視頻分析儀-IPTV+VOD+OTT

1、5/27/2022Page 1視頻視頻分析儀分析儀在三在三網(wǎng)融合中的應(yīng)用網(wǎng)融合中的應(yīng)用Page 25/27/2022內(nèi)容綱要內(nèi)容綱要v“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”面臨的機遇和挑戰(zhàn)面臨的機遇和挑戰(zhàn)vIP視頻視頻 QoS/QoE測試技術(shù)測試技術(shù)vNGB VOD監(jiān)測監(jiān)測方案方案v視頻視頻故障診斷中心系統(tǒng)故障診斷中心系統(tǒng)v測試測試案例分析案例分析Page 35/27/2022“三網(wǎng)融合”正在改變廣電和電信行業(yè)的戰(zhàn)略格局v“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”使得電信和廣電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)面貌一新，遍及接入、使得電信和廣電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)面貌一新，遍及接入、邊緣和核心網(wǎng)邊緣和核心網(wǎng)v在在“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”的競賽中落伍者將很難延續(xù)的競賽中落伍者

2、將很難延續(xù)v電信行業(yè)：電信行業(yè)：IPTV是繼90年代末電信運營商部署光纖之后的又一次進行大規(guī)模資本投入的最大動力IPTV使得電信運營商可以與廣電部門競爭v廣電行業(yè)：廣電行業(yè)：有線電視數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換工作已基本完成 廣電運營商需要加快雙向網(wǎng)絡(luò)的改造，大力提供豐富多彩的互動業(yè)務(wù)，例如：VOD、OTT TV、VoIP業(yè)務(wù)等。v用戶體驗質(zhì)量 (QoE) 是“三網(wǎng)融合”新業(yè)務(wù)成功的關(guān)鍵所在！保證保證“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合” 業(yè)務(wù)質(zhì)量是業(yè)務(wù)質(zhì)量是至關(guān)重要的至關(guān)重要的- IPTV/VOD業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)測試是關(guān)鍵測試是關(guān)鍵!廣電運營商廣電運營商的的“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”VoIP寬帶寬帶互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)有線有線電視電視電信運營商

3、電信運營商的的“三網(wǎng)融三網(wǎng)融合合”IPTVVoIP寬帶寬帶互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)Page 45/27/2022影響“三網(wǎng)融合”用戶體驗(QoE)的因素 QoE受技術(shù)和商業(yè)因素的影響 其它因素其它因素網(wǎng)絡(luò)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)設(shè)施安全性 及可靠性技術(shù)因素技術(shù)因素頻道切換、VOD/EPG響應(yīng)時延視頻和音頻（媒體）質(zhì)量可擴展性： (在高負載情況下的性能)容量： (用戶數(shù)量)合理的價格好的節(jié)目內(nèi)容可用性Page 55/27/2022影響視頻用戶體驗（QOE）的因素有哪些?QoS 和和QoE 與圖形業(yè)務(wù)的對應(yīng)關(guān)系與圖形業(yè)務(wù)的對應(yīng)關(guān)系視頻視頻QoE 參數(shù)參數(shù)IP/RTP丟包率丟包率IP/RTP 抖動抖動節(jié)目參考時鐘節(jié)目參考時鐘(

4、PCR) 抖動抖動錯誤指示計數(shù)錯誤指示計數(shù)IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量構(gòu)成業(yè)務(wù)質(zhì)量構(gòu)成TS同步字節(jié)錯誤同步字節(jié)錯誤/丟失丟失PAT/PMT表格錯誤表格錯誤連續(xù)性連續(xù)性 指示指示(CC) 錯誤錯誤PID丟失錯誤丟失錯誤PCR 錯誤、抖動錯誤、抖動Service ProvisioningIGMP LatencyRTSP LatencyEPG頁面響應(yīng)頁面響應(yīng)/下載時延下載時延IGMP 組播加入時延組播加入時延RTSP命令響應(yīng)命令響應(yīng) 時延時延內(nèi)容質(zhì)量內(nèi)容質(zhì)量MPEG-TS碼流質(zhì)量碼流質(zhì)量IP網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量用戶互動質(zhì)量用戶互動質(zhì)量TCP/UDP/RTP重傳重傳圖像阻滯 圖像模糊，邊緣失真, 視覺噪音音頻

