IPTV视频质量端到端监测系统技术规范
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IPTV ⅜≡⅞量端到端监测系统技术规范Techn i ca I Spec i f i cat i on of Ded i cated S I M card for IP≠TV版本号:1.0H 录 (1)1前言和概述 (7)1.1前言 (7)1.2概述 (7)2 参考标准 (7)3定义、缩写和符号 (9)3.1定义 (9)3.2缩写 (10)3.3符号 (11)4物理特性 (11)4. 1 格式和布局 (11)4.2.1ID-I SIM (12)4.2.2插入式SlM卡 (12)4.2卡操作的温度范围 (12)4.3触点 (12)4.3.1触点规定 (12)4.3.2激活和失活 (12)4.3.3失活的触点 (13)4.3.4触点压力 (13)4.4优先考虑 (13)4.5静电保护 (13)5电子信号和传输协议 (13)5.1电源电压VCC(Cl触点) (14)5.2复位(RST)(C2 触脚) (14)5.3编程电压VPP(C6触脚) (14)5.4时间触脚CLK (C3触脚) (14)5.5I/O (触脚C7) (15)5.6工作状态 (15)5.7波特率 (16)第2页(共74页)5.8复位后的应答(ATR) (16)5.8.2 PTS 过程 (17)5.9比特/字节持续时间和抽样时间 (17)5.10错误处理 (18)6逻辑模型 (18)6.1总述 (18)6.2文件识别符(ID) (18)6.3专用文件 (19)6.4基本文件 (19)6.4.1透明EF (19)6.4.2线性固定EF (20)6.4.3循环EF (20)6.5选择文件的方法 (21)6.6保留的文件ID (22)6.6.1专用文件: (22)6.6.2基本文件 (22)7安全特性 (23)7.1鉴权和密钥的产生过程 (23)7.2有关算法和处理过程 (23)7.3文件存取条件 (24)8功能描述 (27)8.1SELECT (27)8.2STATUS (28)8.3READ BlNARY (28)8.4UPDATE BINARY (28)8.5READ RECORD (读记录) (28)8.6UPDATE RECe)RD (29)8.7SEEK (30)8.8INCREASE (31)8.9VERlFY CHV (31)8.1。
Technical Specification of Dedicated SIM card forIPTV版本号: 1.0目录目录 (22)1 前言和概述 (99)1.1 前言 (99)1.2 概述 (99)2 参考标准 (99)3 定义、缩写和符号 (1010)3.1 定义 (1010)3.2 缩写 (1111)3.3 符号 (1212)4 物理特性 (1212)4.1 格式和布局 (1313)4.1.1 ID-1 SIM (1313)4.1.2 插入式SIM卡 (1313)4.2 卡操作的温度范围 (1313)4.3 触点 (1313)4.3.1 触点规定 (1313)4.3.2 激活和失活 (1313)4.3.3 失活的触点 (1313)4.3.4 触点压力 (1414)4.4 优先考虑 (1414)4.5 静电保护 (1414)5 电子信号和传输协议 (1414)5.1 电源电压Vcc(C1触点) (1414)5.2 复位(RST)(C2触脚) (1515)5.3 编程电压Vpp(C6触脚) (1515)5.4 时间触脚CLK(C3触脚) (1515)5.5 I/O(触脚C7) (1515)5.6 工作状态 (1616)5.7 波特率...................... 错误!未定义书签。
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5.8 复位后的应答(ATR)......... 错误!未定义书签。
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5.8.1 结构与内容 ............ 错误!未定义书签。
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5.8.2 PTS过程 ............... 错误!未定义书签。
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5.9 比特/字节持续时间和抽样时间. 错误!未定义书签。
