视频分析仪-IPTV+VOD+OTT

1、2/1/2022Page 1视频视频分析仪分析仪在三在三网融合中的应用网融合中的应用Page 22/1/2022内容纲要内容纲要v“三网融合三网融合”面临的机遇和挑战面临的机遇和挑战vIP视频视频 QoS/QoE测试技术测试技术vNGB VOD监测监测方案方案v视频视频故障诊断中心系统故障诊断中心系统v测试测试案例分析案例分析Page 32/1/2022“三网融合”正在改变广电和电信行业的战略格局v“三网融合三网融合”使得电信和广电基础网络面貌一新，遍及接入、使得电信和广电基础网络面貌一新，遍及接入、边缘和核心网边缘和核心网v在在“三网融合三网融合”的竞赛中落伍者将很难延续的竞赛中落伍者将很难

2、延续v电信行业：电信行业：IPTV是继90年代末电信运营商部署光纤之后的又一次进行大规模资本投入的最大动力IPTV使得电信运营商可以与广电部门竞争v广电行业：广电行业：有线电视数字化整体转换工作已基本完成 广电运营商需要加快双向网络的改造，大力提供丰富多彩的互动业务，例如：VOD、OTT TV、VoIP业务等。v用户体验质量 (QoE) 是“三网融合”新业务成功的关键所在！保证保证“三网融合三网融合” 业务质量是业务质量是至关重要的至关重要的- IPTV/VOD业务业务测试是关键测试是关键!广电运营商广电运营商的的“三网融合三网融合”VoIP宽带宽带互联网互联网有线有线电视电视电信运营商电信运

3、营商的的“三网融三网融合合”IPTVVoIP宽带宽带互联网互联网Page 42/1/2022影响“三网融合”用户体验(QoE)的因素 QoE受技术和商业因素的影响 其它因素其它因素网络设施网络设施安全性 及可靠性技术因素技术因素频道切换、VOD/EPG响应时延视频和音频（媒体）质量可扩展性： (在高负载情况下的性能)容量： (用户数量)合理的价格好的节目内容可用性Page 52/1/2022影响视频用户体验（QOE）的因素有哪些?QoS 和和QoE 与图形业务的对应关系与图形业务的对应关系视频视频QoE 参数参数IP/RTP丢包率丢包率IP/RTP 抖动抖动节目参考时钟节目参考时钟(PCR)

4、抖动抖动错误指示计数错误指示计数IPTV业务质量构成业务质量构成TS同步字节错误同步字节错误/丢失丢失PAT/PMT表格错误表格错误连续性连续性 指示指示(CC) 错误错误PID丢失错误丢失错误PCR 错误、抖动错误、抖动Service ProvisioningIGMP LatencyRTSP LatencyEPG页面响应页面响应/下载时延下载时延IGMP 组播加入时延组播加入时延RTSP命令响应命令响应 时延时延内容质量内容质量MPEG-TS码流质量码流质量IP网络传输质量网络传输质量用户互动质量用户互动质量TCP/UDP/RTP重传重传图像阻滞 图像模糊，边缘失真, 视觉噪音音频: 音视频

5、信号同步, 马赛克、卡片 黑屏、花屏、蓝屏电子节目单(EPG) 访问感受直播频道切换速度VoD点播和操作感受视频视频 QoS参数参数节目源的品质节目源的品质,注注1注 1: 需对图像内容进行解码分析Page 62/1/2022由由 IETF RFC 4445定义，定义， 被被IP 视频质量联盟视频质量联盟 (IPVQA)所推崇所推崇可扩展性：可同时测试高达十万路用户的视频质量可扩展性：可同时测试高达十万路用户的视频质量包括两个组成部分：包括两个组成部分： 时延系数时延系数 (DF) 、媒体丢帧率、媒体丢帧率 (MLR)时延系数（Delay Factor) 当存在网络抖动时，时延系数可反映需要多

