張桂紅 屈海偉

中國電信股份有限公司陜西分公司

0 引言

IPTV（交互式網(wǎng)絡(luò)電視）業(yè)務(wù)作為融合大趨勢下的產(chǎn)物，不僅滿足運營商業(yè)務(wù)創(chuàng)新的需求，而且可以為運營商轉(zhuǎn)變經(jīng)營思路，實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供切實可行的切入點，最終促進運營商綜合業(yè)務(wù)提供能力的提升。隨著IPTV用戶數(shù)量持續(xù)增長，在日常運營和維護中，由于缺少端到端的IPTV用戶感知測評手段，導(dǎo)致無法客觀評價用戶IPTV網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，維護服務(wù)中故障定位復(fù)雜、問題解決周期長，也造成了維護工作量的不斷增加。因此研究IPTV用戶感知測評系統(tǒng)，對于及時發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)異常、加快故障的定位與處理，進一步提升全網(wǎng)端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障能力至關(guān)重要，同時也可以提高客戶使用感知，支撐業(yè)務(wù)規(guī)模發(fā)展。如何快速高效解決用戶投訴問題，成為IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)運維過程中的重要課題,建設(shè)基于平臺與機頂盒監(jiān)控分析的IPTV用戶感知測評系統(tǒng)已經(jīng)十分必要。IPTV用戶感知測評系統(tǒng)通過質(zhì)量監(jiān)測工具和集中監(jiān)測平臺的部署，兼容不同節(jié)目源和不同機頂盒廠家型號，實現(xiàn)對IPTV業(yè)務(wù)端到端的監(jiān)控，滿足IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量可視、可管和品質(zhì)劣化預(yù)警，做到主動運維，快速界定IPTV業(yè)務(wù)故障，評估用戶業(yè)務(wù)體驗質(zhì)量，并指導(dǎo)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

1影響用戶感知的關(guān)鍵因素分析

影響用戶感知的關(guān)鍵因素主要包括視頻源質(zhì)量、用戶的交互體驗和觀看體驗，如圖1所示。

圖1 影響用戶感知的關(guān)鍵因素

視頻源質(zhì)量，取決于視頻源本身的清晰度、流暢度、保真度（色調(diào)、對比度）等因素，涵蓋了視頻源的分辨率、幀率、碼率、內(nèi)容、編碼和終端六個維度的指標，可以通過編碼類型、分辨率、幀率、碼率、內(nèi)容復(fù)雜度等客觀指標進行分析。

用戶交互體驗，取決于系統(tǒng)對用戶交互操作的響應(yīng)速度，涵蓋了平臺、網(wǎng)絡(luò)、終端對用戶交互體驗產(chǎn)生影響的指標，可以通過對用戶一次觀看行為中對EPG（電子節(jié)目指南）操作的響應(yīng)、視頻初始加載時長、頻道切換時長、快進快退的響應(yīng)等客觀指標進行分析。

觀看體驗的質(zhì)量，取決于觀看視頻過程中出現(xiàn)的畫質(zhì)劣化情況，包括花屏、馬賽克、卡頓等因素，涵蓋了系統(tǒng)對視頻服務(wù)過程中的劣化指標，可以通過對視頻信息的傳輸速度和丟失等客觀指標進行分析。客觀指標對用戶視頻體驗質(zhì)量的影響權(quán)重隨著時間的持續(xù)而弱化，當(dāng)花屏/卡頓事件出現(xiàn)時，視頻的質(zhì)量體驗立即下降，當(dāng)花屏/卡頓結(jié)束，恢復(fù)正常播放時，用戶對于視頻的質(zhì)量體驗就會逐漸的緩慢恢復(fù)。假如后續(xù)一直能持續(xù)正常播放，實時的質(zhì)量體驗會逐漸恢復(fù)到正常值。