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5.10 错误处理................... 错误!未定义书签。
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6 逻辑模型 ......................... 错误!未定义书签。
•IPTV视频本量端到端监测系统技能典型之阳早一、IPTV死长随着近几年正在交易混合、技能、尺度以及商业模式等圆里的摸索,IPTV交易正在华夏启初逐步老练并加进到规模商用阶段.IPTV动做一种电疑级交易,要达到大规模应用需要灵验的交易本量包管.由于IPTV是电视类的媒介交易,用户期视得到如共有线电视的服务火仄,包罗频讲切换速度、节脚法图像本量、播搁的流畅性等.而保守的宽戴交易本量监测偏偏沉于数据链路层战搜集层的监测,无法曲交反映用户对付IPTV交易的主瞅体验,果此不克不迭谦足IPTV本量监测的需要.本文针对付现有监测规划的缺累,提出了一种采与分散式安置与集结管造相分离的监测规划,该规划具备监测功能歉富、可扩展性强等便宜,可谦足现阶段IPTV交易本量监测的需要.二、交易本量定义及模型交易本量(qualityofservice,QoS)术语本去不是针对付IPTV的,正在很多电疑交易中皆提出QoS央供及相闭的QoS包管技能.正在ITUTE.800[1]尺度中,QoS被定义为“反映用户对付交易使用谦意程度的服务本能的概括效验”.对付保守电疑交易而止,QoS常常指搜集本能,更加是搜集传输本能.而由于IPTV是一种表层应用的交易,保守的QoS 无法谦足对付最后用户体验的评估,果此姑且业界往往采与体验本量(qualityofexperience,QoE)一词汇去形貌里背最后用户应用的交易本量.QoE正在ITUTP.10/G.100[2]中被定义为“最后用户对付使用的应用或者交易的总体主瞅可交受程度”,可睹QoE相比QoS更强调最后用户的交易使用体验.姑且尚无国际典型对付IPTV交易本量举止完备定义,国际尺度构造ITU正正在举止IPTVGSI(globalstandardinitial,寰球主动尺度)处事,以推动寰球IPTV尺度化进程.其中姑且还不对付IPTV交易本量举止定义,仍沿用了ITUTP.10/G.100中对付QoE的定义.IPTVGSI也指出,IPTVQoE该当共时包罗主瞅评估本量战客瞅评估本量二部分真量,前者主要根据人眼视觉系统去评估视频本量,通过主瞅体验去评估体验本量;后者则不妨定义百般客瞅指标,并采与相映的尝试工具举止丈量,简曲如图1所示.图1姑且ITUIPTVGSI确定的QoE定义范畴做家比较赞共ITUIPTVGSI姑且对付IPTV交易本量的定义,正在本文中也采与IPTVQoE去表示IPTV交易本量.天然,从经营商的角度去道不然而仅闭心IPTV交易本量定义,更具本量意思的是怎么样量化IPTV交易本量,怎么样修坐IPTV交易本量的指标体系以指挥现网的本量运维.果此,需要根据IPTV所波及的技能关节,修坐IPTV交易本量的评估模型.图2参照OSI的7层模型,给出了一种可供参照的IPTV交易本量的参数模型,并展示了与IPTV协议栈之间的对付应闭系.图2IPTV交易本量模型与OSI7层模型战IPTV协议栈的闭系如图2所示,IPTVQoE的参数模型覆盖了OSI7层模型的所有条理.其中,客瞅QoE相闭的分层本量对付应于IPTV的协议栈中各个协议,各条理的本量参数不妨通过支集对付应的协议及其字段赢得.简曲的,客瞅QoE包罗以下几圆里的真量.●真量本量战交易统造本量:主要指曲播频讲、时移节目、VOD节目、图片、笔墨等真量的本量战交易统造的本能指标.比圆对付于曲播频讲本量,需要支集战分解媒介编码参数、辨别率参数等;对付于交易统造本量,需要支集HTTP 战RTSP哀供的赞同速度、页里数据浮现完备度、组播加进/退出的时延等.●流媒介本量:主要指流媒介传输层的本能指标,以采与MPEG2TS协议传输IPTV节目为例,DVB系统尝试尺度TR101290根据各参数对付本量做用的程度分歧,定义了3个级别,每个级别分别对付应一组本量参数,那些参数共样可供采与MPEG2TS协议的IPTV系统参照,比圆需要支集第一级别中的共步过得字段(syncloss)、包辨别拾得(PIDmissing),第二级别中的数据传输过得(transporterror)、节目参照时钟抖动过得(PCR,jittererror)等参数.如果采与RTSP动做VOD节脚法流统造协议,则要支集RTSP疑令参数.