VOD业务质量监测和故障诊断方法

孙水军

摘 要：近年来，随着IP网络和应用的迅速发展以及通信市场竞争的日益加剧，全球的各大电信运营商和广电运营商正掀起一股股“三网融合”网络和业务发展的热潮。在IPTV和数字视频业务中，VOD点播和时移电视业务越来越收到人们的青睐，并逐渐成为“三网融合”的杀手级应用。然而，由于VOD和时移电视业务均采用IP单播技术来实现视频媒体流的传输，当很多用户同时点播同一部热片时，很容易产生较高的突发流量，对视频服务器和IP骨干网造成较大的压力，从而引起网络拥塞和丢包，造成IP视频业务的视频质量下降（如马赛克、花屏、卡屏、黑屏等现象）。

关键词：VOD

一 VOD 系统故障诊断和定位方法

1 单监测点，多层面的参数关联分析

通过对IP视频协议栈的多个层面参数的关联分析比较，来判断问题是由IP承载网或VOD平台所引入。

·TS层和RTP层的丢包关联分析：通过这种关联分析，可以在单个监测点，就能判断VOD业务质量问题是由于视频服务器编码问题造成的还是IP网络丢包造成的，例如：

a）若RTP层不存在丢包，而TS层存在丢包，则TS层丢包是由于视频服务器造成的;

b）若TS层和RTP层都存在丢包，且两者的丢包率相当，则说明TS层丢包主要是由于IP网络丢包引起的;

·RTP丢包、重传包和重复包的关联分析：通过这种关联分析可以测量VOD平台的ARQ重传工作机制，并可判断被监测点的上下游网络节点的丢包情况。例如：若在某个网络中间节点检测到RTP重复包，则可判断该中间点的下游节点存在丢包，而在其上游节点（包括该中间点）不存在丢包;

·TS层和RTP层的抖动关联分析：通过这种关联分析，可以分别评估出视频编码服务器和IP网络对媒体层总体抖动的影响程度。例如：若MDI：DF值较高，而RTP抖动很低，这说明较高的DF值是在视频服务器输出时就已经存在的，IP网络并没有引入过多的额外抖动。

·视频MOS和MDI：LR和DF的关联分析：通过这种关联分析可以判断视频质量（用户体验质量，QoE）同网络质量（QoS）的关系。一般情况下，MDI：LR（媒体丢帧率）对视频MOS的影响会比较明显。

以下是一个通过EVA进行多协议层面QoS/QoE指标进行关联分析的VOD测试示例。在该示例中，EVA对视频MOS、吞吐率、TS层丢包和RTP层丢包进行关联分析，我们可以看见RTP层和TS层都出现明显丢包（丢包率均在5.8%左右），这说明IP网络出现故障和丢包，并导致了媒体层丢包和视频MOS下降至3分左右。

2多监测点相同参数的关联分析

通过对同一个VOD媒体流经过的多个网络节点的QoS/QoE参数进行关联比较，从而判断问题是由于哪个层面的网络设备所造成的。通过多个探针/端口关联的TS层和RTP层丢包、抖动分析，可以判斷丢包、抖动是由于视频服务器、IP城域网或宽带接入网所引入的。

·多口关联的丢包分析：通过多口关联的TS层和RTP层丢包分析，可以判断丢包是由于视频服务器、IP城域网或宽带接入网所引入的。

·多口关联的抖动分析：通过多口关联的MDI：DF和RTP抖动分析，可以判断抖动是由于视频服务器、IP城域网或宽带接入网所引入的。

如下图所示，EVA多端口自动关联报表可将经过多个网络监测点（如视频服务器出口、IP核心网、宽带接入网和家庭网络）的同一路媒体流的多端口KPI指标绘制在同一报表中加以关联分析，从而便于快速定位造成业务质量损伤的网络瓶颈位置。

3 VOD 媒体流KPI指标同RTSP信令事件关联的分析方法

对于VOD点播和时移电视监测来说，用户对STB的操作行为（如暂停、快进、快退等）都有可能导致VOD媒体流KPI的劣化，例如：吞吐率下降、视频MOS分值变差、MDI：DF增大、TS丢包等。为了区分用户行为和IPTV平台/网络导致的媒体流KPI劣化，将媒体流KPI同RTSP信令事件进行关联显示是至关重要的。

EVA媒体流总览页面可将RTSP信令事件图标（如播放、暂停、快进、快退等）显示在单播媒体流KPI线图上，并将这些事件周围的媒体流KPI事件标识为绿色事件。如下图所示，在用户进行VOD 2倍速和4倍速快进操作期间，IP媒体流的吞吐率（蓝色曲线）出现了明显的下降，并出现TS丢包（紫色曲线）和视频MOS下降（黑色曲线），这些KPI指标劣化事件被标识为绿色事件，并未触发红、黄告警。

用户还可双击信令图标可自动跳转到用户信令页面，进一步分析该用户的具体RTSP信令流程，并可以查看各项RTSP信令KPI指标（如VOD点播时延、点播成功率和RTSP命令响应时延等）。

参考文献：

[1]  赵大军，刘思平.视频质量评估方法及规范，电信工程技术与标准化，2011，4： 41-43

[2]   吴雪波. IPTV测试技术详解[J].中国数字电视，2007，5：55-57