IPTV質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的部署

【摘 要】簡述了IPTV承載網(wǎng)運(yùn)維遇到的問題以及盡快部署IPTV監(jiān)測系統(tǒng)的必要性，簡要介紹了IPTV質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)，闡述了IPTV監(jiān)測系統(tǒng)的功能要求、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并對如何部署IPTV監(jiān)測系統(tǒng)提出了建議。

【關(guān)鍵詞】IPTV QOE;承載網(wǎng);監(jiān)測系統(tǒng)

0.概述

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是一個(gè)跨廣電網(wǎng)、IP網(wǎng)、電信網(wǎng)的復(fù)雜應(yīng)用，充分體現(xiàn)了三網(wǎng)融合的優(yōu)勢，但是對于IPTV運(yùn)維部門來說，尤其是對IPTV承載網(wǎng)運(yùn)維部門遇到了新的挑戰(zhàn)。

1.IPTV網(wǎng)絡(luò)維護(hù)遇到的問題

IPTV業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)有如下明顯的區(qū)別，由于IPTV業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性及高用戶敏感性，質(zhì)量劣化必將導(dǎo)致大量投訴，所以IPTV業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò)的放大鏡，微小的瑕疵都會纖毫畢現(xiàn)，對運(yùn)維能力提出更高的要求。對于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)和技能都比較豐富，檢測手段也較多，但都側(cè)重于承載網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層面和網(wǎng)絡(luò)層面，無法直接反映用戶對IPTV業(yè)務(wù)的主觀感受，不能滿足IPTV維護(hù)的需求。

IPTV運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)和技能需要時(shí)間去積累和傳承，當(dāng)務(wù)之急是部署一套能夠監(jiān)控IPTV端到端質(zhì)量的系統(tǒng)，為維護(hù)人員充當(dāng)“千里眼”“順風(fēng)耳”，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位及處理故障。

2.如何評價(jià)IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量

建設(shè)什么樣的系統(tǒng)能夠滿足IPTV網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員的需求呢？這套系統(tǒng)應(yīng)該可以實(shí)時(shí)感知IPTV業(yè)務(wù)終端用戶體驗(yàn)，動(dòng)態(tài)反饋網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)健康狀態(tài)的細(xì)微變化，預(yù)警潛在的性能劣化，實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)品質(zhì)的可視化，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)維和高效運(yùn)維。

2.1 QOSQOE

業(yè)務(wù)質(zhì)量（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”。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)。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，目前業(yè)界采用體驗(yàn)質(zhì)量（QoE）一詞來描述面向最終用戶應(yīng)用的業(yè)務(wù)質(zhì)量。QoE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。IPTV QoE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。

2.2 QOE對應(yīng)關(guān)鍵測試指標(biāo)

當(dāng)前IPTV業(yè)務(wù)主要含直播（BTV）和點(diǎn)播（VOD）兩部分業(yè)務(wù)。對于BTV業(yè)務(wù)，關(guān)鍵測試指標(biāo)包含丟包率、抖動(dòng)、MDI值（MLR、DF）、VMOS及頻道切換時(shí)間；對于VOD業(yè)務(wù)，其關(guān)鍵測試指標(biāo)包含丟包率、抖動(dòng)、MDI值（MLR、DF）、 VMOS。

下面對幾個(gè)關(guān)鍵測試指標(biāo)進(jìn)行簡要介紹：

(1)VMOS：即視頻主觀平均得分，是一種從用戶感知的角度來評價(jià)視頻質(zhì)量的主觀評價(jià)方法。MOS值越高，說明此時(shí)用戶觀看的視頻質(zhì)量越好。

(2)抖動(dòng)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸原因?qū)е聢?bào)文的收包間隔與發(fā)包間隔不相同時(shí)，就會產(chǎn)生抖動(dòng)。如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生較大抖動(dòng)時(shí)，會導(dǎo)致應(yīng)用處理的困難及媒體播放不流暢，畫面出現(xiàn)停頓或跳躍的現(xiàn)象。

(3)MLR：媒體丟包速率，表明媒體封包在采樣周期內(nèi)的丟失總數(shù)。視頻信息的數(shù)據(jù)包丟失將直接影響視頻播放質(zhì)量。如果MLR值過大，會導(dǎo)致視頻畫面出現(xiàn)馬賽克甚至播放停止的現(xiàn)象。

(3)DF：延遲因素，表明被測試的視頻流延遲和抖動(dòng)狀況。當(dāng)DF值大于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和解碼器的緩沖區(qū)容納的視頻內(nèi)容時(shí)間時(shí)，會導(dǎo)致視頻畫面出現(xiàn)停頓或跳躍的現(xiàn)象。

(4)頻道切換時(shí)間：頻道切換時(shí)間是指用戶從發(fā)出離開第一個(gè)頻道請求到接收到第二個(gè)頻道的第一個(gè)報(bào)文所用的時(shí)間。

3.IPTV質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)整體需求

IPTV承載網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)包含兩部分，即監(jiān)控和測試，二者相互關(guān)聯(lián)但又相對獨(dú)立。其中監(jiān)控技術(shù)主要是面向IPTV運(yùn)維部門使用，協(xié)助IPTV平臺及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維部門監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的質(zhì)量狀態(tài)，幫助定位故障和解決問題，因此要求監(jiān)控技術(shù)能夠覆蓋整個(gè)IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量領(lǐng)域。而測試主要面向IPTV性能評估和故障排查等應(yīng)用。