●搜集传输层本量:主要指搜集传输层相闭协议的本能指标,包罗TCP/UDP的沉传次数,正在采与了RTP的情况下,需要监测RTP拾包率、RTP抖动等.●搜集层本量:主要指保守IP搜集层的本能指标,根据ITUTY.1540[3]修议,主要为IP拾包率、IP包时延、IP包抖动及其相闭参数.●链路层本量:根据分歧的链路层典型,需要支集分歧的本能指标.由于那个条理的本量包管是里背齐交易而不然而仅是IPTV交易,本文不干详述.主瞅QoE主假如用户对付IPTV交易使用中的主瞅体验,那些体验是对付服务交进速度、真量本量、使用支配便当性等多圆里的概括,起码不妨包罗以下参数:●启机加进IPTV主界里的速度;●用户鉴权频讲欣赏(加进/离启时延);●视频真量的浑晰度战流畅程度;●曲播频讲的切换速度;●VOD节目举止快进、快退战久停支配的赞同速度;●交易哀供的赞同速度、交易真量的完备性等.三、交易本量监测需要IPTV交易本量监测应包罗二部分,即监控战尝试,二者相互闭联然而又相对付独力.其中监控技能主假如里背IPTV运维部分使用,协帮IPTV仄台及搜集运维部分监控搜集运止中的本量状态,帮闲定位障碍妥协决问题,果此央供监控技能不妨覆盖所有IPTV交易本量范畴.尝试主要里背IPTV产品研收、本能评估战障碍排查等应用,果此尝试技能往往针对付与IPTV交易本量相闭的某一个范畴或者层里,沉面办理某一类问题.如前所述,IPTV交易本量监控该当覆盖所有IPTV交易范畴,是里背IPTV交易的端到端齐网监测,简曲应谦足以下需要.●谦足IPTV交易的7×24h不间断监测,共时分歧过得正正在经营的IPTV系统爆收做用.●监测范畴不妨覆盖所有IPTV搜集的各个关节,并能根据各关节支集的参数举止对付比分解.那些关节起码包罗:真量头端系统、系统核心仄台出心、边沿节面出心、闭键搜集节面等.●当IPTV本量爆收劣化时,系统不妨自动支集本量劣化的技能参数,并做仔细记录;不妨通过对付比分解各节面参数,举止障碍面分解战赶快定位.●不妨根据支集参数举止仄台及服务器的本能分解等.●不妨完毕图2中本量模型各条理的分解.而IPTV交易本量尝试主要针对付与IPTV交易本量相闭的某一个范畴或者层里,如正在真验室举止本量考证或者问题战障碍爆收后举止定位战排障,或者针对付IPTV某个网元设备举止尝试.果此IPTV交易本量尝试往往不妨借帮本去各层里的相闭尝试工具举止,底下举几个例子.●真量本量的尝试:主要正在真验室或者真量上线前,采与博门的本量检测工具举止图像本量、陪音本量、字幕本量、元数据本量等的尝试,主要针对付曲播频讲、时移节目、VOD节目、图片、笔墨等真量的本量战交易统造的本能指标.●流媒介层的尝试:主要正在系统上线前对付流协议的典型性举止尝试战考证●搜集传输层、搜集层战链路层本量尝试:主要采与与应用无闭的博用尝试硬件或者仪容尝试姑且IPTV装载搜集的本量情景.四、尺度及财产链现状如前所述,IPTV动做一个新兴的混合性交易,姑且还不非常完备的国际典型.虽然包罗ITUIPTVGSI、ATIS (alliancefortelecommunicationindustrysolution,电疑止业办理规划联盟)、IPTV论坛、DSL论坛、DVB (digitalvideobroadcasting,数字视频广播)等多家国际尺度化构造已启初相闭的尺度化促成处事,然而姑且尚已正式颁布.纵然如许,正在IPTV交易本量监测的系统架构、参数修议等圆里已博得了较大收达.●ITUIPTVGSI:已经收端完毕了IPTV交易本量相闭的需要草案战IPTV交易本能监测的草案,姑且ITU的相闭处事组正正在举止后绝的处事,计划正在底不妨成为国际典型.●ATIS:起步较早,正在便启初了IPTVQoS指标体系、IPTVQoE模型等相闭的造定处事,计划正在完毕.●DSL论坛:主要闭注机顶盒侧与交易本量相闭的参数定义,姑且已经完毕了机顶盒数据模型技能报告(DSLForumTR135)、可应用于机顶盒的末端广域网管造协议技能报告(DSLForumTR069)等.正在财产链支援圆里,纵然还不完备的IPTV交易本量监测技能尺度可供参照,然而由于IPTV交易的赶快安置战经营商对付本量监测需要的迫切,商场上已经有多家尝试仪容厂商不妨提供IPTV本量监测仪容.如前所述,IPTV交易本量监测包罗尝试战监控二部分,果此那些仪容也可对付应天分为尝试战监控二大类.正在尝试仪容圆里,主假如针对付某个层里的博用尝试工具,比圆好国IneoQuest公司提供的SingulusG1T系列尝试仪容,其主要特性是支援RFC4445定义的MDI指标值,可应用于IPTV数据的模拟、捕获、数据流监控以及视频本量的分解;思博伦公司提供的IPTV尝试办理规划包罗宽戴搜集尝试、频讲切换尝试、频讲真量考证等;泰克公司则提供了较为完备的视频本量尝试战分解工具,如不妨分解H.264编解码参数的MTS4EA,不妨尝试视频主瞅本量的PQA仪容等.