IPTV质量监测平台技术规范书.doc
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IPTV服务质量监测平台扩容工程
技术建议书
赛特斯网络科技有限责任公司
2011年05月
赛特斯网络科技有限公司
目录
1 概述 4
2 赛特斯iSA系统解决方案 4
2.1 系统描述 4
2.2 系统技术方案 5
2.3 iSA系统硬件结构介绍 6
2.4 iSA系统软件结构介绍 8
2.4.1 数据采集层 8
2.4.2 数据处理层 9
2.4.2.1 资源管理模块 9
2.4.2.2 告警模块 9
2.4.2.3 故障定位模块 11
2.4.2.4 性能管理模块 12
2.4.2.5 模拟拨测（点播和ping/tracroute） 13
2.4.3 数据展现层 13
2.4.3.1 告警及故障管理 13
2.4.3.2 性能管理 13
2.4.3.3 统计分析和报表 14
2.4.4 安全管理 17
2.4.4.1 概述 17
2.4.4.2 角色管理 17
2.4.4.3 用户管理 17
2.4.4.4 权限管理 17
2.4.4.5 用户行为控制 18
2.4.4.6 系统日志管理 18
2.5 系统监测内容 18
2.5.1 视频源监测 20
2.5.1.1 功能需求 20
2.5.1.2 功能特征 20
2.5.1.2.1 集中的监控所有监控节点视频流 20
2.5.1.2.2 深入的分析每一视频流质量 20
2.5.1.2.3 完整的监测报告及历史监控记录查询 21
2.5.1.2.4 IPTV监控系统需要提供完整的报表功能，帮助用户进行IPTV网络质量统计，了解整个IPTV网络业务质量的整体趋向，并可作为评判网络质量及运维质量的标准。
21
2.5.1.3 指标参数 21
2.5.1.3.1 视频流统计 21
2.5.1.3.2 视频分组传输 21
2.5.1.3.3 视频流帧 21
2.5.1.3.4 TR101-290质量指标 22
2.5.1.3.5 视频传输MDI指标 23
2.5.1.3.6 其它参数 24
2.5.2 终端监测 25
2.5.2.1 机顶盒信息监测 25
2.5.2.1.1 视频流状态监测 25
2.5.2.1.2 系统信息监测 26
2.5.2.1.3 机顶盒报警 26
2.5.2.2 EPG交互监测 26
2.5.2.2.1 功能描述 26
2.5.2.2.2 监测参数：
27
2.5 数据采集系统对外接口 27
2.5.1 用户操作维护界面 27
2.5.2 综合告警平台接口 27
2.5.3 北向接口 27
2.5.4 通用标准接口 28
2.6 系统易扩展性、可靠性 28
2.6.1 接口标准性、一致性 28
2.6.2 开放性、灵活性 28
2.6.3 模块化、兼容性 28
2.6.4 可用性、容错性、可靠性 28
1概述
现阶段，IPTV平台趋于成熟、技术先进、内容丰富、功能便捷，可以满足用户的个性化、便捷化、交互式需求和公司业务转型的要求。
由于IPTV是电视类的媒体业务，用户希望得到如同有线电视的服务水平，包括频道切换速度、节目的图像质量、播放的流畅性等。
而传统的宽带业务质量监测侧重于数据链路层和网络层的监测，无法直接反映用户对IPTV业务的主观感受，因此不能满足IPTV质量监测的需求。
随着IPTV用户逐渐增长，IPTV网络建设、管理和维护中的问题逐渐的显现出来，十分迫切地需要一整套全面的IPTV测试技术体系和解决方案，在IPTV设备和网络上统筹、有效地对IPTV各项指标进行测量，不断增强网络设备的性能、迅速诊断和解决网络故障、优化网络性能，从而改善和提高IPTV用户体验质量。
针对IPTV的质量监测需求，赛特斯网络科技提出了一种采用分布式部署与集中管理相结合的专门用于IPTV的监测系统方案，该方案具有监测功能丰富、可扩展性强等优点，可满足IPTV业务质量监测的需要。
