iptv端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)研究

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1、IPTV端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)研究2008年6月23日09:16??電信科學(xué)??作者：羅斯青段保通1、引言???隨著近幾年在業(yè)務(wù)融合、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)以及商業(yè)模式等方面的摸索，IPTV業(yè)務(wù)在中國開始逐步成熟并進(jìn)入到規(guī)模商用階段。IPTV作為一種電信級業(yè)務(wù)，要達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用需要有效的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障。由于IPTV是電視類的媒體業(yè)務(wù)，用戶希望得到如同有線電視的服務(wù)水平，包括頻道切換速度、節(jié)目的圖像質(zhì)量、播放的流暢性等。而傳統(tǒng)的寬帶業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測側(cè)重于數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)測，無法直接反映用戶對IPTV業(yè)務(wù)的主觀感受，因此不能滿足IPTV質(zhì)量監(jiān)測的需求。???本文針對現(xiàn)有監(jiān)測方案的

2、不足，提出了一種采用分布式部署與集中管理相結(jié)合的監(jiān)測方案，該方案具有監(jiān)測功能豐富、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可滿足現(xiàn)階段IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測的需要。???2、業(yè)務(wù)質(zhì)量定義及模型???業(yè)務(wù)質(zhì)量（qualityofservice，QoS）術(shù)語并不是針對IPTV的，在很多電信業(yè)務(wù)中都提出QoS要求及相關(guān)的QoS保障技術(shù)。在ITU-TE.800[1]標(biāo)準(zhǔn)中，QoS被定義為“反映用戶對業(yè)務(wù)使用滿意程度的服務(wù)性能的綜合效果”。對傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)而言，QoS通常指網(wǎng)絡(luò)性能，尤其是網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。而由于IPTV是一種上層應(yīng)用的業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的QoS無法滿足對最終用戶感受的評估，因此目前業(yè)界往往采用

3、體驗(yàn)質(zhì)量（qualityofexperience，QoE）一詞來描述面向最終用戶應(yīng)用的業(yè)務(wù)質(zhì)量。QoE在ITU-TP.10/G.100[2]中被定義為“最終用戶對使用的應(yīng)用或業(yè)務(wù)的總體主觀可接受程度”，可見QoE相比QoS更強(qiáng)調(diào)最終用戶的業(yè)務(wù)使用感受。???目前尚無國際規(guī)范對IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量進(jìn)行完整定義，國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU正在進(jìn)行IPTVGSI（globalstandardinitial，全球主動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)）工作，以推動(dòng)全球IPTV標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。其中暫時(shí)還沒有對IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量進(jìn)行定義，仍沿用了ITU-TP.10/G.100中對QoE的定義。IPTVGSI也指出，IPTV

4、QoE應(yīng)該同時(shí)包含主觀評估質(zhì)量和客觀評估質(zhì)量兩部分內(nèi)容，前者主要根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)來評估視頻質(zhì)量，通過主觀感受來評估體驗(yàn)質(zhì)量；后者則可以定義各種客觀指標(biāo)，并采用相應(yīng)的測試工具進(jìn)行測量，具體如圖1所示。???圖1目前ITU?IPTV?GSI規(guī)定的QoE定義范圍???作者比較贊同ITU?IPTV?GSI目前對IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量的定義，在本文中也采用IPTVQoE來表示IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量。當(dāng)然，從運(yùn)營商的角度來說不僅僅關(guān)心IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量定義，更具實(shí)際意義的是如何量化IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量，如何建立IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)體系以指導(dǎo)現(xiàn)網(wǎng)的質(zhì)量運(yùn)維。因此，需要根據(jù)IPTV所涉及的技術(shù)環(huán)

5、節(jié)，建立IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)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(yè)務(wù)質(zhì)量的參數(shù)模型，并展示了與IPTV協(xié)議棧之間的對應(yīng)關(guān)系。???圖2IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量模型與OSI7層模型和IPTV協(xié)議棧的關(guān)系???如圖2所示，IPTV?QoE的參數(shù)模型覆蓋了OSI7層模型的所有層次。其中，客觀QoE相關(guān)的分層質(zhì)量對應(yīng)于IPTV的協(xié)議棧中各個(gè)協(xié)議，各層次的質(zhì)量參數(shù)可以通過采集對應(yīng)的協(xié)議及其字段獲得。???具體的，客觀QoE包含以下幾方面的內(nèi)容。???●內(nèi)容質(zhì)量和業(yè)務(wù)控制質(zhì)量：主要指直播頻道、時(shí)移節(jié)目、VOD節(jié)目、圖片、文字等內(nèi)容的品質(zhì)和業(yè)務(wù)控制的性能

6、指標(biāo)。例如對于直播頻道質(zhì)量，需要采集和分析媒體編碼參數(shù)、分辨率參數(shù)等；對于業(yè)務(wù)控制質(zhì)量，需要采集HTTP和RTSP請求的響應(yīng)速度、頁面數(shù)據(jù)呈現(xiàn)完整度、組播加入/退出的時(shí)延等.●流媒體質(zhì)量：主要指流媒體傳輸層的性能指標(biāo)，以采用MPEG2TS協(xié)議傳輸IPTV節(jié)目為例，DVB系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)TR101-290根據(jù)各參數(shù)對質(zhì)量影響的程度不同，定義了3個(gè)級別，每個(gè)級別分別對應(yīng)一組質(zhì)量參數(shù)，這些參數(shù)同樣可供采用MPEG2TS協(xié)議的IPTV系統(tǒng)參考，例如需要采集第一級別中的同步錯(cuò)誤字段（syncloss）、包識別丟失（PIDmissing），第二級別中的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤（transpo

7、rterror）、節(jié)目參考時(shí)鐘抖動(dòng)錯(cuò)誤（PCR，jittererror）等參數(shù)。如果采用RTSP作為VOD節(jié)目的流控制協(xié)議，則要采集RTSP信令參數(shù)。???●網(wǎng)絡(luò)傳輸層質(zhì)量：主要指網(wǎng)絡(luò)傳輸層相關(guān)協(xié)議的性能指標(biāo)，包括TCP/UDP的重傳次數(shù)，在采用了RTP的情況下，需要監(jiān)測RTP丟包率、RTP抖動(dòng)等。???●網(wǎng)絡(luò)層質(zhì)量：主要指傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)層的性能指標(biāo)，根據(jù)ITU-TY.1540[3]建議，主要為IP丟包率、IP包時(shí)延、IP包抖動(dòng)及其相關(guān)參數(shù)。???●鏈路層質(zhì)量：根據(jù)不同的鏈路層類型，需要采集不同的性能指標(biāo)。由于這個(gè)層次的質(zhì)量保障是面向全業(yè)務(wù)而不僅僅是IPTV業(yè)務(wù)，本

8、文不做詳述