正在监控系统圆里,姑且还不很完备的、能真足谦足经营商需要的办理规划.好国JDSU公司提供的QT系列仪容可应用于IPTV曲播频讲的7×24h本量监控,监控的真量包罗了搜集本量、传输层本量等.果此,姑且海内的IPTV经营商启初根据运维需要自决或者与合做伙陪共同启垦IPTV交易本量监测系统.比圆华夏电疑上海钻研院便战海内的中创疑测合做启垦了IPTV交易本量监测系统,该系统已不妨支援现网应用的合流IPTV系统,支援从交易层到搜集层的端到端交易本量监测.5、IPTV端到端交易本量监测规划以下以华夏电疑上海钻研院与中创疑测合做启垦的IPTV交易本量监测系统为例,介绍IPTV端到端的本量办理规划.该系统是一个独力的分散式系统,叠加正在现有IPTV交易搜集中,通过安置监测代理或者尝探索针的办法去赢得IPTV 交易运止时各个搜集节面的相闭本量参数数据,并由监测仄台举止集结支集、分解战统计,以赢得IPTV交易总体本量情况.值得一提的是,该规划的系统架构与姑且ITUIPTVGSI正正在造定的IPTV本能监测尺度普遍,均采与了“分散安置、集结支集”的系统架构,如图3所示,其中PT指监测面图3姑且ITUIPTVGSI定义的交易本量系统架构如图3所示,所有系统主要包罗监测管造仄台、监测代理.监测管造仄台:控造管造监测代理战支集所有代理上传的监测数据,并真止统计战分解,是所有系统的核心组件.监测代理:主要完毕交易本量参数的支集战上传,根据安置的监测面分歧,又不妨分为3种处事模式.●仿真模式:即主动模式,仿真用户的IPTV交易登录、认证及基础交易过程,不妨通过预约义的足本文献,自动举止相闭的尝试,记录并产死交易本量参数记录文献,上传给监测管造仄台所有的本能参数.正在图3中,该模式不妨安置正在PT4战PT5的位子.●监测模式:即主动模式,通过数据镜像或者备份的办法赢得用户交易数据,分解本量参数,并记录战上传给监测管造仄台所有参数.正在图3中,该模式不妨安置正在PT1、PT2战PT3的位子.●机顶盒内嵌模式(STBembeddedtestagent,STBTA):正在机顶盒里里嵌进尝试客户端硬件,不妨将机顶盒运止中的交易本量参数记录并上传到监测管造仄台.正在图3中,该模式不妨安置正在PT1、PT2战PT3的位子.天然,从系统角度去瞅,IPTV监测系统正在分歧的节面所闭注的本量是分歧的,果此当监测代理处事正在分歧的模式下或者安置正在分歧的节面时,所支集的本量参数也不尽相共,那里便不详述了.从所有系统的架构不妨瞅出,上述系统基础覆盖了IPTV端到端各个关节,所支集的参数不妨帮闲完毕图2中本量模型客瞅QoE各个层里的分解,不妨协帮IPTV仄台及搜集运维部分监控搜集运止中的本量状态,进而帮闲定位障碍妥协决问题.6、中断语IPTV是一个跨广电网、IP网、电疑网的搀纯应用,其交易本量监测需要概括思量视音频真量本量、搜集本量、用户最后体验等多沉果素.本文对付IPTV交易本量监测相闭技能举止了钻研,并提出了IPTV交易本量模型及本能监测的系统框架.然而是对付于IPTV运维部分去道,需要一整套IPTV交易本量指标体系,期视不妨通过类似主瞅评测分的等第区分去衡量所有IPTV系统本量,并提供可支配的监测脚法.果此,后绝还需要钻研IPTV交易本量指标体系,量化战评估每个指标对付最后用户体验的做用,并钻研各交易本量指目标支集要收,进而构修完备的IPTV交易本量监测体系,包管IPTV交易的成功经营.。
iptv监测设备技术要求和测量方法IPTV监测设备技术要求和测量方法IPTV(Internet Protocol Television)监测设备是一种用于监测和分析IPTV服务质量的工具。
它能够检测传输过程中的各种问题,包括视频质量、音频质量、网络延迟等,并提供相应的测量方法。
本文将介绍IPTV监测设备的技术要求和测量方法。
一、技术要求1. 网络监测能力:IPTV监测设备应具备对网络流量进行监测和分析的能力,能够实时检测数据包的丢失率、延迟、抖动等指标。
2. 视频质量分析:监测设备应能够对视频质量进行评估和分析,包括分辨率、帧率、码率、画面清晰度等指标的测量和监控。
3. 音频质量分析:监测设备应能够对音频质量进行评估和分析,包括声音清晰度、声道分离度、音频延迟等指标的测量和监控。
4. 故障诊断能力:监测设备应能够及时发现和诊断IPTV传输过程中的故障,如视频卡顿、音频中断等,并提供相应的故障诊断报告。
