VOD業務質量監測和故障診斷方法

孫水軍

摘 要：近年來，隨著IP網絡和應用的迅速發展以及通信市場競爭的日益加劇，全球的各大電信運營商和廣電運營商正掀起一股股“三網融合”網絡和業務發展的熱潮。在IPTV和數字視頻業務中，VOD點播和時移電視業務越來越收到人們的青睞，并逐漸成為“三網融合”的殺手級應用。然而，由于VOD和時移電視業務均采用IP單播技術來實現視頻媒體流的傳輸，當很多用戶同時點播同一部熱片時，很容易產生較高的突發流量，對視頻服務器和IP骨干網造成較大的壓力，從而引起網絡擁塞和丟包，造成IP視頻業務的視頻質量下降（如馬賽克、花屏、卡屏、黑屏等現象）。

關鍵詞：VOD

一 VOD 系統故障診斷和定位方法

1 單監測點，多層面的參數關聯分析

通過對IP視頻協議棧的多個層面參數的關聯分析比較，來判斷問題是由IP承載網或VOD平臺所引入。

·TS層和RTP層的丟包關聯分析：通過這種關聯分析，可以在單個監測點，就能判斷VOD業務質量問題是由于視頻服務器編碼問題造成的還是IP網絡丟包造成的，例如：

a）若RTP層不存在丟包，而TS層存在丟包，則TS層丟包是由于視頻服務器造成的;

b）若TS層和RTP層都存在丟包，且兩者的丟包率相當，則說明TS層丟包主要是由于IP網絡丟包引起的;

·RTP丟包、重傳包和重復包的關聯分析：通過這種關聯分析可以測量VOD平臺的ARQ重傳工作機制，并可判斷被監測點的上下游網絡節點的丟包情況。例如：若在某個網絡中間節點檢測到RTP重復包，則可判斷該中間點的下游節點存在丟包，而在其上游節點（包括該中間點）不存在丟包;

·TS層和RTP層的抖動關聯分析：通過這種關聯分析，可以分別評估出視頻編碼服務器和IP網絡對媒體層總體抖動的影響程度。例如：若MDI：DF值較高，而RTP抖動很低，這說明較高的DF值是在視頻服務器輸出時就已經存在的，IP網絡并沒有引入過多的額外抖動。

·視頻MOS和MDI：LR和DF的關聯分析：通過這種關聯分析可以判斷視頻質量（用戶體驗質量，QoE）同網絡質量（QoS）的關系。一般情況下，MDI：LR（媒體丟幀率）對視頻MOS的影響會比較明顯。

以下是一個通過EVA進行多協議層面QoS/QoE指標進行關聯分析的VOD測試示例。在該示例中，EVA對視頻MOS、吞吐率、TS層丟包和RTP層丟包進行關聯分析，我們可以看見RTP層和TS層都出現明顯丟包（丟包率均在5.8%左右），這說明IP網絡出現故障和丟包，并導致了媒體層丟包和視頻MOS下降至3分左右。

2多監測點相同參數的關聯分析

通過對同一個VOD媒體流經過的多個網絡節點的QoS/QoE參數進行關聯比較，從而判斷問題是由于哪個層面的網絡設備所造成的。通過多個探針/端口關聯的TS層和RTP層丟包、抖動分析，可以判斷丟包、抖動是由于視頻服務器、IP城域網或寬帶接入網所引入的。

·多口關聯的丟包分析：通過多口關聯的TS層和RTP層丟包分析，可以判斷丟包是由于視頻服務器、IP城域網或寬帶接入網所引入的。

·多口關聯的抖動分析：通過多口關聯的MDI：DF和RTP抖動分析，可以判斷抖動是由于視頻服務器、IP城域網或寬帶接入網所引入的。

如下圖所示，EVA多端口自動關聯報表可將經過多個網絡監測點（如視頻服務器出口、IP核心網、寬帶接入網和家庭網絡）的同一路媒體流的多端口KPI指標繪制在同一報表中加以關聯分析，從而便于快速定位造成業務質量損傷的網絡瓶頸位置。

3 VOD 媒體流KPI指標同RTSP信令事件關聯的分析方法

對于VOD點播和時移電視監測來說，用戶對STB的操作行為（如暫停、快進、快退等）都有可能導致VOD媒體流KPI的劣化，例如：吞吐率下降、視頻MOS分值變差、MDI：DF增大、TS丟包等。為了區分用戶行為和IPTV平臺/網絡導致的媒體流KPI劣化，將媒體流KPI同RTSP信令事件進行關聯顯示是至關重要的。

EVA媒體流總覽頁面可將RTSP信令事件圖標（如播放、暫停、快進、快退等）顯示在單播媒體流KPI線圖上，并將這些事件周圍的媒體流KPI事件標識為綠色事件。如下圖所示，在用戶進行VOD 2倍速和4倍速快進操作期間，IP媒體流的吞吐率（藍色曲線）出現了明顯的下降，并出現TS丟包（紫色曲線）和視頻MOS下降（黑色曲線），這些KPI指標劣化事件被標識為綠色事件，并未觸發紅、黃告警。

用戶還可雙擊信令圖標可自動跳轉到用戶信令頁面，進一步分析該用戶的具體RTSP信令流程，并可以查看各項RTSP信令KPI指標（如VOD點播時延、點播成功率和RTSP命令響應時延等）。

參考文獻：

[1] ?趙大軍，劉思平.視頻質量評估方法及規范，電信工程技術與標準化，2011，4： 41-43

[2] ? 吳雪波. IPTV測試技術詳解[J].中國數字電視，2007，5：55-57