该系统的主要功能模块是：
Ø业务平台侧对直播频道的质量监测
Ø用户端机顶盒的质量监测
Ø将以上得到的信息结合机顶盒连接的拓扑结构，进行智能化和相关性分析，以提供精确的用户收视质量信息、故障定位、系统状态和统计信息。
真正实现了从用户到媒体播放源之间端到端的视频质量监测和全系统相关性分析，提供了单个仪器设备无法提供的解决问题的有效信息。
2赛特斯iSA系统解决方案
CertusNetiSA®IPTV业务质量监测系统（下简称为iSA系统）是一个崭新的视频内容监控系统，采用业内领先的视频质量测量技术，实时跟踪监控客户视频网络中的各项健康指标，汇总统计分析影响用户QoE体验的各类事件、收视状况，真正实现了从用户到媒体播放源之间端到端的视频质量监测和全系统相关性分析。
该系统具有监测功能丰富、可扩展性强等优点，可满足IPTV业务大规模部署的要求，力求协助运营商打造可靠稳定、响应迅速、绿色环保、可演进的网络。
2.1系统描述
iSA系统是采用内嵌模式（EmbeddedMode）在机顶盒内部嵌入监控模块（STB embedded QosMonitor，STB-QosMon），将机顶盒运行中的业务质量参数记录并上传到IPTV业务质量采集管理平台（IPTV-QCS）。
此模式无需在IPTV系统中添加新的监测设备，同时能将所有监测的机顶盒状态以及IPTV业务使用情况反映到IPTV-QCS平台，能够实时全面的反应用户使用状况，进行故障分析定位,跟踪以及IPTV用户行为分析统计。
iSA系统中的管理服务器（IPTV-QMS）从IPTV-QCS对IPTV业务各个方面（比如EPG,视频源,节目频道等）的参数进行汇总分析,并实时显示出当前管辖内的各个区域的IPTV业务服务质量。
从宏观上和全局上显示管辖范围内的IPTV业务运行状况以及服务质量。
iSA系统无需在IPTV业务系统中增加新的监测设备，仅需对IPTV机顶盒进行软件升级，便于系统部署与实施，具有投入小、部署快的特点。
2.2系统技术方案
该IPTV业务服务质量保障系统在OSI的7层模型之上建立了一种可供参考的IPTV业务质量的参数模型。
图3-1展示了该模型与IPTV协议栈之间的对应关系。
图3-1IPTV业务质量模型和IPTV协议栈的关系
如图3-1所示，IPTVQoE的参数模型覆盖了OSI7层模型的所有层次。
其中，客观QoE相关的分层质量对应于IPTV的协议栈中各个协议，各层次的质量参数可以通过采集对应的协议及其字段获得。
本系统中客观QoE包含以下几方面的内容：
r内容质量和业务控制质量：
主要指直播频道、时移节目、VOD节目、图片、文字等内容的品质和业务控制的性能指标。
例如对于直播频道质量，需要采集和分析媒体编码参数、分辨率参数等；对于业务控制质量，需要采集HTTP和RTSP请求的响应速度、页面数据呈现完整度、组播加入/退出的时延等。
r流媒体质量：
主要指流媒体传输层的性能指标，以采用MPEG2TS协议传输IPTV节目为例，DVB系统测试标准TR101-290根据各参数对质量影响的程度不同，定义了3个级别，每个级别分别对应一组质量参数，这些参数同样可供采用MPEG2TS协议的IPTV系统参考，例如需要采集第一级别中的同步错误字段（syncloss）、包识别丢失（PIDmissing），第二级别中的数据传输错误（transporterror）、节目参考时钟抖动错误（PCR，jittererror）等参数。
如果采用RTSP作为VOD节目的流控制协议，则要采集RTSP信令参数。
r网络传输层质量：
主要指网络传输层相关协议的性能指标，包括TCP/UDP的重传次数，在采用了RTP的情况下，需要监测RTP丢包率、RTP抖动等。
r网络层质量：
