IPTV網(wǎng)絡優(yōu)化專題分析

姚 翀，馬育峰

（中國電信集團長治聯(lián)通運維部，長治 046000）

在三網(wǎng)融合背景下，IPTV逐漸成為傳統(tǒng)電信服務的新承載形式，許多電信運營商選擇采用這種方式提供服務，加快傳統(tǒng)電信服務模式轉(zhuǎn)型發(fā)展。IPTV的主要業(yè)務內(nèi)容包括直播、點播、即時時移服務和直播回看等。

在其網(wǎng)絡設計和優(yōu)化過程中，需要根據(jù)業(yè)務特點及易出現(xiàn)的問題，采取有效的調(diào)整措施，充分滿足用戶對媒體服務質(zhì)量的要求，從而獲得更好發(fā)展。

1 IPTV網(wǎng)絡易出現(xiàn)的故障問題及案例分析

1.1 故障分類

按照故障發(fā)生位置進行劃分，IPTV網(wǎng)絡故障可以分為以下幾種類型：一是用戶側(cè)故障問題，包括用戶終端和接入線纜發(fā)生的故障，此類多為網(wǎng)絡硬件故障問題，包括光纖和機頂盒故障等，影響范圍較??；二是承載網(wǎng)絡故障，目前IPTV主要以城域網(wǎng)為承載網(wǎng)絡，如果城域網(wǎng)出現(xiàn)故障問題，會導致IPTV網(wǎng)絡傳輸?shù)碾娨暪?jié)目受到影響，比如部分頻道出現(xiàn)失真、馬賽克現(xiàn)象等；三是平臺側(cè)故障問題，主要會對節(jié)目源下發(fā)產(chǎn)生影響，比如EPG故障，此時所有用戶均無法打開選單頁面，影響范圍較大[1]。

1.2 案例分析

在IPTV系統(tǒng)的實際運行過程中，上述網(wǎng)絡故障問題都有出現(xiàn)。比如某IPTV系統(tǒng)在正常運行中，部分頻道能夠正常觀看，而部分節(jié)目無法正常觀看。在登入接入層SR設備查看組播轉(zhuǎn)發(fā)表時發(fā)現(xiàn)，應包含136個組播條目的設備實際只有87個條目，由此導致剩余的49各節(jié)目無法正常收看。通入查詢指令查看PIM鄰居時查找到兩個PIM鄰居，查詢OSPF鄰居時發(fā)現(xiàn)4個，說明在設備的4條上行鏈路中，還有兩條鏈路未建立PIM鄰居。經(jīng)故障排查后發(fā)現(xiàn)，這是由于這兩條鏈路未啟用PIM SM，在對應端口啟用PIM SM后，PIM鄰居成功建立，故障得到排除。類似的問題在其他IPTV系統(tǒng)運行中也發(fā)生過，說明需要對IPTV網(wǎng)絡運行狀態(tài)進行監(jiān)測和調(diào)控[2]。

2 IPTV網(wǎng)絡的優(yōu)化措施

2.1 對緩存算法進行優(yōu)化

在IPTV系統(tǒng)運行過程中，存儲系統(tǒng)能力對用戶訪問能力有制約作用。系統(tǒng)存儲能力主要受磁盤速度、IO和緩存命中率等方面的影響。目前采用的緩存調(diào)度算法主要是基于隨機訪問機制和連續(xù)訪問機制設計的。在存儲過程中，文件會被分為多個數(shù)據(jù)塊，存儲到磁盤對應區(qū)域，一般數(shù)據(jù)塊大小為32K、64K和256K等。再由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)塊訪問熱度判斷調(diào)入或調(diào)出緩存的數(shù)據(jù)塊，這種相對隨機的訪問方式會影響系統(tǒng)服務能力，加快設備物理損耗。因此，需要對其緩存算法進行優(yōu)化。根據(jù)IPTV業(yè)務文件的特點，一個流媒體文件的大小可以達到幾十M或幾個G，在存儲系統(tǒng)中可實現(xiàn)連續(xù)訪問，而且其熱點集中度較高，容易判斷哪些文件屬于熱門文件。一個1T的緩存能夠裝下1000G文件，在準確識別熱門文件的前提下，可將其同時加載到緩存中。這樣在用戶集中訪問時，直接調(diào)用緩存文件即可，不需要涉及磁盤讀寫，可有效提升系統(tǒng)整體訪問速度，同時降低磁盤硬件設備的損耗，從而減少系統(tǒng)端發(fā)生故障的幾率。