5. 多样化的测量方法:监测设备应具备多种测量方法,包括主动测量和被动测量。
主动测量是指监测设备主动向网络发起测量请求,被动测量是指监测设备 passively 监听网络流量并进行分析。
6. 可扩展性:监测设备应具备良好的可扩展性,能够适应不同规模和复杂程度的IPTV网络,支持多种接口和协议。
二、测量方法1. 网络流量监测:通过监测设备对网络流量进行抓包和分析,可以获取数据包的丢失率、延迟、抖动等指标。
常用的网络流量监测工具有Wireshark、tcpdump等。
2. 视频质量测量:通过对IPTV传输过程中的视频进行解码和分析,可以获取视频质量的指标。
常用的视频质量测量工具有VMAF、SSIM、PSNR等。
3. 音频质量测量:通过对IPTV传输过程中的音频进行解码和分析,可以获取音频质量的指标。
常用的音频质量测量工具有PESQ、POLQA等。
4. 故障诊断:通过对IPTV传输过程中的数据包进行分析,可以发现和诊断故障,如视频卡顿、音频中断等。
一、IPTV发展随着近几年在业务融合、技术、标准以及商业模式等方面的摸索,IPTV 业务在中国开始逐步成熟并进入到规模商用阶段。
IPTV作为一种电信级业务,要达到大规模应用需要有效的业务质量保障。
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。
本文针对现有监测方案的不足,提出了一种采用分布式部署与集中管理相结合的监测方案,该方案具有监测功能丰富、可扩展性强等优点,可满足现阶段IPTV业务质量监测的需要。
二、业务质量定义及模型业务质量(qualityofservice,QoS)术语并不是针对IPTV的,在很多电信业务中都提出QoS要求及相关的QoS保障技术。
在ITU-TE.800[1]标准中,QoS被定义为“反映用户对业务使用满意程度的服务性能的综合效果”。
对传统电信业务而言,QoS通常指网络性能,尤其是网络传输性能。
而由于IPTV是一种上层应用的业务,传统的QoS无法满足对最终用户感受的评估,因此目前业界往往采用体验质量(qualityofexperience,QoE)一词来描述面向最终用户应用的业务质量。
QoE在ITU-TP.10/G.100[2]中被定义为“最终用户对使用的应用或业务的总体主观可接受程度”,可见QoE相比QoS更强调最终用户的业务使用感受。
目前尚无国际规范对IPTV业务质量进行完整定义,国际标准组织ITU 正在进行IPTVGSI(globalstandardinitial,全球主动标准)工作,以推动全球IPTV标准化进程。
其中暂时还没有对IPTV业务质量进行定义,仍沿用了ITU-TP.10/G.100中对QoE的定义。
IPTVGSI也指出,IPTVQoE应该同时包含主观评估质量和客观评估质量两部分内容,前者主要根据人眼视觉系统来评估视频质量,通过主观感受来评估体验质量;后者则可以定义各种客观指标,并采用相应的测试工具进行测量,具体如图1所示。
康佳集团股份有限公司产品名称:IPTV STBIPTV STB 测试平台和方法(初稿)IPTV STB 测试平台和方法1.IPTV STB 技术要求以下技术指标参数参照GB/T 17975.2及EN 300468的相关规定。
1.1 测试条件1.1.1测试环境条件a)环境温度:0 0C~40 0C;b)相对湿度:小于90%;c)大气压力:86 kPa~106kPa。
1.1.2 供电电源a)交流电压:220V;b)电源频率:50Hz。
1.2 输出信号技术指标要求1.2.1射频电视信号分配输出a)输出阻抗:75Ω1.3 视频信号性能指标1)幅频特性:0 MHz —4.8MHz +/-0.8 dB4.8MHz—5.0MHz +/-1.0 dB5.5MHz +0.5/-4.0 dB2)视频输出幅度680mV—740mV3)视频同步幅度285mV—325mV4)亮度非线性:+/-5%5)微分增益失真≤8%6)微分相位失真≤8度7)亮色增益不等:+/-5%8)亮色延时不等:≤50ns9)连续随机杂波亮度≤-56 dB色度≤-58 dB10)K系数≤5%11)行同步前沿抖动≤20nsl2)视频带外寄生输出≤-35dB1.4 音频信号性能指标1)幅频响应:20Hz—20kHz +/-2 dB60Hz—18kHz +/-0.5 dB2)谐波失真:≤1%3)S/N:≥70 dB4)左右声道串扰:≤-70 dB5)左右声道电平差:≤0.5 dB6)音频输出幅度: 1V1.5 安全要求安全要求应符合GB8898-2001的规定1.6 电磁兼容性电磁兼容性应符合GB13837-2003的要求1.7 适应要求环境适应性除温度环境要求为0℃-40℃外,其它环境条件应符合SJ/T10730第5.7条的规定。