5、: 音視頻信號同步, 馬賽克、卡片 黑屏、花屏、藍屏電子節(jié)目單(EPG) 訪問感受直播頻道切換速度VoD點播和操作感受視頻視頻 QoS參數(shù)參數(shù)節(jié)目源的品質(zhì)節(jié)目源的品質(zhì),注注1注 1: 需對圖像內(nèi)容進行解碼分析Page 65/27/2022由由 IETF RFC 4445定義，定義， 被被IP 視頻質(zhì)量聯(lián)盟視頻質(zhì)量聯(lián)盟 (IPVQA)所推崇所推崇可擴展性：可同時測試高達十萬路用戶的視頻質(zhì)量可擴展性：可同時測試高達十萬路用戶的視頻質(zhì)量包括兩個組成部分：包括兩個組成部分： 時延系數(shù)時延系數(shù) (DF) 、媒體丟幀率、媒體丟幀率 (MLR)時延系數(shù)（Delay Factor) 當(dāng)存在網(wǎng)絡(luò)抖動時，時延系數(shù)

6、可反映需要多大的緩沖區(qū)空間（用毫秒表示相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)量）以避免丟幀的發(fā)生。 可以用于設(shè)定避免丟包發(fā)生所需的告警門限媒體丟幀率（Media Loss Rate）每秒的媒體丟幀數(shù)量丟幀表示網(wǎng)絡(luò)無法進行正常的傳輸圖像媒體傳送指標(biāo) (MDI) 抖動抖動丟包丟包亂序亂序被工業(yè)界廣泛認可的用來測試被工業(yè)界廣泛認可的用來測試IPTV網(wǎng)絡(luò)設(shè)施所提供的圖像質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)設(shè)施所提供的圖像質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)可能延遲數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，從而引入抖動和丟包的出現(xiàn)這些損傷都會影響IPTV的視頻質(zhì)量.MDI是是IPTV QoS指標(biāo)，而非指標(biāo)，而非QoE指標(biāo)指標(biāo)Page 75/27/2022丟一個IP包 (內(nèi)含7 MPEG 包)對圖象質(zhì)量的影響IP丟

7、包對丟包對 3.75 Mbps 視頻流的影響視頻流的影響: B 幀丟失幀丟失 vs. I 幀丟失幀丟失單個單個 B-幀幀 IP 包的丟失包的丟失(發(fā)生在發(fā)生在3.1秒秒, 1 個圖像幀受到影響個圖像幀受到影響)單個單個 I-幀幀 IP 包的丟失包的丟失(發(fā)生在發(fā)生在 2.4秒秒, 14 個圖像幀受到影響個圖像幀受到影響)Source: DSL ForumPage 85/27/2022IPTV QoE（視頻MOS）的測量方法 VQM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 (無參考的視頻質(zhì)量評價方法)該VQM無參考MOS分值經(jīng)ITU J.144R 全參考模型VQM 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)，可達到90%的相關(guān)性。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的好處神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的

8、好處: 簡單,輕量 靈活,適應(yīng)性好 可對成百上千路的視頻流同時給出MOS分值I 幀幀丟丟失率失率丟幀丟幀率率P幀幀丟丟失率失率IP 層參數(shù)層參數(shù)I 幀幀速率速率幀之間的差異幀之間的差異圖像層參數(shù)圖像層參數(shù)IP和圖像的參數(shù)和圖像的參數(shù)應(yīng)用程序應(yīng)用程序視頻質(zhì)量視頻質(zhì)量結(jié)果值結(jié)果值VQM機制機制經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型VQM視頻視頻MOS的計算要充分考慮的計算要充分考慮I/P/B丟幀、視頻編碼格式、碼率丟幀、視頻編碼格式、碼率、屏幕分辯率、屏幕分辯率、GOP模式等因素才能準(zhǔn)確反映用戶體驗的視頻質(zhì)量模式等因素才能準(zhǔn)確反映用戶體驗的視頻質(zhì)量Page 95/27/2022準(zhǔn)確的VOD點