2.2 對節(jié)點錄制方式進行優(yōu)化

在IPTV直播業(yè)務中，一般在CDN各級節(jié)點都可進行錄制，支持全程錄制，并錄制全部頻道。這是為了給時移業(yè)務和回看業(yè)務提供支持，這兩種業(yè)務一般占比較低，完全可以由中心節(jié)點和區(qū)域節(jié)點承載，這有極特殊情況下，比如世界杯和奧運會期間，業(yè)務出現(xiàn)激增，才需要使用邊緣節(jié)點進行錄制。但目前在平時的直播錄制過程中，邊緣節(jié)點也在使用，造成了較大的能源消耗。為降低直播錄制成本，在網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，可將邊緣節(jié)點的全程錄制改為選擇性啟動錄制，同時滿足正常情況下的成本節(jié)約需求和業(yè)務激增時的服務質(zhì)量要求。具體做法是在邊緣節(jié)點設置錄制開關，每個直播頻道對應一個，由系統(tǒng)記錄時移和直播回看業(yè)務的訪問量，當達到一定閾值后，啟動開關，讓邊緣節(jié)點參與直播錄制，其余時間則處于開關關閉狀態(tài)，不使用邊緣節(jié)點錄制。

2.3 對IPTV視頻質(zhì)量進行監(jiān)測

針對IPTV網(wǎng)絡運行過程中可能發(fā)生在系統(tǒng)端、承載網(wǎng)絡、用戶端的各種故障問題，需要采取視頻質(zhì)量監(jiān)測方法，對網(wǎng)絡運行狀態(tài)進行及時調(diào)整，使故障問題能夠得到快速解決。具體可采取以下幾方面監(jiān)測措施：一是對視頻源進行監(jiān)測，包括視頻流網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量監(jiān)測、視頻質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測、視頻內(nèi)容檢測等，對視頻質(zhì)量進行測量和分析。可采用鏡像和IGMP主動加流監(jiān)測方式或分光方式對數(shù)據(jù)流進行捕捉，在監(jiān)測頁面內(nèi)顯示所有節(jié)點的視頻質(zhì)量，設置警告閾值，若觸發(fā)閾值，在發(fā)出警告的同時呈現(xiàn)視頻質(zhì)量參數(shù)的相關信息，包括IP地質(zhì)、頻道名稱、吞吐量、丟包率等。此外還要對食品流量變化趨勢進行自動記錄，生成報表，對視頻流進行統(tǒng)計分析；二是對終端進行檢測，主要是對用戶端的機頂盒進行監(jiān)測，包括其基本信息、開機消息、機頂盒狀態(tài)信息等，如果發(fā)現(xiàn)機頂盒質(zhì)量指標出現(xiàn)下降，則要在線獲取基本質(zhì)量參數(shù)，并及時分析可能存在的故障問題，制定維護檢修計劃；三是對視頻流狀態(tài)進行監(jiān)測，主要監(jiān)測對象包括視頻質(zhì)量得分、MDI延遲、MDI丟包、網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量等，確保IPTV系統(tǒng)始終處于良好的運行狀態(tài)。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對IPTV網(wǎng)絡容易出現(xiàn)的故障問題進行分析，可以為IPTV網(wǎng)絡優(yōu)化提供方向。在此基礎上，通過同時對IPTV網(wǎng)絡運行的基礎算法、業(yè)務機制、運行過程等進行優(yōu)化，可以降低其故障發(fā)生幾率，并對故障問題作出快速反映，從而提高IPTV網(wǎng)絡整體運行質(zhì)量，為用戶提供滿意服務。