IPTV业务质量保障的关键技术探讨.doc

IPTV业务质量保障的关键技术探讨蒋力 罗斯青 中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122摘要：首先介绍保障IPTV业务质量的需求，其次针对需求提出一种监测IPTV业务端到端质量的系统构架和IPTV业务质量评价体系，最后给出在现网中建立IPTV业务质量保障系统的建议。关键词：IPTV 三重播放 业务质量1 IPTV业务质量保障的需求目前，业界对于IPTV业务质量尚无完整的定义， ITU正在进行IPTV GSI（Global Standard Initial，全球主动标准）工作，暂时沿用了ITU-T P.10/G.100中对QoE的定义，即“最终用户对使用的应用或业务的总体主观可接受程度”。虽然没有明确定义，但有一点业界已经达成共识，那就是IPTV业务质量是一个综合性的指标，同时包含主客观评估质量两部分内容，因此需要从主观和客观两方面同时进行测量与评估。用户在IPTV业务使用中的主观感受主要是对服务接入速度、内容质量、操作便利性等多方面的综合，例如视频内容的清晰度和流畅程度、直播频道的切换速度、业务请求的响应速度、业务内容的完整性等。这些指标有些可通过具体的参数体现，但更多的是用户的主观感受。既然是主观感受，就可能因人而异或受观看环境和条件的影响，很难进行准确的评估。因此，从可测量的角度出发，目前业界正在探讨一种客观的业务质量监测模型。该模型可以反映IPTV的整体业务质量，同时也可以反映用户的主观感受。影响服务质量的因素有很多，从业务逻辑层次来看，包括网络承载能力、业务传输性能、音视频内容性能、协议及业务流程性能；从链路位置看，包括数据源到用户侧边缘路由器之间的链路、边缘路由器和BRAS之间的链路、BRAS和DSLAM之间的链路以及DSLAM和STB之间的链路。因此必须就这些层次和链路对业务的影响进行监测和管理，满足对问题定位和质量监测的要求。IPTV业务质量保障包括以下需求。l 建立一套综合的IPTV业务保障体系架构，该架构能够提供完整的端到端的业务质量检测功能。这里所说的“端到端”是指能够覆盖IPTV业务网络的各个环节，包括头端系统、业务平台、承载网络、用户终端等。l 建立一套完整的IPTV业务质量评价体系。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。IPTV业务质量评价体系应能根据IPTV业务质量保证体系的架构，提出影响IPTV业务质量的参数，并能综合各个节点的参数，评估最终用户体验到的业务质量。通过综合测试所得的数据，可以确定相关测量数据与用户体验的关系，依据这些关系可以定义IPTV的业务质量等级。2 IPTV业务质量保障体系架构IPTV业务质量保障系统应该是一个独立的分布式系统，它需要叠加在现有IPTV业务网络中，通过部署监测代理或测试探针的方式获得IPTV业务运行时各个网络节点的相关质量参数，并由监测平台进行集中采集、分析和统计，以评估IPTV业务总体质量情况。以下从运营商角度，提出了一种IPTV业务质量保障系统的架构，该系统采用了“分布部署、集中分析”的架构，如图1所示。IPTV端到端业务质量监控系统由性能监控管理平台和监测代理两部分组成。l 性能监控管理平台：采集性能数据，提供业务交互性能分析、传输性能分析、网络性能分析、音视频质量分析等功能。l 监测代理：自动进行用户业务质量的测试分析，能够自动测试直播和点播业务，并记录所有业务交互、网络传输、音视频播放等性能参数并上传给性能监控管理平台。根据工作模式不同，监测代理又可以分为主动监测代理和被动监测代理。和现有的监控系统不同，该监控系统侧重于对IPTV总体业务质量的监测，包括在网络各个节点设立监测代理，分析单节点的主要质量参数；在终端侧或距离用户很近的局端侧模拟用户行为，发起各种业务流程，同时记录用户终端关键的性能参数和网络侧反馈的网络性能参数，从而对IPTV端到端的业务质量进行监控。3 IPTV业务质量评价体系IPTV运营商希望能量化IPTV业务质量，建立IPTV业务质量的指标体系以指导现网的运维。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。以下参考OSI 7层模型，提出一种可供参考的IPTV业务质量的参数模型，并给出了与IPTV协议栈之间的对应关系，如图2所示。IPTV QoE的参数模型覆盖了OSI 7层模型的所有层次。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。客观QoE具体包括以下内容。 （1）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、组播加入和退出的试验等。 （2）流媒体质量主要指流媒体传输层的性能指标。以采用MPEG-2 TS协议传输IPTV节目为例，DVB系统测试标准TR 101-290根据各参数对质量影响的不同，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MPEG-2 TS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、包识别丢失，第二级别中的数据传输错误、节目参考时钟抖动错误等参数。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。 （3）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时，需要监测RTP丢包率和抖动等。 （4）网络层质量主要指传统IP网络层的性能指标，根据ITU-T Y.1540的建议，主要为IP丢包率、IP包延迟、IP包抖动及其相关参数。 （5）链路层质量根据链路层类型不同，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业务的，本文不作详述。4 IPTV业务质量保障系统的部署建议IPTV业务质量保障系统是一个叠加在IPTV业务网络上的系统，它的部署不应该给原有网络增加大的、额外的业务流量。同