1 IPTV業務現狀

　　2010 年“三網融合”進入實質性推動階段，運營商可以通過融合的基礎設施傳輸話音、視頻和數據等綜合業務。IPTV作為三網融合中重量級業務，要達到大規模應用需要有效的業務質量保障。消費者通常不會關注流量的優先級和丟失的數據包，而在意IPTV 節目流暢顯示不出現視頻障礙。從這個角度看，用戶體驗質量才是真正的關鍵所在。由于IPTV是電視類的媒體業務，用戶希望得到如同有線電視的服務水平，包括頻道切換速度、節目的圖像質量、播放的流暢性等。現有的寬帶業務質量監測側重于數據鏈路層和網絡層的監測，無法提供從用戶到媒體播放源之間端到端的監測，無法直接反映用戶對IPTV 業務的主觀感受，因此不能滿足IPTV 質量監測的需求。

　　2 IPTV 質量評價指標

　　IPTV 用戶體驗質量(QoE)是衡量IPTV 業務滿足用戶期望程度的指標，它包括IPTV 系統端到端的影響因素(客戶端、終端、網絡和業務架構等)，也受終端用戶的期望和主觀因素影響。客觀因素即IPTV 業務質量，它受業務因素、傳輸因素和應用因素的影響，主觀因素是指人的因素，包括情感、背景、態度、經驗及收費等因素，如圖1 所示。

　　圖1　IPTV用戶體驗質量影響因素

　　IPTV業務質量是指對IPTV用戶主觀感受產生影響的客觀性能指標。DSL 論壇TR-126 報告的研究結果表明，對IPTV 用戶主觀感受( 視頻MOS 評分)產生影響的客觀性能指標主要與視頻保真度(即視頻音頻質量)和業務互動性相關。IPTV 業務由數據面和控制面共同完成，其中數據面影響視頻音頻質量，控制面影響業務互動質量。視頻音頻質量主要有以下幾個方面：馬賽克、圖像模糊、邊緣失真、顫抖和視覺噪聲，音視頻不同步等。IPTV 用戶的數量增加、IPTV 業務網元負荷的增加以及其它業務流量同IPTV 相互爭奪有限的網絡資源，都會對IPTV數據包轉發的及時性和準確性產生重大影響。由此導致的傳輸層錯誤(包括數據包丟失和序列錯誤、延遲和抖動等)，會對視頻質量造成各種有害的影響。業務互動質量包括以下幾個方面：業務可用性，業務交互速度等。用戶互動質量與IPTV 應用的可靠性和傳輸網絡的及時性密切相關。

　　IPTV 質量監測系統是對IPTV 業務質量指標進行監測的系統，如圖2 所示。圖中虛線框所包含部分為IPTV 質量監測系統所監測指標，主要對業務總體質量評價指標和傳輸指標進行監測兩個層面進行監測。IPTV業務總體質量是業務因素、傳輸因素和應用因素綜合影響的結果，其評價指標可分為業務可用性評價指標、業務互動性能評價指標和業務使用性能評價指標。傳輸質量指標主要是監測網絡傳輸時可能發生的丟包、時延和抖動等對用戶主觀感受的影響。媒體傳輸質量指標包括MPEG TS 健康指標、媒體流傳送指標MDI 和RTP、IP傳輸相關指標。

　　圖2 IPTV質量監測指標

　　2.1 業務總體質量評價指標

　　業務總體質量可測量的指標可分為三類：業務可用性指標，業務互動性能指標和業務使用性能指標。等其中業務可用性指標可由網絡認證的成功(失敗)率、業務認證的成功(失敗)率、加入組播組成功(失敗)率、視頻單播申請成功(失敗)率、HTTP 請求成功(失敗)率等指標衡量;業務互動性能指標可由單播業務響應時間、頻道切換時間、Web 瀏覽反應速度等指標衡量;業務使用性能指標包含視頻播放斷流次數等指標。

　　2.2　傳輸質量評價指標

　　2.2.1　MPEG TS 健康指標

　　IPTV 使用MPEG TS 傳輸碼流在IP 網絡上承載和傳送視頻基本流(ES)，TS 碼流中包含了各種用于視頻流解碼所必須的信息內容。由于MPEG TS流的損傷會直接影響機頂盒的正常解碼和視頻質量，因此TS流的健康狀況監測對保障IPTV用戶體驗質量十分重要。ETSITR101 290 標準對MPEG TS流的健康指標進行了詳細的定義，需按ETSI TR101 290 標準對IPTV 上的MPEG TS 流進行的監測。

　　2.2.2　媒體交付指標(MDI)

　　為了反映IP 傳輸網損傷對IPTV 媒體質量的影響，IETFRFC4445 標準定義了媒體交付指標MDI( 也可叫做媒體流傳輸質量指標)，MDI 直接面向媒體包進行測量。

　　在MDI 標準中定義了兩個參數，即延遲系數(DF)和媒體丟包速率(MLR)。因此，通常MDI 由兩個數字顯示， 并用冒號隔開。例如：4.22:0.01(DF:MLR) 代表時延系數為4.22 毫秒，媒體丟包速率0.01包/ 秒。

　　延遲因素(DF)， 當IP 數據包在網絡中傳輸時，會被各種網絡設備進行排序、路由和轉發，以及網絡瞬時擁塞會導致數據通過網絡的時延變化，產生時延抖動。由于到達的IPTV 數據流的瞬時速率與機頂盒的處理速率不一致，那么數據包必須先在機頂盒中進行適當的緩沖后，然后在再以恒定的速率送至視頻解碼引擎。抖動越嚴重，需要消除抖動的緩沖器就越大。但是，采用較大緩沖器的代價是引入較大的延遲。另外，由于緩沖器的大小有限，過大的抖動會導致緩沖器上溢或下溢，從而導致媒體數據包的丟失，用戶看到的視頻就會時斷時續，并且圖像出現失真。而當網絡設備和解碼器的緩沖區容納的視頻內容時間不小于被測視頻流DF讀數時，將不會出現視頻播放質量的下降。因為網絡節點需要分配不小于DF 值的緩沖用于平滑視頻流抖動，所以DF 的最大值為視頻內容通過該網絡節點的最小延遲。