1、精選文檔· IPTV視頻質量端到端監測系統技術規范一、IPTV進展隨著近幾年在業務融合、技術、標準以及商業模式等方面的摸索，IPTV業務在中國開頭逐步成熟并進入到規模商用階段。IPTV作為一種電信級業務，要達到大規模應用需要有效的業務質量保障。由于IPTV是電視類的媒體業務，用戶期望得到猶如有線電視的服務水平，包括頻道切換速度、節目的圖像質量、播放的流暢性等。而傳統的寬帶業務質量監測側重于數據鏈路層和網絡層的監測，無法直接反映用戶對IPTV業務的主觀感受，因此不能滿足IPTV質量監測的需求。本文針對現有監測方案的不足，提出了一種接受分布式部署與集中管理相結合的監測方案，該方案具有監測

2、功能豐富、可擴展性強等優點，可滿足現階段IPTV業務質量監測的需要。二、業務質量定義及模型業務質量（qualityofservice，QoS）術語并不是針對IPTV的，在很多電信業務中都提出QoS要求及相關的QoS保障技術。在ITU-TE.8001標準中，QoS被定義為“反映用戶對業務使用滿足程度的服務性能的綜合效果”。對傳統電信業務而言，QoS通常指網絡性能，尤其是網絡傳輸性能。而由于IPTV是一種上層應用的業務，傳統的QoS無法滿足對最終用戶感受的評估，因此目前業界往往接受體驗質量（qualityofexperience，QoE）一詞來描述面對最終用戶應用的業務質量。QoE在ITU-TP.

3、10/G.1002中被定義為“最終用戶對使用的應用或業務的總體主觀可接受程度”，可見QoE相比QoS更強調最終用戶的業務使用感受。目前尚無國際規范對IPTV業務質量進行完整定義，國際標準組織ITU正在進行IPTVGSI（globalstandardinitial，全球主動標準）工作，以推動全球IPTV標準化進程。其中臨時還沒有對IPTV業務質量進行定義，仍沿用了ITU-TP.10/G.100中對QoE的定義。IPTVGSI也指出，IPTVQoE應當同時包含主觀評估質量和客觀評估質量兩部分內容，前者主要依據人眼視覺系統來評估視頻質量，通過主觀感受來評估體驗質量；后者則可以定義各種客觀指標，并接受

4、相應的測試工具進行測量，具體如圖1所示。圖1目前ITUIPTVGSI規定的QoE定義范圍作者比較贊同ITUIPTVGSI目前對IPTV業務質量的定義，在本文中也接受IPTVQoE來表示IPTV業務質量。當然，從運營商的角度來說不僅僅關懷IPTV業務質量定義，更具實際意義的是如何量化IPTV業務質量，如何建立IPTV業務質量的指標體系以指導現網的質量運維。因此，需要依據IPTV所涉及的技術環節，建立IPTV業務質量的評估模型。圖2參考OSI的7層模型，給出了一種可供參考的IPTV業務質量的參數模型，并呈現了與IPTV協議棧之間的對應關系。圖2IPTV業務質量模型與OSI7層模型和IPTV協議棧的

5、關系如圖2所示，IPTVQoE的參數模型掩蓋了OSI7層模型的全部層次。其中，客觀QoE相關的分層質量對應于IPTV的協議棧中各個協議，各層次的質量參數可以通過采集對應的協議及其字段獲得。具體的，客觀QoE包含以下幾方面的內容。內容質量和業務把握質量：主要指直播頻道、時移節目、VOD節目、圖片、文字等內容的品質和業務把握的性能指標。例如對于直播頻道質量，需要采集和分析媒體編碼參數、辨別率參數等；對于業務把握質量，需要采集HTTP和RTSP懇求的響應速度、頁面數據呈現完整度、組播加入/退出的時延等.流媒體質量：主要指流媒體傳輸層的性能指標，以接受MPEG2TS協議傳輸IPTV節目為例，DVB系統

6、測試標準TR101-290依據各參數對質量影響的程度不同，定義了3個級別，每個級別分別對應一組質量參數，這些參數同樣可供接受MPEG2TS協議的IPTV系統參考，例如需要采集第一級別中的同步錯誤字段（syncloss）、包識別丟失（PIDmissing），其次級別中的數據傳輸錯誤（transporterror）、節目參考時鐘抖動錯誤（PCR，jittererror）等參數。假如接受RTSP作為VOD節目的流把握協議，則要采集RTSP信令參數。網絡傳輸層質量：主要指網絡傳輸層相關協議的性能指標，包括TCP/UDP的重傳次數，在接受了RTP的狀況下，需要監測RTP丟包率、RTP抖動等。網絡層質量：

