黃 建，雒江濤，李 勇

（重慶郵電大學 通信網與測試技術重點試驗室，重慶 400065）

責任編輯:孫 卓

0 引言

交互式網絡電視（IPTV）是一種利用寬帶網，集互聯(lián)網、多媒體、通信等技術于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內的多種交互式服務的技術[1]。伴隨著國家三網融合的推進，經過5年多的探索和發(fā)展，國內IPTV產業(yè)已經日漸成熟，擁有了初具規(guī)模的用戶群，成為電信運營商不可忽視的經濟增長點[2]。隨著IPTV產業(yè)的爆發(fā)式增長，IPTV服務質量成為運營商面臨的突出問題，為了提高用戶對IPTV的認同率，運營商必須做到及時發(fā)現(xiàn)并快速準確解決問題，要做到這一點必須依賴于可靠而有效的監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

本文的研究目的在于設計一種基于嵌入式Linux的IPTV測試儀軟件平臺的實現(xiàn)方案。軟件應能準確測量IPTV的所有性能指標，提供良好的圖形用戶界面，同時具有很強的兼容性和可擴展性，并兼?zhèn)湎鄳木W絡維護和數(shù)據(jù)管理功能。該方案應用于IPTV網絡最后1 km的維護，經實際測試表明軟件具有很好的可靠性和實用性。

1 開發(fā)平臺簡介與軟件總體結構

1.1 開發(fā)平臺簡介

Linux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統(tǒng)，作為一個現(xiàn)代網絡型操作系統(tǒng)，其中所涉及的技術涵蓋了操作系統(tǒng)技術的最新成果。Linux是一個領先的操作系統(tǒng)，世界上運算最快的超級計算機都是運行Linux操作系統(tǒng)[2]。

Qt是諾基亞開發(fā)的一個跨平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架，其宗旨是“一次編碼到處編譯”。Qt具有完全面向對象，擁有豐富的API，支持2D/3D圖形渲染，支持OpenGL，容易擴展，并且允許真正地組件編程等優(yōu)勢[3]。Qt開發(fā)員僅需要學會一種API來寫入應用程序，該程序可在任何地方運行。

本文采用Fedora 9嵌入式操作系統(tǒng)，以Qt4.6為主要編程工具，實現(xiàn)圖形界面和應用程序的功能。

1.2 軟件總體結構

根據(jù)功能需求，IPTV測試儀應具有IPTV測試、在線視頻播放、線纜測試、xDSL測試、數(shù)據(jù)管理、網絡應用等功能。因此，從IPTV測試儀的功能角度出發(fā)，本文將測試儀的軟件平臺劃分為應用層、控制層和功能層3層，如圖1所示。

圖1 從功能角度劃分軟件架構

1）應用層。用于封裝與具體測試項無關的呈現(xiàn)和管理模塊，如繪圖控制模塊負責將測試數(shù)據(jù)以曲線圖形式直觀呈現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理模塊用于測試結果的保存、刪除和導出到外設等管理，網絡應用包括Ping，Traceroute等IP數(shù)據(jù)測試和PPPoE撥號等IP連接特性測試。應用層的各個模塊均由控制層進行調度和管理，各個模塊之間相對獨立。

2）控制層。管理各功能子界面之間的切換、隱藏、銷毀等操作，同時組織、控制和管理其他功能模塊，并與其他模塊協(xié)商接口細節(jié)。以xDSL測試為例，xDSL測試包括ADSL，VDSL，ADSL 2，ADSL 2+等測試，在進行ADSL測試的同時不能進行VDSL測試，此時控制層就必須進行管理，防止系統(tǒng)崩潰。

3）功能層。封裝了與特定功能實現(xiàn)相關的后臺操作、庫文件調用和驅動程序交互接口。從用戶的角度出發(fā)，其作用體現(xiàn)為用戶從選擇某項功能測試、配置相關測試參數(shù)、執(zhí)行測試到結束測試的整個過程。

2 主要模塊設計

如圖1中軟件總體架構所示，系統(tǒng)的軟件部分主要分為主控模塊和測試數(shù)據(jù)管理模塊。其中主控模塊包括軟硬件交互和測試功能實現(xiàn)、異常處理、測試數(shù)據(jù)的實時顯示以及曲線圖繪制。測試數(shù)據(jù)管理模塊用于對測試結果的處理，包括存儲、查看、刪除、導出到外設等。