1.8 可靠性要求平均无故障工作时间:大于10000小时。
2. 测试设备和方法2.1 测试STB需要仪器设备a)带A V输入端子和S输入端子的电视机一台b)示波器(100 M)一台c)数字电压表一只d)数字电视信号发生器一套e)射频衰减器(工作频率上限达1000MHz以上)一只f)频谱分析仪一台2.2 测试方法2.2.1 视频测试2.2.1.1待测接收机与信号源、电视机、仪器仪表连接图图1连接无误后,打开电源,开始测试工作。
1 IPTV业务现状2020 年“三网融合”进入实质性推动时期,运营商能够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。
消费者通常可不能关注流量的优先级和丢失的数据包,而在意IPTV 节目流畅显示不显现视频障碍。
从那个角度看,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,用户希望取得犹如有线电视的效劳水平,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偏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,因此不能知足IPTV 质量监测的需求。
2 IPTV 质量评判指标IPTV 用户体验质量(QoE)是衡量IPTV 业务知足用户期望程度的指标,它包括IPTV 系统端到端的阻碍因素(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阻碍。
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阻碍,主观因素是指人的因素,包括情感、背景、态度、体会及收费等因素,如图1 所示。
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。
有关IPTV 视频质量监测系统的探究作者:邱敏明来源:《中国新通信》 2018年第2期目前,无论是在国内还是在国外,视频播放业务已经进入到了飞速发展的时期,但因为流量需求过大,在采用资源共享的互联网机制中,服务商并不能保障视频业务的稳定性以及连续性,用户数量剧增,而视频体验却无法做到同步提升,不能有效的保障用户的体验,因此提升视频业务的服务质量成了一个难点。
根据有效的客户建立评估指标体系,以及完善端到端的视频质量,并对其进行质量评测、故障定位、故障报警,从而保障视频业务的质量和效率。
一、视频质量评估指标体系分析1、关键指标。
视频业务和语音以及数据业务相比,具有带宽资源较多和实时性较强的特点,它对于数据的丢失和延迟等网络问题十分的敏感。
视频源的质量,音频源的质量以及用户的操作是影响用户视频体验的关键因素。
视频源的质量和音频源的质量都是指清晰度、流畅度以及保真度等因素,前者涵盖了视频源的码率、帧率、分辨率、编码方式、编码参数、信号层参数和编码格式等客观指标。
后者涵盖了音频源的码率、采样率、声道数、编码方式、编码参数、信号层参数和编码格式等客观指标。
用户的操作主要指的是其响应速度,涵盖了平台、网络、终端性能指标,可以通过用户一次观看行为中各类请求的总次数和成功次数、各类请求酌时延、异常中断的次数和快进、快退、暂停响应时延。
用户的视频体验质量是结合了视频源质量、交互体验质量和观看体验质量,是对体验的真实反映。
2、指标框架。
根据端到端的视频服务流程可以看出,视频的服务质量受到视频源、平台、承载网络以及视频终端对于视频的服务质量有着很大的影响。
从视频用户所采样获取的视频服务数据,经过处理以后可以得到KPI指标(网元相关指标)和KQI指标(业务相关指标)。
KQI 指标一般通过KPI指标处理得到。
QoE指标从用户角度出发,反映用户对视频业务的总体感知。
3、指标数据采集与处理。
视频终端是视频服务系统中距离用户最近的一个环节,从视频终端采集视频服务的参数,是获取用户感知指标的重要来源。
一、IPTV发展随着近几年在业务融合、技术、标准以及商业模式等方面的摸索,IPTV业务在中国开始逐步成熟并进入到规模商用阶段。
IPTV作为一种电信级业务,要达到大规模应用需要有效的业务质量保障。
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。
本文针对现有监测方案的不足,提出了一种采用分布式部署与集中管理相结合的监测方案,该方案具有监测功能丰富、可扩展性强等优点,可满足现阶段IPTV业务质量监测的需要。