9、播延遲分析最終用戶實際感受到的最終用戶實際感受到的VOD節(jié)目播放延遲（節(jié)目播放延遲（T2）第一個MPEG PAT【注】PAT - Program Association Table (用于描述各電視節(jié)目PID的表格)，STB收到PAT表格才可以開以音視頻解碼Describer用戶點播VOD節(jié)目開始收到VOD數(shù)據(jù)流.VOD點播響應(yīng)時延（T1）Setup PlayRTSP信令時間媒體流數(shù)據(jù)T1反映的是反映的是VOD網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)；T2反映的是用戶體驗指標(biāo)。反映的是用戶體驗指標(biāo)。通過準(zhǔn)確的通過準(zhǔn)確的QoE測量，有助于優(yōu)化測量，有助于優(yōu)化VOD點播時延點播時延Page 105/27/202

10、2Tunneling & Link & Physical LayerIPUDPRTCPIP 視頻協(xié)議棧TCPISMA RTPTSMPEG-2 TSIGMPVOD 控制信令控制信令HTTPRTSPFLV, MP4,3GPHLS(TS)RTP視頻編碼，如：視頻編碼，如：MPEG2, H.264, MPEG4, H.263, AVSIPTV、VOD媒體流協(xié)議棧OTT視頻協(xié)議棧組播組播控制信令控制信令Page 115/27/2022 高效率：高效率： 基于Web的用戶界面( OS無關(guān))，無需安裝客戶端軟件，支持多多用戶用戶同時遠程遠程訪問一臺視頻分析儀。提升維護效率，降低維護成本。 強

11、大的測試功能：強大的測試功能： 同時對上千路上千路視頻流進行媒體和信令層面的QoE測試，并支持深入挖掘功能以發(fā)現(xiàn)造成故障的根本原因。 性價比高：性價比高： 提供多種軟硬件平臺和靈活的軟件許可機制，適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測點，可以滿足不同的使用需求，減少 CAPEX 和OPEX 。 實用性：實用性：簡單易用的用戶界面和專家系統(tǒng)功能專家系統(tǒng)功能， 可以快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題，適合一線工程技術(shù)人員方便掌握。 可擴展性：可擴展性： 支持最全面的IP視頻協(xié)議棧和視頻應(yīng)用，包括IPTV，VOD，OTT網(wǎng)絡(luò)視頻，移動視頻，視頻會議，視頻監(jiān)控等應(yīng)用。視頻分析儀的主要優(yōu)點5/27/2022Page 12NGOD監(jiān)測方案監(jiān)測

12、方案Page 135/27/2022視頻分析儀在廣電NGB網(wǎng)絡(luò)中的部署IP/MPLS核心網(wǎng)核心網(wǎng)視頻頭端視頻頭端IPQAM分前端分前端VOD服務(wù)器服務(wù)器骨干交換骨干交換機機1 or 10GigE交換機交換機1 or 10 GigECableOLTONUEoCModemSTBSTBODN家庭網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)絡(luò)高性能 EVA 探針便攜式 EVA 1EVA 接入探針 EVA探針管理器中心服務(wù)器 統(tǒng)一的EVA探針管理 集中的 KPI監(jiān)控 集中事件管理EVPM Clients(Web GUI)EVA-PDA手持式儀表 BO服務(wù)器服務(wù)器Portal服務(wù)器服務(wù)器234567總前端總前端Page 1

13、45/27/2022硬件平臺便攜式便攜式建議配置：Intel 雙核CPU, 2GB RAM, 320GB HD10/100/1000M RJ-45電口OS: Windows XP, Win7, Win8最高50路H.264標(biāo)清流 (200Mb/s)適用監(jiān)測點：家庭網(wǎng)絡(luò)或IPQAM上聯(lián)口接入接入探針探針I(yè)ntel 雙核CPU, 2GB RAM, 320GB HD2個10/100/1000M RJ-45電口2個千兆SFP光接口最高250路H.264標(biāo)清流 (500Mb/s)適用監(jiān)測點：IPQAM或OLT上聯(lián)口高性能高性能探針探針I(yè)ntel (432)核CPU, (4-16)GB RAM, 500G