2.1 主控模塊

主控模塊是整個軟件架構的核心。用于控制其他功能模塊的運行和交互，實現(xiàn)軟硬件的交互和測試結果的實時處理等。如圖2所示，以IPTV測試為例，用戶首先對測試參數(shù)進行配置（頻道選擇、測試模式選擇等），在對配置項進行合法性檢驗后主控模塊會創(chuàng)建一個新的測試線程，主要實現(xiàn)測試指標的實時處理和曲線圖繪制。而主線程則管理各界面的切換控制、測試結果的實時顯示以及測試線程的終止等操作。

Qt有很多自帶的類，其中QThread類就用于實現(xiàn)線程的相關操作[4]。本例中啟動測試線程代碼為:

首先重載QThread類，然后創(chuàng)建線程類對象，之后調用類的成員函數(shù)即可啟動線程。測試結束后主控模塊負責終止線程，并根據(jù)用戶的選擇保存測試結果。

2.2 測試數(shù)據(jù)管理模塊

在一次IPTV測試過程中，一部分參數(shù)是不會發(fā)生變化的，如IP地址、端口號等，一部分參數(shù)是在有錯誤發(fā)生時才發(fā)生變化的，比如TR101290的測試指標，而MDI等指標卻是實時變化的[1，4-5]。為了節(jié)約資源，同時提高程序的執(zhí)行效率，設計了如圖3所示的存儲模式。

圖2 IPTV測試控制流程

以頻道為單位對測試結果進行存儲，其中在測試過程中不發(fā)生變化的參數(shù)只存儲一次，由于TR101290指標在有錯誤時發(fā)生變化，因此只在錯誤發(fā)生時刻記錄該值，而MDI等指標則每秒鐘記錄一次。在測試過程中這些結果都保存在RAM內存中，測試過程結束后根據(jù)用戶的選擇將RAM內存中的數(shù)據(jù)寫入Flash中永久保存。

對于保存在Flash中的文件，用戶可以對其進行查看、刪除以及導出到外設等操作，這符合測試儀表的規(guī)范。

3 軟件測試

IPTV測試儀表應用于IPTV網絡最后1 km的維護，如圖4所示，主要測試節(jié)點都在客戶家庭，如Modem前后端、STB前后端、TV前端等，可在這些節(jié)點進行測試[6]。統(tǒng)計顯示，IPTV的主要故障點均為上述節(jié)點。通過本測試方案可以方便地測試接入線路質量、網絡狀況以及故障定位。

圖4 IPTV測試節(jié)點

1）測試環(huán)境包括1臺IPTV測試儀；1個電信IPTV賬號；1個Modem。

2）測試結果。圖5為MDI:DF參數(shù)實測結果，本文的軟件平臺能同時以數(shù)字形式實時呈現(xiàn)測試指標值，以及以曲線圖形式直觀反應測試指標的變化趨勢。圖6為數(shù)據(jù)管理界面，通過本模塊可以實現(xiàn)測試文件的查看、刪除和導出到外設等操作。

圖5 MDI:DF實測結果（截圖）

圖6 測試數(shù)據(jù)管理界面（截圖）

4 小結

本文針對IPTV測試儀的功能需求，研究并設計了一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的IPTV測試儀表軟件平臺的實現(xiàn)方案。通過實際IPTV業(yè)務環(huán)境下的測試結果表明，該軟件平臺不僅能準確提取IPTV的各項測試指標，而且具有良好的圖像用戶界面，同時具備一定的數(shù)據(jù)管理和網絡應用功能。目前此方案已成功商用于某市的電信IP?TV服務提供商，市場反應良好。

[1]趙湘陽，張治中，席兵.IPTV測試儀系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].電視技術，2009，33（9）:115-117.

[2]方磊.IPTV視頻傳輸質量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].重慶:重慶郵電大學，2007.

[3]BLANCHETTE J，SUMMERFIELD M.C++GUIprogramming with Qt 4[M].2nd ed.北京:電子工業(yè)出版社，2008.

[4]ETSITR101290，Measurementguide-lines for DVB systems[S].2001.

[5]易欣，張治中.基于WinCE的IPTV測試儀前臺軟件設計[J].電視技術，2009，33（12）:108-111.

[6]YD/T 1696-2007，機頂盒IPTV業(yè)務平臺接口技術要求[S].2007.