主要指传统IP网络层的性能指标，根据ITU-TY。
1540建议，主要为IP丢包率、IP包时延、IP包抖动及其相关参数。
r链路层质量：
根据不同的链路层类型，需要采集不同的性能指标。
由于这个层次的质量保障是面向全业务而不仅仅是IPTV业务，在现有网络中已有专门质量监测的系统来进行链路层的质量监控。
本系统中主观QoE主要是指视频质量主观体验。
QoE是QualityofExperience的简称，是从普通用户体验的角度评定设备或网络的性能，而不是采用业界通常使用的各种专业指标，比如时延、丢包率和抖动等。
由于其良好的结果直观性，并容易被非专业人士理解，所以QoE的各种指标得到了广泛认可和应用。
MOS：
平均意见得分（MeanOpinionScore），反映QoE参数的重要指标。
MOS概念最初是一种提供在线路终端（特别是以互联网为代表的语音通讯）的语音质量的量化测量的方法。
此种机制采用算术平均处理以获取系统运行状况的量化指标的主观测试（意见分数）。
基于MOS概念，ITUFOCUSGROUPonIPTV推荐MOS_V（MeanOpinionScoreforVideo）作为客观的视频质量评定指标。
MOS_V（MeanOpinionScoreforVideo）是将图像质量划分为0~5的等级来评定图像质量的好坏，评定视频质量时综合考虑丢包率，抖动和编码类型等多种客观因素（模型如图2-2所示）
图2-2IPTV业务主观QoE评估模型
本系统对MOS_V进行创新性扩展，在MOS_V的基础上增加对用户收视的主观感知进行建模分析。
本系统认为对于IPTV业务而言，对用户体验造成影响的主要有三部分：
网络传输质量、视频源质量以及用户的主观感受，MOS旨在合理地整合这上述三者，模拟出真实用户收看视频时的体验情况。
2.3iSA系统硬件结构介绍
ISA系统由几大部分组成：
采集服务器（iSA-QCS）、管理服务器（iSA-QMS）、视频分析仪（iSA-VA）。
图3-3iSA系统平台硬件结构示意图
riSA管理服务器（QualityManage-mentServer）
u采用B/S架构，提供统一的GUI登陆入口
u汇总各地区的IPTV业务服务质量信息，以便对各地市IPTV业务服务质量进行横向和纵向比较
u提供了完整的报表功能，以便对各个IPTV服务质量进行对比，了解整个IPTV网络业务质量的整体趋向，并可作为评判网络质量及运维质量的标准
riSA采集服务器（QualityCollectionServer）
u通过SNMP方式获取承载网的各级设备信息，实现对承载网所提供的传输相关性能指标监测
u在用户收看IPTV业务出现异常时进行告警提示，并综合视频监控子系统以及承载网拓扑结构等各方面进行故障分析定位；
u提供完整的报表功能，帮助更充分的了解IPTV网络现状及业务质量的整体趋向，包括用户侧的体验感受及业务平台的运行状况，并可作为评判网络质量及运维质量的标准
riSA视频分析仪（VideoAnalyzer）
u集中监控所有监控节点包括机顶盒和视频源的视频流播放状况；
u提供完整的网络层质量分析并以图形化的方式显示出来，帮助用户分层的进行故障排查，以迅速解决问题，提高效率
riSA机顶盒质量监测模块（QosMon）
u实时监测机顶盒收看的视频流，包括反映QoS的参数VSTQ、Loss、MDI等和反映QoE的参数MOS，以及视频流的详细参数信息；
u实时监测机顶盒收视的操作行为，分析IPTV业务的质量状况（如频道切换时长、页面响应时长等），以及各业务使用行为或各节目收看行为等
2.4iSA系统软件结构介绍
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2.4.1数据
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