14、 - 2TB HD4-8個千兆SFP光口 (或2個10GE光口)最高2000路H.264標(biāo)清流 (4Gb/s)適用監(jiān)測點：BO、EPG服務(wù)器信令監(jiān)測；TS over IP碼流；VOD服務(wù)器出口PDA手持儀表手持儀表1GHz CPU, 512MB RAM, 4GB Flash 2個10/100M RJ-45電口(支持串接)OS: Android 4.0支持1路H.264標(biāo)清流或高清流適用監(jiān)測點：家庭網(wǎng)絡(luò)性性 能能低低高高不同不同的硬件的硬件平臺適用不同的平臺適用不同的監(jiān)測點和視頻流量監(jiān)測點和視頻流量Page 155/27/2022導(dǎo)致NGOD QoE問題的根本原因媒體層面媒體層面 對視頻質(zhì)量進行

15、對視頻質(zhì)量進行MOS評分評分通過提供對視頻內(nèi)容的測試以發(fā)現(xiàn)用戶體驗問題 MPEG TS ETSI TR-101 290 分析分析功能功能 對MPEG傳送流參數(shù)及其對QoE的影響進行測量 實時的實時的RTP性能性能分析分析對RTP流參數(shù)及其對QoE的影響進行測量 實時的實時的MDI測量功能測量功能 對IP傳輸參數(shù)及其對QoE的影響進行測量VOD 信令層面信令層面 對對每個每個VOD用戶的用戶的 RTSP和和HTTP/EPG 的的信令進行測量信令進行測量,確定信令層面的性能問題Page 165/27/2022QoS 測量測量 自動探測和區(qū)分VoD和IPTV數(shù)據(jù)流 MPEG PES I/P/B 統(tǒng)計

16、 詳細的MPEG TS統(tǒng)計分析ETSI TR 101 290第一和第二優(yōu)先級事件PCR抖動測量PSI和PCR速率 按PID和ES顯示比特率和利用率丟包和重復(fù)包計數(shù) RFC4445 MDI:DF 和MDI:LR測量 詳細的RTP QoS統(tǒng)計 RTP抖動、丟包和延遲等傳輸指標(biāo) RFC 3357 單向丟包模式分析 QoE 測量測量 客觀視頻MOS分?jǐn)?shù) 實時監(jiān)視和監(jiān)聽MPEG-2、H264、MPEG-4、AVS（或其它安裝的CODEC）的視頻流 IPTV頻道切換和VOD RTSP命令響應(yīng)時間測試視頻 QoS/QoE 測量指標(biāo)Page 175/27/2022Page 17進行“由上至下”的故障診斷方法E

17、VA測量頁面功能說明【網(wǎng)絡(luò)總覽】頁面可使工程師一目了然地了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)的健康狀況，包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、流媒體、告警流的數(shù)量和告警事件列表；用戶可從告警列表自動定位到觸發(fā)告警的視頻流和相應(yīng)的采樣點?！久襟w流總覽】頁面自動發(fā)現(xiàn)被測網(wǎng)絡(luò)中所有的IPTV和VOD視頻流，實時測量所有流的QoS/QoE指標(biāo)，并以表格和多線圖的方式顯示這些流的關(guān)鍵參數(shù)及歷史趨勢。【媒體流詳細頁面顯示所選擇的特定視頻流從MPEG PES層、TS層到RTP層的的各項參數(shù)指標(biāo)。它還可對該路流進行實時的音視頻回放，從而讓網(wǎng)絡(luò)工程師體驗用戶的真實IPTV視頻觀看效果，便于進行用戶體驗質(zhì)量出問題的故障診斷。EVA支持對選中的特定媒體流

