依据。

　　4）提供诊断测试功能，可提供一系列故障诊断工具，由上而下地逐层分析造成业务质量指标下降的全然缘故。

　　5）能对IPTV网络的用户体验投诉问题进行故障定位。

　　IPTV质量监测系统结构

　　IPTV质量监测系统结构如图4所示。

为实现IPTV质量监测的功能要求，需要提供散布式部署的探针和监测效劳器/客户端，和从设备网管中获取相关网元的告警、QoS数据。

另外需提供独立的手持式设备用于上门检测质量数据或排障。

5终止语

　　IPTV质量监测系统在业内的进展相对处于起步时期，仍有许多薄弱的地址。

中国通信标准化协会组织了要紧IPTV设备提供商制定“IPTV质量监测系统技术要求”等相关标准，期待借此吸引更多有识之士的关注，以完善整个产业链，提高IPTV乃至整个三网融合业务的用户体验。