7、主要指傳統IP網絡層的性能指標，依據ITU-TY.15403建議，主要為IP丟包率、IP包時延、IP包抖動及其相關參數。鏈路層質量：依據不同的鏈路層類型，需要采集不同的性能指標。由于這個層次的質量保障是面對全業務而不僅僅是IPTV業務，本文不做詳述。主觀QoE主要是用戶對IPTV業務使用中的主觀感受，這些感受是對服務接入速度、內容質量、使用操作便利性等多方面的綜合，至少可以包含以下參數：開機進入IPTV主界面的速度；用戶鑒權頻道掃瞄（加入/離開時延）；視頻內容的清楚度和流暢程度；直播頻道的切換速度；VOD節目進行快進、快退和暫停操作的響應速度；業務懇求的響應速度、業務內容的完整性等。三、業務質

8、量監測需求IPTV業務質量監測應包含兩部分，即監控和測試，二者相互關聯但又相對獨立。其中監控技術主要是面對IPTV運維部門使用，幫忙IPTV平臺及網絡運維部門監控網絡運行中的質量狀態，掛念定位故障和解決問題，因此要求監控技術能夠掩蓋整個IPTV業務質量領域。測試主要面對IPTV產品研發、性能評估和故障排查等應用，因此測試技術往往針對與IPTV業務質量相關的某一個領域或層面，重點解決某一類問題。如前所述，IPTV業務質量監控應當掩蓋整個IPTV業務領域，是面對IPTV業務的端到端全網監測，具體應滿足以下需求。滿足IPTV業務的7×24h不間斷監測，同時不對正在運營的IPTV系統產生影響

9、。監測范圍能夠掩蓋整個IPTV網絡的各個環節，并能依據各環節采集的參數進行對比分析。這些環節至少包括：內容頭端系統、系統核心平臺出口、邊緣節點出口、關鍵網絡節點等。當IPTV質量發生劣化時，系統能夠自動采集質量劣化的技術參數，并作具體記錄；能夠通過對比分析各節點參數，進行故障點分析和快速定位。能夠依據采集參數進行平臺及服務器的性能分析等。能夠完成圖2中質量模型各層次的分析。而IPTV業務質量測試主要針對與IPTV業務質量相關的某一個領域或層面，如在試驗室進行質量驗證或問題和故障發生后進行定位和排障，或針對IPTV某個網元設備進行測試。因此IPTV業務質量測試往往可以借助原來各層面的相關測試工具

10、進行，下面舉幾個例子。內容質量的測試：主要在試驗室或內容上線前，接受特地的質量檢測工具進行圖像質量、伴音質量、字幕質量、元數據質量等的測試，主要針對直播頻道、時移節目、VOD節目、圖片、文字等內容的品質和業務把握的性能指標。流媒體層的測試：主要在系統上線前對流協議的規范性進行測試和驗證網絡傳輸層、網絡層和鏈路層質量測試：主要接受與應用無關的專用測試軟件或儀表測試目前IPTV承載網絡的質量狀況。四、標準及產業鏈現狀如前所述，IPTV作為一個新興的融合性業務，目前還沒有格外完備的國際規范。雖然包括ITUIPTVGSI、ATIS（alliancefortelecommunicationindustr

11、ysolution，電信行業解決方案聯盟）、IPTV論壇、DSL論壇、DVB（digitalvideobroadcasting，數字視頻廣播）等多家國際標準化組織已開頭相關的標準化推動工作，但目前尚未正式發布。盡管如此，在IPTV業務質量監測的系統架構、參數建議等方面已取得了較大進展。ITUIPTVGSI：已經初步完成了IPTV業務質量相關的需求草案和IPTV業務性能監測的草案，目前ITU的相關工作組正在進行后續的工作，方案在2008年底能夠成為國際規范。ATIS：起步較早，在2006年就開頭了IPTVQoS指標體系、IPTVQoE模型等相關的制定工作，方案在2008年完成。DSL論壇：主要關