6、大的缓冲区空间（用毫秒表示相当的数据量）以避免丢帧的发生。 可以用于设定避免丢包发生所需的告警门限媒体丢帧率（Media Loss Rate）每秒的媒体丢帧数量丢帧表示网络无法进行正常的传输图像媒体传送指标 (MDI) 抖动抖动丢包丢包乱序乱序被工业界广泛认可的用来测试被工业界广泛认可的用来测试IPTV网络设施所提供的图像质量网络设施所提供的图像质量网络可能延迟数据包的转发，从而引入抖动和丢包的出现这些损伤都会影响IPTV的视频质量.MDI是是IPTV QoS指标，而非指标，而非QoE指标指标Page 72/1/2022丢一个IP包 (内含7 MPEG 包)对图象质量的影响IP丢包对丢包对 3

7、.75 Mbps 视频流的影响视频流的影响: B 帧丢失帧丢失 vs. I 帧丢失帧丢失单个单个 B-帧帧 IP 包的丢失包的丢失(发生在发生在3.1秒秒, 1 个图像帧受到影响个图像帧受到影响)单个单个 I-帧帧 IP 包的丢失包的丢失(发生在发生在 2.4秒秒, 14 个图像帧受到影响个图像帧受到影响)Source: DSL ForumPage 82/1/2022IPTV QoE（视频MOS）的测量方法 VQM神经网络模型 (无参考的视频质量评价方法)该VQM无参考MOS分值经ITU J.144R 全参考模型VQM 标准校准，可达到90%的相关性。 神经网络的好处神经网络的好处: 简单,轻

8、量 灵活,适应性好 可对成百上千路的视频流同时给出MOS分值I 帧帧丢丢失率失率丢帧丢帧率率P帧帧丢丢失率失率IP 层参数层参数I 帧帧速率速率帧之间的差异帧之间的差异图像层参数图像层参数IP和图像的参数和图像的参数应用程序应用程序视频质量视频质量结果值结果值VQM机制机制经过训练的神经网络模型经过训练的神经网络模型VQM视频视频MOS的计算要充分考虑的计算要充分考虑I/P/B丢帧、视频编码格式、码率丢帧、视频编码格式、码率、屏幕分辩率、屏幕分辩率、GOP模式等因素才能准确反映用户体验的视频质量模式等因素才能准确反映用户体验的视频质量Page 92/1/2022准确的VOD点播延迟分析最终用户

9、实际感受到的最终用户实际感受到的VOD节目播放延迟（节目播放延迟（T2）第一个MPEG PAT【注】PAT - Program Association Table (用于描述各电视节目PID的表格)，STB收到PAT表格才可以开以音视频解码Describer用户点播VOD节目开始收到VOD数据流.VOD点播响应时延（T1）Setup PlayRTSP信令时间媒体流数据T1反映的是反映的是VOD网络性能指标；网络性能指标；T2反映的是用户体验指标。反映的是用户体验指标。通过准确的通过准确的QoE测量，有助于优化测量，有助于优化VOD点播时延点播时延Page 102/1/2022Tunneling

10、 & Link & Physical LayerIPUDPRTCPIP 视频协议栈TCPISMA RTPTSMPEG-2 TSIGMPVOD 控制信令控制信令HTTPRTSPFLV, MP4,3GPHLS(TS)RTP视频编码，如：视频编码，如：MPEG2, H.264, MPEG4, H.263, AVSIPTV、VOD媒体流协议栈OTT视频协议栈组播组播控制信令控制信令Page 112/1/2022 高效率：高效率： 基于Web的用户界面( OS无关)，无需安装客户端软件，支持多多用户用户同时远程远程访问一台视频分析仪。提升维护效率，降低维护成本。 强大的测试功能：强大的测

