IPTV质量监测系统技术

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2010 年“三网融合”进入实质性推动阶段，运营商可以通过融合的基础设施传输话音、视频和数据等综合业务。IPTV作为三网融合中重量级业务，要达到大规模应用需要有效的业务质量保障。消费者通常不会关注流量的优先级和丢失的数据包，而在意IPTV 节目流畅显示不出现视频障碍。从这个角度看，用户体验质量才是真正的关键所在。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。现有的宽带业务质量监测侧重于数据链路层和网络层的监测，无法提供从用户到媒体播放源之间端到端的监测，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。
1 IPTV 质量评价指标
IPTV 用户体验质量(QoE)是衡量IPTV 业务满足用户期望程度的指标，它包括IPTV 系统端到端的影响因素(客户端、终端、网络和业务架构等)，也受终端用户的期望和主观因素影响。客观因素即IPTV 业务质量，它受业务因素、传输因素和应用因素的影响，主观因素是指人的因素，包括情感、背景、态度、经验及收费等因素，如图1 所示。

图1　IPTV用户体验质量影响因素
IPTV业务质量是指对IPTV用户主观感受产生影响的客观性能指标。DSL 论坛TR-126 报告的研究结果表明，对IPTV 用户主观感受( 视频MOS 评分)产生影响的客观性能指标主要与视频保真度(即视频音频质量)和业务互动性相关。IPTV 业务由数据面和控制面共同完成，其中数据面影响视频音频质量，控制面影响业务互动质量。视频音频质量主要有以下几个方面：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以及其它业务流量同IPTV 相互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影响。由此导致的传输层错误(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种有害的影响。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 应用的可靠性和传输网络的及时性密切相关。
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。图中虚线框所包含部分为IPTV 质量监测系统所监测指标，主要对业务总体质量评价指标和传输指标进行监测两个层面进行监测。IPTV业务总体质量是业务因素、传输因素和应用因素综合影响的结果，其评价指标可分为业务可用性评价指标、业务互动性能评价指标和业务使用性能评价指标。传输质量指标主要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影响。媒体传输质量指标包括MPEG TS 健康指标、媒体流传送指标MDI 和RTP、IP传输相关指标。

图2 IPTV质量监测指标
2 业务总体质量评价指标
业务总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使用性能指标。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间、频道切换时间、Web 浏览反应速度等指标衡量;业务使用性能指标包含视频播放断流次数等指标。