12、注機頂盒側與業務質量相關的參數定義，目前已經完成了機頂盒數據模型技術報告（DSLForumTR135）、可應用于機頂盒的終端廣域網管理協議技術報告（DSLForumTR069）等。在產業鏈支持方面，盡管還沒有完整的IPTV業務質量監測技術標準可供參考，但由于IPTV業務的快速部署和運營商對質量監測需求的迫切，市場上已經有多家測試儀表廠商能夠供應IPTV質量監測儀表。如前所述，IPTV業務質量監測包含測試和監控兩部分，因此這些儀表也可對應地分為測試和監控兩大類。在測試儀表方面，主要是針對某個層面的專用測試工具，例如美國IneoQuest公司供應的SingulusG1-T系列測試儀表，其主要特征是

13、支持RFC4445定義的MDI指標值，可應用于IPTV數據的模擬、捕獲、數據流監控以及視頻質量的分析；思博倫公司供應的IPTV測試解決方案包括寬帶網絡測試、頻道切換測試、頻道內容驗證等；泰克公司則供應了較為完備的視頻質量測試和分析工具，如能夠分析H.264編解碼參數的MTS4EA，能夠測試視頻主觀質量的PQA儀表等。在監控系統方面，目前還沒有很完備的、能完全滿足運營商需求的解決方案。美國JDSU公司供應的QT系列儀表可應用于IPTV直播頻道的7×24h質量監控，監控的內容包括了網絡質量、傳輸層質量等。因此，目前國內的IPTV運營商開頭依據運維需求自主或與合作伙伴聯合開發IPTV業務質

14、量監測系統。例如中國電信上海爭辯院就和國內的中創信測合作開發了IPTV業務質量監測系統，該系統已能夠支持現網應用的主流IPTV系統，支持從業務層到網絡層的端到端業務質量監測。5、IPTV端到端業務質量監測方案以下以中國電信上海爭辯院與中創信測合作開發的IPTV業務質量監測系統為例，介紹IPTV端到端的質量解決方案。該系統是一個獨立的分布式系統，疊加在現有IPTV業務網絡中，通過部署監測代理或測摸索針的方式來獲得IPTV業務運行時各個網絡節點的相關質量參數數據，并由監測平臺進行集中采集、分析和統計，以獲得IPTV業務總體質量狀況。值得一提的是，該方案的系統架構與目前ITUIPTVGSI正在制定的

15、IPTV性能監測標準全都，均接受了“分布部署、集中采集”的系統架構，如圖3所示，其中PT指監測點圖3目前ITUIPTVGSI定義的業務質量系統架構如圖3所示，整個系統主要包括監測管理平臺、監測代理。監測管理平臺：負責管理監測代理和采集全部代理上傳的監測數據，并執行統計和分析，是整個系統的核心組件。監測代理：主要完成業務質量參數的采集和上傳，依據部署的監測點不同，又可以分為3種工作模式。仿真模式：即主動模式，仿真用戶的IPTV業務登錄、認證及基本業務流程，能夠通過預定義的腳本文件，自動進行相關的測試，記錄并形成業務質量參數記錄文件，上傳給監測管理平臺全部的性能參數。在圖3中，該模式可以部署在PT

16、4和PT5的位置。監測模式：即被動模式，通過數據鏡像或備份的方式獲得用戶業務數據，分析質量參數，并記錄和上傳給監測管理平臺全部參數。在圖3中，該模式可以部署在PT1、PT2和PT3的位置。機頂盒內嵌模式（STBembeddedtestagent，STB-TA）：在機頂盒內部嵌入測試客戶端軟件，能夠將機頂盒運行中的業務質量參數記錄并上傳到監測管理平臺。在圖3中，該模式可以部署在PT1、PT2和PT3的位置。當然，從系統角度來看，IPTV監測系統在不同的節點所關注的質量是不同的，因此當監測代理工作在不同的模式下或部署在不同的節點時，所采集的質量參數也不盡相同，這里就不詳述了。從整個系統的架構可以看出，上述系統基本掩蓋了IPTV端到端各個環節，所采集的參數能夠掛念完成圖2中質量模型客觀QoE各個層面的分析，能夠幫忙IPTV平臺及網絡運維部門監控網絡運行中的質量狀態，從而掛念定位故障和解決問題。6、結束語IPTV是一個跨廣電網、IP網、電信網的簡單應用