11、试功能： 同时对上千路上千路视频流进行媒体和信令层面的QoE测试，并支持深入挖掘功能以发现造成故障的根本原因。 性价比高：性价比高： 提供多种软硬件平台和灵活的软件许可机制，适应不同的网络监测点，可以满足不同的使用需求，减少 CAPEX 和OPEX 。 实用性：实用性：简单易用的用户界面和专家系统功能专家系统功能， 可以快速发现网络问题，适合一线工程技术人员方便掌握。 可扩展性：可扩展性： 支持最全面的IP视频协议栈和视频应用，包括IPTV，VOD，OTT网络视频，移动视频，视频会议，视频监控等应用。视频分析仪的主要优点2/1/2022Page 12NGOD监测方案监测方案Page 132/1

12、/2022视频分析仪在广电NGB网络中的部署IP/MPLS核心网核心网视频头端视频头端IPQAM分前端分前端VOD服务器服务器骨干交换骨干交换机机1 or 10GigE交换机交换机1 or 10 GigECableOLTONUEoCModemSTBSTBODN家庭网络家庭网络家庭网络家庭网络高性能 EVA 探针便携式 EVA 1EVA 接入探针 EVA探针管理器中心服务器 统一的EVA探针管理 集中的 KPI监控 集中事件管理EVPM Clients(Web GUI)EVA-PDA手持式仪表 BO服务器服务器Portal服务器服务器234567总前端总前端Page 142/1/2022硬件平台

13、便携式便携式建议配置：Intel 双核CPU, 2GB RAM, 320GB HD10/100/1000M RJ-45电口OS: Windows XP, Win7, Win8最高50路H.264标清流 (200Mb/s)适用监测点：家庭网络或IPQAM上联口接入探针接入探针Intel 双核CPU, 2GB RAM, 320GB HD2个10/100/1000M RJ-45电口2个千兆SFP光接口最高250路H.264标清流 (500Mb/s)适用监测点：IPQAM或OLT上联口高性能探针高性能探针Intel (432)核CPU, (4-16)GB RAM, 500G - 2TB HD4-8个千

14、兆SFP光口 (或2个10GE光口)最高2000路H.264标清流 (4Gb/s)适用监测点：BO、EPG服务器信令监测；TS over IP码流；VOD服务器出口PDA手持仪表手持仪表1GHz CPU, 512MB RAM, 4GB Flash 2个10/100M RJ-45电口(支持串接)OS: Android 4.0支持1路H.264标清流或高清流适用监测点：家庭网络性性 能能低低高高不同的硬件平台适用不同的不同的硬件平台适用不同的监测点和视频流量监测点和视频流量Page 152/1/2022导致NGOD QoE问题的根本原因媒体层面媒体层面 对视频质量进行对视频质量进行MOS评分评分通

15、过提供对视频内容的测试以发现用户体验问题 MPEG TS ETSI TR-101 290 分析分析功能功能 对MPEG传送流参数及其对QoE的影响进行测量 实时的实时的RTP性能性能分析分析对RTP流参数及其对QoE的影响进行测量 实时的实时的MDI测量功能测量功能 对IP传输参数及其对QoE的影响进行测量VOD 信令层面信令层面 对对每个每个VOD用户的用户的 RTSP和和HTTP/EPG 的的信令进行测量信令进行测量,确定信令层面的性能问题Page 162/1/2022QoS 测量测量 自动探测和区分VoD和IPTV数据流 MPEG PES I/P/B 统计 详细的MPEG TS统计分析E

16、TSI TR 101 290第一和第二优先级事件PCR抖动测量PSI和PCR速率 按PID和ES显示比特率和利用率丢包和重复包计数 RFC4445 MDI:DF 和MDI:LR测量 详细的RTP QoS统计 RTP抖动、丢包和延迟等传输指标 RFC 3357 单向丢包模式分析 QoE 测量测量 客观视频MOS分数 实时监视和监听MPEG-2、H264、MPEG-4、AVS（或其它安装的CODEC）的视频流 IPTV频道切换和VOD RTSP命令响应时间测试视频 QoS/QoE 测量指标Page 172/1/2022Page 17进行“由上至下”的故障诊断方法EVA测量页面功能说明【网络总览】页