用戶的視頻體驗質(zhì)量得分，是綜合視頻源質(zhì)量、交互體驗質(zhì)量、觀看體驗質(zhì)量，盡量真實反映用戶體驗感知的MOS值（平均主觀評分）。

2 IPTV用戶感知測評系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

設(shè)計了一種采用集中管理和分布部署的專門用于IPTV用戶感知測評系統(tǒng)的方案，該方案具有監(jiān)控功能豐富、可擴展性強等優(yōu)點，可滿足IPTV業(yè)務(wù)用戶感知測評的需要，提供從源端、網(wǎng)絡(luò)到終端用戶的質(zhì)量監(jiān)控，變被動運維為主動運維，可以實現(xiàn)全網(wǎng)質(zhì)量評估，以及群體用戶體驗問題故障告警，如頻道、平臺、網(wǎng)絡(luò)等群體性故障（告警）自動定界。

IPTV用戶感知測評系統(tǒng)總體架構(gòu)主要由媒體用戶感知測評中心、機頂盒探針和媒體服務(wù)器探針組成，用于對IPTV網(wǎng)絡(luò)中的視頻流質(zhì)量和機頂盒質(zhì)量進行監(jiān)控分析。IPTV用戶感知測評系統(tǒng)主要能實現(xiàn)直播頻道質(zhì)量監(jiān)控、機頂盒用戶感知測評與故障定位等三方面功能，該系統(tǒng)對業(yè)務(wù)質(zhì)量的監(jiān)控和故障快速定位具有重要的作用。

媒體用戶感知測評中心分為應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，系統(tǒng)均采用雙機方式安裝。其中應(yīng)用服務(wù)器負責(zé)WEB頁面（互聯(lián)網(wǎng)頁面）展示、內(nèi)部應(yīng)用的調(diào)度與處理，采集服務(wù)器負責(zé)媒體服務(wù)器探針與機頂盒探針上報數(shù)據(jù)的采集和分析，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲直播鏈路配置、點播節(jié)目配置、系統(tǒng)信息等數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器外掛磁陣進行數(shù)據(jù)存儲。

媒體用戶感知測評中心負責(zé)管理探針并采集探針上報的監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配置、監(jiān)控、告警、故障定位功能。配置媒體服務(wù)器探針和機頂盒探針的監(jiān)控鏈路和告警閾值等信息，媒體服務(wù)器探針和機頂盒探針的視頻質(zhì)量數(shù)據(jù)通過圖形化的方式進行監(jiān)控，收集媒體服務(wù)器探針和機頂盒探針的告警并進行實時展示，進行用戶報障的實時定位。

機頂盒監(jiān)控探針的部署采用C/S架構(gòu)（客戶機和服務(wù)器結(jié)構(gòu)），由管理服務(wù)器對機頂盒上版本進行管理控制,通過機頂盒的版本升級，將服務(wù)用戶感知測評模塊部署于每個機頂盒上，同時在網(wǎng)管監(jiān)控中心通過采集服務(wù)器來采集并匯總所有機頂盒上報的信息，實現(xiàn)所有機頂盒的集中監(jiān)控。IPTV用戶感知測評系統(tǒng)采用分布式部署探針，探針負責(zé)對節(jié)點的數(shù)據(jù)進行采集和分析，將分析結(jié)果傳送到媒體用戶感知測評中心，并根據(jù)分析結(jié)果判斷機頂盒的服務(wù)質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量超過門限值即表示質(zhì)量變差，則向媒體用戶感知測評中心發(fā)送上報告警信息。

