视频分析仪-IPTV+VOD+OTT

用户体验质量 (QoE) 是“三网融合”新业务成功的关键所在！
电信运营商 的“三网融 合” 宽带 互联网 IPTV
VoIP
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!
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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

广电运营商 的“三网融合” 宽带 有线 互联网 电视
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
VoIP

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。
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 • MPEG TS ETSI TR-101 290 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
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准确的VOD点播延迟分析
用户点播VOD节目 时间 RTSP 信令
Describer Setup Play
第一个MPEG PAT
媒体流 数据
开始收到VOD数据流.
VOD点播响应时延（T1） 最终用户实际感受到的VOD节目播放延迟（T2） 【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
帧之间的差异
VQM 机制
图像层参数
丢帧率 P帧 丢失率 I帧 丢失率 I帧 速率
神经网络的好处:
• 简单,轻量
视频质量 结果值
• 灵活,适应性好 • 可对成百上千路的视频流同时给 出MOS分值
IP 层参数
IP和图像的参数
应用程序
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
PID丢失错误 PCR 错误、抖动
马赛克、卡片 黑屏、花屏、蓝屏
IP/RTP丢包率
IP/RTP 抖动 TCP/UDP/RTP重传 Service Provisioning EPG 页面响应 /下载时延
注 1: 需对图像内容 进行解码分析
Latency IGMP 组播加入时延 Latency 时延 RTSP命令响应
视频分析仪 在三网融合中的应用
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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 NGB VOD监测方案 视频故障诊断中心系统 测试案例分析
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“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：
EVA-PDA 手持式仪表
家庭网络
BO 服务器
Portal 服务器
VOD 服务器
6
交换机
IPQAM
Cable
STB
2 视频头端 1
IP/MPLS 核心网 1 or 10 GigE
3
4
1 or 10GigE
家庭网络 EoC
骨干交换机 5
7
OLT
ODN
总前端
ONU
STB
分前端
Modem
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视频 QoS参数 IPTV业务质量构成
内容质量 MPEG-TS码流质量 IP网络传输质量 用户互动质量
节目源的品质,
注1
视频QoE 参数
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,
节目参考时钟(PCR) 抖动 错误指示计数 TS同步字节错误/丢失 PAT/PMT表格错误 连续性 指示(CC) 错误
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
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IP 视频协议栈
IPTV、VOD 媒体流协议栈 OTT视频 协议栈
视频编码，如：MPEG2, H.264, MPEG4, H.263, AVS
ISMA
RTCP RTP
TS
MPEG-2 TS
FLV, MP4, 3GP
HLS RTP (TS)
VOD 控制信令 组播 控制信令
HTTP TCP
RTSP
UDP IP
IGMP
Tunneling & Link & Physical Layer
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视频分析仪的主要优点
• 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。
• 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
•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

操作流程
在【网络总览】页面 发现异常告警流 在【媒体流总览】页面中，过 滤出红/黄告警的媒体流
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。
单个 I-帧 IP 包的丢失 (发生在 2.4秒, 14 个图像帧受到影响)
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IPTV 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)
经过训练的神经网络模型
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。

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。
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硬件平台
不同的硬件平台适用不同的 监测点和视频流量
高性能探针
• • • • Intel (4－32)核CPU, (4-16)GB RAM, 500G 2TB HD 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；TS over IP码流；VOD服务器出口
技术因素
视频和音频 （媒体）质量 安全性 及 可靠性
可扩展性： (在高负载情况下的性能) 容量： (用户数量)
网络设施
频道切换、 VOD/EPG 响应时延
好的节目内容
可用性
其它因素
合理的价格
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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
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
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媒体传送指标 (MDI)
——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 由 IETF RFC 4445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（Delay Factor)
•
•
•
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 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 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.
媒体丢帧率（Media Loss Rate）
• 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。
PDA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
低
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导致NGOD QoE问题的根本原因
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找到故障的根本原因并解决
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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
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NGOD监测方案
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视频分析仪在广电NGB网络中的部署
EVPM Clients (Web GUI)
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
高ห้องสมุดไป่ตู้能 EVA 探针
EVA 接 入探针
便携式 EVA
• RFC 3357 – 单向丢包模式 分析
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进行“由上至下”的故障诊断方法
故障/问题发生 监测系统产生告警 由上至下的故障诊断方法论 找出受影响的用户/节目 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 解决问题
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

对告警媒体流进行多参数 关联的历史趋势分析
【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。
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
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视频 QoS/QoE 测量指标
QoE 测量
• 客观视频MOS分数 QoS 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 •ETSI TR 101 290第一和第 二优先级事件
接入探针
• • • • • Intel 双核CPU, 2GB RAM, 320GB HD 2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
便携式
• • • • • 建议配置：Intel 双核CPU, 2GB RAM, 320GB HD 10/100/1000M 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
• •
抖动
乱序
丢包
MDI是IPTV QoS指标，而非QoE指标
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丢一个IP包 (内含7 MPEG 包)对图象质量的影响
IP丢包对 3.75 Mbps 视频流的影响: B 帧丢失 vs. I 帧丢失
Source: DSL Forum
单个 B-帧 IP 包的丢失 (发生在3.1秒, 1 个图像帧受到影响)