17、面可使工程师一目了然地了解当前网络中的业务的健康状况，包括网络带宽、流媒体、告警流的数量和告警事件列表；用户可从告警列表自动定位到触发告警的视频流和相应的采样点。【媒体流总览】页面自动发现被测网络中所有的IPTV和VOD视频流，实时测量所有流的QoS/QoE指标，并以表格和多线图的方式显示这些流的关键参数及历史趋势。【媒体流详细页面显示所选择的特定视频流从MPEG PES层、TS层到RTP层的的各项参数指标。它还可对该路流进行实时的音视频回放，从而让网络工程师体验用户的真实IPTV视频观看效果，便于进行用户体验质量出问题的故障诊断。EVA支持对选中的特定媒体流进行原始数据文件录制的功能，并可将

18、数据文件转换成pcap格式，可通过Wireshark进行详细的协议解码分析。监测系统产生告警监测系统产生告警找出受影响的用户找出受影响的用户/节目节目故障故障/问题发生问题发生由上至下的故障诊断方法论由上至下的故障诊断方法论解决问题解决问题启动深入挖掘功能启动深入挖掘功能过滤特定的用户过滤特定的用户/流流分析详细的用户分析详细的用户/流数据流数据验证问题的存在验证问题的存在在【网络总览】页面发现异常告警流对告警媒体流进行多参数关联的历史趋势分析找到故障的根本原因并解决 在【媒体流总览】页面中，过滤出红/黄告警的媒体流在【媒体流详细】页面对告警媒体流进行基于PID和PES 层的详细分析，以及视频

19、回放对特别疑难的故障，可保存媒体流的原始数据文件，并进行的详细协议解码分析操作操作流程流程某广电网络公司NGOD业务质量测试测试案例案例测试环境监测监测方式：方式：1)在机顶盒和家庭网关之间通过在机顶盒和家庭网关之间通过HUB接入，对接入，对VOD和和EPG流量进行监测；流量进行监测；2)在机房通过交换机镜像对在机房通过交换机镜像对BO服务器的进出流量服务器的进出流量监测。监测。STB监测点：出现其它STB流量v在测试期间，在被监测在测试期间，在被监测STB端口出现一路来自其它端口出现一路来自其它STB的流量。的流量。v建议对建议对VSS推流服务器和网络环境进行检查，分析出现其它推流服务器和网

20、络环境进行检查，分析出现其它STB串流的原因。串流的原因。来自其它机顶盒的高清流量该机顶盒出现一次断流，导致视频卡顿STB监测点：VOD媒体流KPI同信令事件关联分析被测机顶盒2的标清回看流量在此期间进行了快进操作在快进期间出现的媒体流KPI劣化被标识为绿色事件 专利技术：通过专利技术：通过RTSP信令分析，可隔离由于信令分析，可隔离由于VOD用户行为（如暂停、用户行为（如暂停、快进）导致的媒体流快进）导致的媒体流KPI指标劣化，提高指标劣化，提高VOD告警精准度告警精准度STB监测点：VOD RTSP信令分析点播时延为1.87秒，属于偏慢RTSP信令流

21、程分析： (1) BO服务器对Setup响应速度快（0.068s)(2) STB响应速度慢：间隔0.362s发送Play信令(3) BO服务器对Play信令的响应速度慢（0.508s）(4) VSS推流服务器间隔927s发送第一个媒体帧、由此可见，VOD点播性能问题主要发生在BO和VSS之间的交互上。STB监测点：EPG信令分析EPG Portal服务器响应速度快，但完成页面所有元素下载的总时长较慢EPG/HTTP信令交互流程 STB监测点：EPG页面下载时延分析部分EPG页面总下载时长可达10秒EPG页面的URLBO监测点：EPG访问数和成功率BO监测点：基于EPG服务器的统计分析EPG服务器列表EPG服务器0的汇总统计KPI访问EPG服务器0的STBEPG服务器0的KPI历史趋势图BO监测点：基于RTSP服务器的统计分析RTSP服务器列表RTSP服务器3的汇总统计KPI访问RTSP服务器3的STBRTSP服务器1