二、业务质量定义及模型业务质量(qualityofservice,QoS)术语并不是针对IPTV的,在很多电信业务中都提出QoS要求及相关的QoS保障技术。
在ITU-TE.800[1]标准中,QoS被定义为“反映用户对业务使用满意程度的服务性能的综合效果”。
对传统电信业务而言,QoS通常指网络性能,尤其是网络传输性能。
而由于IPTV是一种上层应用的业务,传统的QoS无法满足对最终用户感受的评估,因此目前业界往往采用体验质量(qualityofexperience,QoE)一词来描述面向最终用户应用的业务质量。
QoE在ITU-TP.10/G.100[2]中被定义为“最终用户对使用的应用或业务的总体主观可接受程度”,可见QoE相比QoS更强调最终用户的业务使用感受。
目前尚无国际规范对IPTV业务质量进行完整定义,国际标准组织ITU正在进行IPTVGSI(globalstandardinitial,全球主动标准)工作,以推动全球IPTV标准化进程。
其中暂时还没有对IPTV业务质量进行定义,仍沿用了ITU-TP.10/G.100中对QoE的定义。
IPTVGSI也指出,IPTVQoE应该同时包含主观评估质量和客观评估质量两部分内容,前者主要根据人眼视觉系统来评估视频质量,通过主观感受来评估体验质量;后者则可以定义各种客观指标,并采用相应的测试工具进行测量,具体如图1所示。
图1目前ITUIPTVGSI规定的QoE定义范围作者比较赞同ITUIPTVGSI目前对IPTV业务质量的定义,在本文中也采用IPTVQoE来表示IPTV业务质量。
当然,从运营商的角度来说不仅仅关心IPTV业务质量定义,更具实际意义的是如何量化IPTV 业务质量,如何建立IPTV业务质量的指标体系以指导现网的质量运维。
因此,需要根据IPTV所涉及的技术环节,建立IPTV业务质量的评估模型。
图2参考OSI的7层模型,给出了一种可供参考的IPTV业务质量的参数模型,并展示了与IPTV协议栈之间的对应关系。
图2IPTV业务质量模型与OSI7层模型和IPTV协议栈的关系如图2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。
具体的,客观QoE包含以下几方面的内容。
●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.●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。
●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。
●网络层质量:主要指传统IP网络层的性能指标,根据ITU-TY.1540[3]建议,主要为IP丢包率、IP包时延、IP包抖动及其相关参数。
●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,本文不做详述。
主观QoE主要是用户对IPTV业务使用中的主观感受,这些感受是对服务接入速度、内容质量、使用操作便利性等多方面的综合,至少可以包含以下参数:●开机进入IPTV主界面的速度;●用户鉴权频道浏览(加入/离开时延);●视频内容的清晰度和流畅程度;●直播频道的切换速度;●VOD节目进行快进、快退和暂停操作的响应速度;●业务请求的响应速度、业务内容的完整性等。
三、业务质量监测需求IPTV业务质量监测应包含两部分,即监控和测试,二者相互关联但又相对独立。
其中监控技术主要是面向IPTV运维部门使用,协助IPTV平台及网络运维部门监控网络运行中的质量状态,帮助定位故障和解决问题,因此要求监控技术能够覆盖整个IPTV业务质量领域。
测试主要面向IPTV产品研发、性能评估和故障排查等应用,因此测试技术往往针对与IPTV业务质量相关的某一个领域或层面,重点解决某一类问题。
如前所述,IPTV业务质量监控应该覆盖整个IPTV业务领域,是面向IPTV业务的端到端全网监测,具体应满足以下需求。
●满足IPTV业务的7×24h不间断监测,同时不对正在运营的IPTV 系统产生影响。
●监测范围能够覆盖整个IPTV网络的各个环节,并能根据各环节采集的参数进行对比分析。
这些环节至少包括:内容头端系统、系统核心平台出口、边缘节点出口、关键网络节点等。
●当IPTV质量发生劣化时,系统能够自动采集质量劣化的技术参数,并作详细记录;能够通过对比分析各节点参数,进行故障点分析和快速定位。
●能够根据采集参数进行平台及服务器的性能分析等。
