视频分析仪-IPTV+VOD+OTT

5/13/2020Page1视频分析仪在三网融合中的应用Page25/13/2020内容纲要“三网融合”面临的机遇和挑战IP视频QoS/QoE测试技术NGBVOD监测方案视频故障诊断中心系统测试案例分析Page35/13/2020“三网融合”正在改变广电和电信行业的战略格局“三网融合”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在“三网融合”的竞赛中落伍者将很难延续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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、OTTTV、VoIP业务等。用户体验质量(QoE)是“三网融合”新业务成功的关键所在！保证“三网融合”业务质量是至关重要的-IPTV/VOD业务测试是关键!广电运营商的“三网融合”VoIP宽带互联网有线电视电信运营商的“三网融合”IPTVVoIP宽带互联网Page45/13/2020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网络设施安全性及可靠性技术因素频道切换、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Page55/13/2020影响视频用户体验（QOE）的因素有哪些?QoS和QoE与图形业务的对应关系视频QoE参数IP/RTP丢包率IP/RTP抖动节目参考时钟(PCR)抖动错误指示计数IPTV业务质量构成TS同步字节错误/丢失PAT/PMT表格错误连续性指示(CC)错误PID丢失错误PCR错误、抖动ServiceProvisioningIGMPLatencyRTSPLatencyEPG页面响应/下载时延IGMP组播加入时延RTSP命令响应时延内容质量MPEG-TS码流质量IP网络传输质量用户互动质量TCP/UDP/RTP重传图像阻滞图像模糊，边缘失真,视觉噪音音频:音视频信号同步,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QoS参数节目源的品质,注1注1:需对图像内容进行解码分析Page65/13/2020•由IETFRFC4445定义，被IP视频质量联盟(IPVQA)所推崇•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：时延系数(DF)、媒体丢帧率(MLR)时延系数（DelayFactor)•当存在网络抖动时，时延系数可反映需要多大的缓冲区空间（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（MediaLossRate）•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)抖动丢包乱序——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IPTVQoS指标，而非QoE指标Page75/13/2020丢一个IP包(内含7MPEG包)对图象质量的影响IP丢包对3.75Mbps视频流的影响:B帧丢失vs.I帧丢失单个B-帧IP包的丢失(发生在3.1秒,1个图像帧受到影响)单个I-帧IP包的丢失(发生在2.4秒,14个图像帧受到影响)Source:DSLForumPage85/13/2020IPTVQoE（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ITUJ.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:•简单,轻量•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帧丢失率丢帧率P帧丢失率IP层参数I帧速率帧之间的差异图像层参数IP和图像的参数应用程序视频质量结果值VQM机制经过训练的神经网络模型VQM视频MOS的计算要充分考虑I/P/B丢帧、视频编码格式、码率、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Page95/13/2020准确的VOD点播延迟分析最终用户实际感受到的VOD节目播放延迟（T2）第一个MPEGPAT【注】PAT-ProgramAssociationTable(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）SetupPlayRTSP信令时间媒体流数据T1－反映的是VOD网络性能指标；T2反映的是用户体验指标。通过准确的QoE测量，有助于优化VOD点播时延Page105/13/2020Tunneling&Link&PhysicalLayerIPUDPRTCPIP视频协议栈TCPISMARTPTSMPEG-2TSIGMPVOD控制信令HTTPRTSPFLV,MP4,3GPHLS(TS)RTP视频编码，如：MPEG2,H.264,MPEG4,H.263,AVSIPTV、VOD媒体流协议栈OTT视频协议栈组播控制信令Page115/13/2020•高效率：基于Web的用户界面(OS无关)，无需安装客户端软件，支持多用户同时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：同时对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：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：简单易用的用户界面和专家系统功能，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：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5/13/2020Page12NGOD监测方案Page135/13/2020视频分析仪在广电NGB网络中的部署IP/MPLS核心网视频头端IPQAM分前端VOD服务器骨干交换机1or10GigE交换机1or10GigECableOLTONUEoCModemSTBSTBODN家庭网络家庭网络高性能EVA探针便携式EVA1EVA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EVPMClients(WebGUI)EVA-PDA手持式仪表BO服务器Portal服务器234567总前端Page145/13/2020硬件平台便携式•建议配置：Intel双核CPU,2GBRAM,320GBHD•10/100/1000MRJ-45电口•OS:WindowsXP,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•Intel双核CPU,2GBRAM,320GBHD•2个10/100/1000MRJ-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•Intel(4－32)核CPU,(4-16)GBRAM,500G-2TBHD•4-8个千兆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；TSoverIP码流；VOD服务器出口PDA手持仪表•1GHzCPU,512MBRAM,4GBFlash•2个10/100MRJ-45电口(支持串接)•OS:Android4.0•支持1路H.264标清流或高清流•适用监测点：家庭网络低高不同的硬件平台适用不同的监测点和视频流量Page155/13/2020导致NGODQoE问题的根本原因媒体层面•对视频质量进行MOS评分通过提供对视频内容的测试以发现用户体验问题•MPEGTSETSITR-101290分析功能对MPEG传送流参数及其对QoE的影响进行测量•实时的RTP性能分析对RTP流参数及其对QoE的影响进行测量•实时的MDI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•对每个VOD用户的RTSP和HTTP/EPG的信令进行测量,确定信令层面的性能问题Page165/13/2020QoS测量•自动探测和区分VoD和IPTV数据流•MPEGPESI/P/B统计•详细的MPEGTS统计分析•ETSITR101290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•RFC4445MDI:DF和MDI:LR测量•详细的RTPQoS统计•RTP抖动、丢包和延迟等传输指标•RFC3357–单向丢包模式分析QoE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VODRTSP命令响应时间测试视频QoS/QoE测量指标Page175/13/2020Page17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MPEGPES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。监测系统产生告警找出受影响的用户/节目故障/问题发生由上至下的故障诊断方法论解决问题启动深入挖掘功能过滤特定的用户/流分析详细的用户/流数据验证问题的存在在【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流程某广电网络公司NGOD业务质量测试案例测试环境监测方式：1)在机顶盒和家庭网关之间通过HUB接入，对VOD和EPG流量进行监测；2)在机房通过交换机镜像对BO服务器的进出流量监测。STB监测点：出现其它STB流量在测试期间，在被监测STB端口出现一路来自其它STB的流量。建议对VSS推流服务器和网络环境进行检查，分析出现其它STB串流的原因。来自其它机顶盒10.80.73.4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10.80.73.92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RTSP信令分析，可隔离由于VOD用户行为（如暂停、快进）导致的媒体流KPI指标劣化，提高VOD告警精准度STB监测点：VODRTSP信令分析点播时延为1.87秒，属于偏慢RTSP信令流程分析：(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EPGPortal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：