如前所述，IPTV承載網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該能夠監(jiān)控及測試IPTV業(yè)務(wù)關(guān)鍵指標(biāo)，具體應(yīng)滿足以下需求。

(1)滿足IPTV承載網(wǎng)的7×24h不間斷監(jiān)測，同時(shí)不對正在運(yùn)營的IPTV業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

(2)當(dāng)IPTV質(zhì)量發(fā)生劣化時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集質(zhì)量劣化的技術(shù)參數(shù)，并作詳細(xì)記錄；能夠通過對比分析各節(jié)點(diǎn)參數(shù)，進(jìn)行故障點(diǎn)分析和快速定位。

(3)能夠根據(jù)采集參數(shù)進(jìn)行平臺及服務(wù)器的性能分析等。

(4)能夠進(jìn)行組保留實(shí)時(shí)性能分析、組播流鏈路跟蹤、告警視頻回看及點(diǎn)播實(shí)時(shí)檢測。

4.IPTV質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)體系架構(gòu)

IPTV監(jiān)測系統(tǒng)體系架構(gòu)應(yīng)該是一套獨(dú)立的分布式系統(tǒng)，采用“分布部署、集中分析”的架構(gòu)。在IPTV網(wǎng)絡(luò)中部署監(jiān)測代理或測試探針的方式獲得IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)行時(shí)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)質(zhì)量參數(shù)，并由監(jiān)測平臺進(jìn)行集中采集、分析和統(tǒng)計(jì)。

監(jiān)測管理平臺：負(fù)責(zé)管理監(jiān)測代理和采集所有代理上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并執(zhí)行統(tǒng)計(jì)和分析，是整個(gè)系統(tǒng)的核心組件。

監(jiān)測代理：主要完成業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)的采集和上傳，根據(jù)部署的監(jiān)測點(diǎn)不同，又可以分為3種工作模式。

(1)仿真模式：即主動(dòng)模式，仿真用戶的IPTV業(yè)務(wù)登錄、認(rèn)證及基本業(yè)務(wù)流程，能夠通過預(yù)定義的腳本文件，自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)的測試，記錄并形成業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)記錄文件，上傳給監(jiān)測管理平臺所有的性能參數(shù)。

(2)監(jiān)測模式：即被動(dòng)模式，通過數(shù)據(jù)鏡像或分光的方式獲得業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，分析質(zhì)量參數(shù)，并記錄和上傳給監(jiān)測管理平臺所有參數(shù)。

(3)機(jī)頂盒內(nèi)嵌模式：在機(jī)頂盒內(nèi)部嵌入測試客戶端軟件，能夠?qū)C(jī)頂盒運(yùn)行中的業(yè)務(wù)質(zhì)量參數(shù)記錄并上傳到監(jiān)測管理平臺。

5.部署建議

監(jiān)測管理平臺部署在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，監(jiān)測探針應(yīng)部署在IPTV核心節(jié)點(diǎn)輸出鏈路、IPTV各邊緣節(jié)點(diǎn)的輸出鏈路、承載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及業(yè)務(wù)控制層（SR），接入?yún)R聚層、組播復(fù)制點(diǎn)及用戶端。考慮到規(guī)模問題，其中業(yè)務(wù)控制層（SR）可以重點(diǎn)覆蓋；接入?yún)R聚層、組播復(fù)制點(diǎn)建議使用便攜式探針靈活部署，在用戶端采用機(jī)頂盒內(nèi)嵌軟探針。

對于監(jiān)測探針設(shè)備功能，建議有如下幾點(diǎn)：

(1)IPTV核心節(jié)點(diǎn)探針要求：能夠通過被動(dòng)方式同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控所有組播頻道的數(shù)據(jù)流，分析質(zhì)量參數(shù)，并記錄和上傳給監(jiān)測管理平臺所有參數(shù)。

(2)IPTV邊緣節(jié)點(diǎn)探針要求：能夠通過主動(dòng)引流或被動(dòng)獲取方式實(shí)時(shí)監(jiān)控所有點(diǎn)播頻道的數(shù)據(jù)流；除了基本的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，業(yè)務(wù)交互質(zhì)量，視頻質(zhì)量以外，還能進(jìn)行業(yè)務(wù)信令跟蹤監(jiān)測、認(rèn)證信令跟蹤撥測、RTSP信令跟蹤撥測。

(3)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及業(yè)務(wù)控制層（SR）探針要求：能夠通過主動(dòng)方式同時(shí)對若干重點(diǎn)頻道的數(shù)據(jù)流進(jìn)行監(jiān)測。除了基本的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，業(yè)務(wù)交互質(zhì)量，視頻質(zhì)量以外，還能進(jìn)行業(yè)務(wù)信令跟蹤監(jiān)測、認(rèn)證信令跟蹤撥測、RTSP信令跟蹤撥測。

(4)便攜式探針要求：可以模擬IPTV客戶端，發(fā)起各種業(yè)務(wù)流程，同時(shí)紀(jì)錄用戶終端關(guān)鍵的性能參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)反饋的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)。

6.結(jié)束語

隨著三網(wǎng)合一的快速推進(jìn)，IPTV在國內(nèi)如火如荼的大規(guī)模商用起來，當(dāng)前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了不少IPTV相關(guān)軟硬件產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在功能上各有所側(cè)重，產(chǎn)品性能不一，作為IPTV網(wǎng)絡(luò)維護(hù)部門，必須結(jié)合自身IPTV網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，有選擇的部署適合自身網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的相關(guān)產(chǎn)品。