●能够完成图2中质量模型各层次的分析。
而IPTV业务质量测试主要针对与IPTV业务质量相关的某一个领域或层面,如在实验室进行质量验证或问题和故障发生后进行定位和排障,或针对IPTV某个网元设备进行测试。
因此IPTV业务质量测试往往可以借助原来各层面的相关测试工具进行,下面举几个例子。
●内容质量的测试:主要在实验室或内容上线前,采用专门的质量检测工具进行图像质量、伴音质量、字幕质量、元数据质量等的测试,主要针对直播频道、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。
●流媒体层的测试:主要在系统上线前对流协议的规范性进行测试和验证●网络传输层、网络层和链路层质量测试:主要采用与应用无关的专用测试软件或仪表测试目前IPTV承载网络的质量状况。
四、标准及产业链现状如前所述,IPTV作为一个新兴的融合性业务,目前还没有非常完备的国际规范。
虽然包括ITUIPTVGSI、ATIS (alliancefortelecommunicationindustrysolution,电信行业解决方案联盟)、IPTV论坛、DSL论坛、DVB (digitalvideobroadcasting,数字视频广播)等多家国际标准化组织已开始相关的标准化推进工作,但目前尚未正式发布。
尽管如此,在IPTV业务质量监测的系统架构、参数建议等方面已取得了较大进展。
●ITUIPTVGSI:已经初步完成了IPTV业务质量相关的需求草案和IPTV业务性能监测的草案,目前ITU的相关工作组正在进行后续的工作,计划在2008年底能够成为国际规范。
●ATIS:起步较早,在2006年就开始了IPTVQoS指标体系、IPTVQoE模型等相关的制定工作,计划在2008年完成。
●DSL论坛:主要关注机顶盒侧与业务质量相关的参数定义,目前已经完成了机顶盒数据模型技术报告(DSLForumTR135)、可应用于机顶盒的终端广域网管理协议技术报告(DSLForumTR069)等。
在产业链支持方面,尽管还没有完整的IPTV业务质量监测技术标准可供参考,但由于IPTV业务的快速部署和运营商对质量监测需求的迫切,市场上已经有多家测试仪表厂商能够提供IPTV质量监测仪表。
如前所述,IPTV业务质量监测包含测试和监控两部分,因此这些仪表也可对应地分为测试和监控两大类。
在测试仪表方面,主要是针对某个层面的专用测试工具,例如美国IneoQuest公司提供的SingulusG1-T系列测试仪表,其主要特征是支持RFC4445定义的MDI指标值,可应用于IPTV数据的模拟、捕捉、数据流监控以及视频质量的分析;思博伦公司提供的IPTV测试解决方案包括宽带网络测试、频道切换测试、频道内容验证等;泰克公司则提供了较为完备的视频质量测试和分析工具,如能够分析H.264编解码参数的MTS4EA,能够测试视频主观质量的PQA仪表等。
在监控系统方面,目前还没有很完备的、能完全满足运营商需求的解决方案。
美国JDSU公司提供的QT系列仪表可应用于IPTV直播频道的7×24h质量监控,监控的内容包括了网络质量、传输层质量等。
因此,目前国内的IPTV运营商开始根据运维需求自主或与合作伙伴联合开发IPTV业务质量监测系统。
例如中国电信上海研究院就和国内的中创信测合作开发了IPTV业务质量监测系统,该系统已能够支持现网应用的主流IPTV系统,支持从业务层到网络层的端到端业务质量监测。
5、IPTV端到端业务质量监测方案以下以中国电信上海研究院与中创信测合作开发的IPTV业务质量监测系统为例,介绍IPTV端到端的质量解决方案。
该系统是一个独立的分布式系统,叠加在现有IPTV业务网络中,通过部署监测代理或测试探针的方式来获得IPTV业务运行时各个网络节点的相关质量参数数据,并由监测平台进行集中采集、分析和统计,以获得IPTV业务总体质量情况。
值得一提的是,该方案的系统架构与目前ITUIPTVGSI正在制定的IPTV性能监测标准一致,均采用了“分布部署、集中采集”的系统架构,如图3所示,其中PT指监测点图3目前ITUIPTVGSI定义的业务质量系统架构如图3所示,整个系统主要包括监测管理平台、监测代理。
监测管理平台:负责管理监测代理和采集所有代理上传的监测数据,并执行统计和分析,是整个系统的核心组件。
监测代理:主要完成业务质量参数的采集和上传,根据部署的监测点不同,又可以分为3种工作模式。
●仿真模式:即主动模式,仿真用户的IPTV业务登录、认证及基本业务流程,能够通过预定义的脚本文件,自动进行相关的测试,记录并形成业务质量参数记录文件,上传给监测管理平台所有的性能参数。