18、進行原始數(shù)據(jù)文件錄制的功能，并可將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成pcap格式，可通過Wireshark進行詳細的協(xié)議解碼分析。監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生告警監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生告警找出受影響的用戶找出受影響的用戶/節(jié)目節(jié)目故障故障/問題發(fā)生問題發(fā)生由上至下的故障診斷方法論由上至下的故障診斷方法論解決問題解決問題啟動深入挖掘功能啟動深入挖掘功能過濾特定的用戶過濾特定的用戶/流流分析詳細的用戶分析詳細的用戶/流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)驗證問題的存在驗證問題的存在在【網(wǎng)絡(luò)總覽】頁面發(fā)現(xiàn)異常告警流對告警媒體流進行多參數(shù)關(guān)聯(lián)的歷史趨勢分析找到故障的根本原因并解決 在【媒體流總覽】頁面中，過濾出紅/黃告警的媒體流在【媒體流詳細】頁面對告警媒體流進行基于PI

19、D和PES 層的詳細分析，以及視頻回放對特別疑難的故障，可保存媒體流的原始數(shù)據(jù)文件，并進行的詳細協(xié)議解碼分析操作操作流程流程某廣電網(wǎng)絡(luò)公司NGOD業(yè)務(wù)質(zhì)量測試測試案例案例測試環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測方式：方式：1)在機頂盒和家庭網(wǎng)關(guān)之間通過在機頂盒和家庭網(wǎng)關(guān)之間通過HUB接入，對接入，對VOD和和EPG流量進行監(jiān)測；流量進行監(jiān)測；2)在機房通過交換機鏡像對在機房通過交換機鏡像對BO服務(wù)器的進出流量服務(wù)器的進出流量監(jiān)測。監(jiān)測。STB監(jiān)測點：出現(xiàn)其它STB流量v在測試期間，在被監(jiān)測在測試期間，在被監(jiān)測STB端口出現(xiàn)一路來自其它端口出現(xiàn)一路來自其它STB的流量。的流量。v建議對建議對VSS推流服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進

20、行檢查，分析出現(xiàn)其它推流服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行檢查，分析出現(xiàn)其它STB串流的原因。串流的原因。來自其它機頂盒的高清流量該機頂盒出現(xiàn)一次斷流，導(dǎo)致視頻卡頓STB監(jiān)測點：VOD媒體流KPI同信令事件關(guān)聯(lián)分析被測機頂盒2的標(biāo)清回看流量在此期間進行了快進操作在快進期間出現(xiàn)的媒體流KPI劣化被標(biāo)識為綠色事件 專利技術(shù)：通過專利技術(shù)：通過RTSP信令分析，可隔離由于信令分析，可隔離由于VOD用戶行為（如暫停、用戶行為（如暫停、快進）導(dǎo)致的媒體流快進）導(dǎo)致的媒體流KPI指標(biāo)劣化，提高指標(biāo)劣化，提高VOD告警精準(zhǔn)度告警精準(zhǔn)度STB監(jiān)測點：VOD RTSP信令分析點播時延為

21、1.87秒，屬于偏慢RTSP信令流程分析： (1) BO服務(wù)器對Setup響應(yīng)速度快（0.068s)(2) STB響應(yīng)速度慢：間隔0.362s發(fā)送Play信令(3) BO服務(wù)器對Play信令的響應(yīng)速度慢（0.508s）(4) VSS推流服務(wù)器間隔927s發(fā)送第一個媒體幀、由此可見，VOD點播性能問題主要發(fā)生在BO和VSS之間的交互上。STB監(jiān)測點：EPG信令分析EPG Portal服務(wù)器響應(yīng)速度快，但完成頁面所有元素下載的總時長較慢EPG/HTTP信令交互流程 STB監(jiān)測點：EPG頁面下載時延分析部分EPG頁面總下載時長可達10秒EPG頁面的URLBO監(jiān)測點：EPG訪問數(shù)和成功率BO監(jiān)測點：基于EPG服務(wù)器的統(tǒng)計分析EPG服務(wù)器列表EPG服務(wù)器0的匯總統(tǒng)計KPI訪問EPG服務(wù)器0的STBEPG服務(wù)器0的KPI歷史趨勢圖BO監(jiān)測點：基于RTSP服務(wù)器的統(tǒng)計分析RTSP服務(wù)器列表RTSP服務(wù)器3的匯總統(tǒng)計KPI訪問RTSP服務(wù)器3的STBRTSP服務(wù)器10