媒體服務(wù)器探針的部署方式和工作原理與機頂盒探針相同，只是部署位置不同，媒體服務(wù)器探針部署在媒體服務(wù)器上。

3 IPTV用戶感知測評系統(tǒng)功能設(shè)計

IPTV用戶感知測評系統(tǒng)的主要功能模塊有三個：直播節(jié)目源監(jiān)控、用戶機頂盒監(jiān)控、故障定位。這三個模塊的具體功能如表1所示，其中每個功能模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)對IPTV媒體質(zhì)量與IPTV網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的監(jiān)控需求。IPTV用戶感知測評系統(tǒng)對直播節(jié)目、機頂盒進行實時視頻用戶感知測評，對視頻流的變化趨勢進行記錄，實時地對視頻流進行統(tǒng)計分析，根據(jù)設(shè)定的門限值進行自動報警發(fā)送至采集服務(wù)器，并提供簡單易讀的告警狀態(tài)指示?？筛鶕?jù)設(shè)定的預(yù)警策略，在出現(xiàn)變差趨勢時，進行預(yù)警通知。

表1 IPTV用戶感知測評系統(tǒng)功能模塊

直播節(jié)目源監(jiān)控根據(jù)需要在節(jié)目源部署探針，采集直播頻道的視頻流，可以根據(jù)時間、頻道名稱等查詢頻道質(zhì)量。圖2所示為頻道質(zhì)量查詢的入?yún)ⅰ?/p>

圖2直播頻道質(zhì)量入?yún)?/p>

機頂盒監(jiān)控設(shè)置了VMOS（視頻質(zhì)量綜合評分）、MR（媒體速率）、DF（時延）、MLR（媒體丟包率）四個指標，其中VMOS為視頻質(zhì)量綜合評價，低于2.5表示機頂盒視頻播放出現(xiàn)花屏和馬賽克，MR代表碼媒體率，DF代表媒體時延，MLR代表媒體丟包率。表2所示為機頂盒監(jiān)控指標。

表2 IPTV機頂盒監(jiān)控指標

故障定位的實現(xiàn)原理主要使用大量機頂盒質(zhì)量數(shù)據(jù)與平臺拓撲、城域網(wǎng)拓撲進行相關(guān)性分析，實現(xiàn)對IPTV平臺和承載網(wǎng)絡(luò)的聚類告警。

4 I P T V用戶感知測評系統(tǒng)功能展示

直播頻道監(jiān)控如圖3所示，可以查看每路頻道的可用率，可用率在99%以上呈現(xiàn)綠色，表示直播頻道質(zhì)量良好，根據(jù)質(zhì)量劣化的不同程度會出現(xiàn)橙色和紅色，同時點擊每個頻道可以展示該頻道的VMOS、碼流、時延、抖動、丟包等詳細質(zhì)量參數(shù)。

圖3 直播頻道監(jiān)控展示

機頂盒監(jiān)控如圖4所示，可以查看機頂盒的MAC地址（媒體訪問控制地址）、IP地址（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址）、歸屬EPG信息、機頂盒型號、VMOS、DF、MLR等詳細質(zhì)量參數(shù)，24小時視頻質(zhì)量情況以及業(yè)務(wù)響應(yīng)成功率和業(yè)務(wù)時延達標率。

圖4 機頂盒監(jiān)控展示

故障定位功能如圖5所示，可以對故障界面進行定位，如對節(jié)目源、平臺、網(wǎng)絡(luò)、機頂盒等信息進行準確定位。

圖5 故障定位功能展示

通過對機頂盒等監(jiān)測點信息的采集，建立了基于用戶感知測評的四個指標，可以分地市采集指標值，具體的指標及

含義如下：

表3 IPTV用戶感知測評系統(tǒng)統(tǒng)計的四個感知指標

5 結(jié)語

IPTV用戶感知測評系統(tǒng)對于全網(wǎng)視頻質(zhì)量評估具有非常大的作用，提供了從源端、網(wǎng)絡(luò)到終端用戶的質(zhì)量監(jiān)控，變被動運維為主動運維，實現(xiàn)了群體用戶體驗問題故障告警等功能，如頻道、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、鏈路等，可以發(fā)現(xiàn)影響用戶感知的Top問題并進行分析，同時對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供參考，以便進一步提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提升用戶感知。