VOD業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測和故障診斷方法

孫水軍

摘 要：近年來，隨著IP網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的迅速發(fā)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(wǎng)融合”網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的熱潮。在IPTV和數(shù)字視頻業(yè)務(wù)中，VOD點播和時移電視業(yè)務(wù)越來越收到人們的青睞，并逐漸成為“三網(wǎng)融合”的殺手級應(yīng)用。然而，由于VOD和時移電視業(yè)務(wù)均采用IP單播技術(shù)來實現(xiàn)視頻媒體流的傳輸，當(dāng)很多用戶同時點播同一部熱片時，很容易產(chǎn)生較高的突發(fā)流量，對視頻服務(wù)器和IP骨干網(wǎng)造成較大的壓力，從而引起網(wǎng)絡(luò)擁塞和丟包，造成IP視頻業(yè)務(wù)的視頻質(zhì)量下降（如馬賽克、花屏、卡屏、黑屏等現(xiàn)象）。

關(guān)鍵詞：VOD

一 VOD 系統(tǒng)故障診斷和定位方法

1 單監(jiān)測點，多層面的參數(shù)關(guān)聯(lián)分析

通過對IP視頻協(xié)議棧的多個層面參數(shù)的關(guān)聯(lián)分析比較，來判斷問題是由IP承載網(wǎng)或VOD平臺所引入。

·TS層和RTP層的丟包關(guān)聯(lián)分析：通過這種關(guān)聯(lián)分析，可以在單個監(jiān)測點，就能判斷VOD業(yè)務(wù)質(zhì)量問題是由于視頻服務(wù)器編碼問題造成的還是IP網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(dāng)，則說明TS層丟包主要是由于IP網(wǎng)絡(luò)丟包引起的;

·RTP丟包、重傳包和重復(fù)包的關(guān)聯(lián)分析：通過這種關(guān)聯(lián)分析可以測量VOD平臺的ARQ重傳工作機制，并可判斷被監(jiān)測點的上下游網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的丟包情況。例如：若在某個網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點檢測到RTP重復(fù)包，則可判斷該中間點的下游節(jié)點存在丟包，而在其上游節(jié)點（包括該中間點）不存在丟包;

·TS層和RTP層的抖動關(guān)聯(lián)分析：通過這種關(guān)聯(lián)分析，可以分別評估出視頻編碼服務(wù)器和IP網(wǎng)絡(luò)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(wù)器輸出時就已經(jīng)存在的，IP網(wǎng)絡(luò)并沒有引入過多的額外抖動。

·視頻MOS和MDI：LR和DF的關(guān)聯(lián)分析：通過這種關(guān)聯(lián)分析可以判斷視頻質(zhì)量（用戶體驗質(zhì)量，QoE）同網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量（QoS）的關(guān)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(jìn)行多協(xié)議層面QoS/QoE指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)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(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，我們可以看見RTP層和TS層都出現(xiàn)明顯丟包（丟包率均在5.8%左右），這說明IP網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障和丟包，并導(dǎo)致了媒體層丟包和視頻MOS下降至3分左右。

2多監(jiān)測點相同參數(shù)的關(guān)聯(lián)分析

通過對同一個VOD媒體流經(jīng)過的多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的QoS/QoE參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較，從而判斷問題是由于哪個層面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所造成的。通過多個探針/端口關(guān)聯(lián)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(wù)器、IP城域網(wǎng)或?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)所引入的。

·多口關(guān)聯(lián)的丟包分析：通過多口關(guān)聯(lián)的TS層和RTP層丟包分析，可以判斷丟包是由于視頻服務(wù)器、IP城域網(wǎng)或?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)所引入的。

·多口關(guān)聯(lián)的抖動分析：通過多口關(guān)聯(lián)的MDI：DF和RTP抖動分析，可以判斷抖動是由于視頻服務(wù)器、IP城域網(wǎng)或?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)所引入的。

如下圖所示，EVA多端口自動關(guān)聯(lián)報表可將經(jīng)過多個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測點（如視頻服務(wù)器出口、IP核心網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)和家庭網(wǎng)絡(luò)）的同一路媒體流的多端口KPI指標(biāo)繪制在同一報表中加以關(guān)聯(lián)分析，從而便于快速定位造成業(yè)務(wù)質(zhì)量損傷的網(wǎng)絡(luò)瓶頸位置。

3 VOD 媒體流KPI指標(biāo)同RTSP信令事件關(guān)聯(lián)的分析方法

對于VOD點播和時移電視監(jiān)測來說，用戶對STB的操作行為（如暫停、快進(jìn)、快退等）都有可能導(dǎo)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(qū)分用戶行為和IPTV平臺/網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的媒體流KPI劣化，將媒體流KPI同RTSP信令事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)顯示是至關(guān)重要的。

EVA媒體流總覽頁面可將RTSP信令事件圖標(biāo)（如播放、暫停、快進(jìn)、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(biāo)識為綠色事件。如下圖所示，在用戶進(jìn)行VOD 2倍速和4倍速快進(jìn)操作期間，IP媒體流的吞吐率（藍(lán)色曲線）出現(xiàn)了明顯的下降，并出現(xiàn)TS丟包（紫色曲線）和視頻MOS下降（黑色曲線），這些KPI指標(biāo)劣化事件被標(biāo)識為綠色事件，并未觸發(fā)紅、黃告警。

用戶還可雙擊信令圖標(biāo)可自動跳轉(zhuǎn)到用戶信令頁面，進(jìn)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(biāo)（如VOD點播時延、點播成功率和RTSP命令響應(yīng)時延等）。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?趙大軍，劉思平.視頻質(zhì)量評估方法及規(guī)范，電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011，4： 41-43

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