IPTV終端測試關(guān)鍵點分析
金偉 2006/11/08
IPTV作為一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男碌木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，備受電信運營商的重視，紛紛在各地區(qū)開展多個業(yè)務(wù)試用點。運營商的這一舉動帶動了設(shè)備制造商的積極性，特別是IPTV終端更是各類設(shè)備制造商研發(fā)的重點。但是，由于IPTV是一個新業(yè)務(wù)，目前試運營大多構(gòu)建于單一設(shè)備制造商的技術(shù)解決方案上，終端與系統(tǒng)是捆綁關(guān)系，沒有為終端提供開放的系統(tǒng)環(huán)境。從長遠(yuǎn)考慮，業(yè)務(wù)不斷發(fā)展會促進產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，如果終端繼續(xù)維持與系統(tǒng)的捆綁關(guān)系非常不利于產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，同時也會阻礙IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展。針對這種情況，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會及時成立了IPTV業(yè)務(wù)特別工作組，重點研究IPTV業(yè)務(wù)系列標(biāo)準(zhǔn)，其中就包括IPTV終端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過協(xié)會成員單位的深入研究和多次討論，最終形成《IPTV機頂盒技術(shù)要求》終端標(biāo)準(zhǔn)，目前已和其他IPTV標(biāo)準(zhǔn)一起提交信息產(chǎn)業(yè)部報批。
IPTV業(yè)務(wù)的終端存在多種類型，可以有PC機、機頂盒配合電視機、移動便攜設(shè)備(如手機、PDA等)。從家庭用戶的實際應(yīng)用習(xí)慣上來看，機頂盒+電視機類型的終端在IPTV業(yè)務(wù)中應(yīng)該是主流終端。在IPTV機頂盒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對機頂盒的業(yè)務(wù)能力、功能、性能、接口、安全和應(yīng)用環(huán)境等給出了具體技術(shù)要求。首先，IPTV機頂盒應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，可以提供標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的直播、點播和時移三種基本業(yè)務(wù)能力。業(yè)務(wù)能力的檢測是一個綜合測試項目，它應(yīng)建立在以下一系列技術(shù)指標(biāo)檢測項之上，如接口電氣性能、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性、編解碼能力、協(xié)議一致性、互通性等。只有其他各項指標(biāo)完全滿足技術(shù)要求，才能使終端充分展現(xiàn)出IPTV業(yè)務(wù)的魅力。
IPTV機頂盒終端是一種類似家庭媒體平臺的設(shè)備，需要多種類型接口。網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)可以有10/100BAES-T、ADSL、WLAN等接口，外接設(shè)備側(cè)有音視頻接口、紅外遙控接口，以及下行以太網(wǎng)接口、VGA接口、USB接口等等。IPTV機頂盒所用的接口，基本都是公開標(biāo)準(zhǔn)接口。在測試過程中，主要關(guān)注機頂盒所具有的接口是否可以滿足IPTV基本業(yè)務(wù)的需求以及機頂盒附加功能所提供的接口是否完備。
IPTV機頂盒性能測試重點要考察機頂盒的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和抗時延抖動的能力。一個機頂盒的優(yōu)劣表現(xiàn)在它對于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)能力。IPTV業(yè)務(wù)傳輸是基于現(xiàn)存IP網(wǎng)絡(luò)的，由于IP技術(shù)的固有機制不能提供端到端的包延時、包丟失率以及帶寬控制能力，難以保證實時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，因此在IPTV直播業(yè)務(wù)這種要求實時性強的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，就會造成服務(wù)質(zhì)量下降。在同樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如果機頂盒的設(shè)計合理可以彌補一些網(wǎng)絡(luò)缺陷，如適當(dāng)配置緩存，使直播業(yè)務(wù)的內(nèi)容在機頂盒中經(jīng)過短暫緩存再播放出去，從用戶感官上提高圖像的效果。在測試過程中，在媒體服務(wù)器與機頂盒之間適當(dāng)加入網(wǎng)絡(luò)損傷，當(dāng)媒體數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綑C頂盒再播放時，觀察圖像變化。不同機頂盒的播放效果會有差別，以此可以較為直觀地評價機頂盒的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性能。當(dāng)然也可以用儀表更量化的分析圖像質(zhì)量來測試機頂盒性能。
機頂盒編解碼能力和圖像功能也是測試重點。機頂盒的輸出接口包括模擬復(fù)合視頻接口和S視頻接口，采用RGB格式。有些機頂盒還配備有模擬分量接口(采用YPbPr格式)、VGA接口。如果是支持標(biāo)清和高清的機頂盒，那么典型的測試信號格式還應(yīng)當(dāng)包括480i、480p、576i、576p、720p、1080i或某些VGA格式。在測試過程中采用定制碼流，有些測試還需要將其它測試碼流與定制碼流進行復(fù)合，來進行圖像質(zhì)量測試、功能測試。模擬復(fù)合視頻和模擬分量視頻的測試信號質(zhì)量參數(shù)有所不同。在通常情況下，模擬復(fù)合視頻有四類測量參數(shù)，它們是幅度和定時測量、線性失真、非線性失真和噪聲失真。對于模擬分量視頻測試更關(guān)心的是每個RGB/YPbPr通道的頻率響應(yīng)、K2T、非線性、噪聲和通道延遲。有關(guān)詳細(xì)參數(shù)不在此處討論。除此之外，在圖像質(zhì)量測試中需要關(guān)注的參數(shù)還有色度/亮度增益和延遲、頻率響應(yīng)、群延遲、K因子、差分增益和差分相位、亮度非線性和噪聲等。
機頂盒測試的另一個重點是協(xié)議一致性。在IPTV機頂盒技術(shù)要求中，規(guī)定了各接口的通信協(xié)議棧。對機頂盒實現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)的各個過程的通信協(xié)議都有具體要求，特別是在媒體傳輸與控制相關(guān)協(xié)議棧中，規(guī)定機頂盒可以采用實時流傳輸協(xié)議RTP/RTCP和GB/T13818-12000的規(guī)定MPEG-2TS兩種方式進行媒體封裝和傳輸。采用這兩種傳輸協(xié)議都可以有效避免網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的包亂序，利用RTP/RTCP的有效載荷區(qū)域，可以識別承載類型。利用MPEG-2TS傳輸，其封裝包內(nèi)有一個內(nèi)置的4位連續(xù)計數(shù)器，根據(jù)計數(shù)器順序，可以利用帶有IP和MPEG解碼雙重能力的在線測試設(shè)備就能夠方便地檢測到是否有包亂序。
互通性是機頂盒與IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間信息交互、媒體傳輸、管理控制等一系列通信過程的保證。在通常情況下，只要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的協(xié)議棧設(shè)計的機頂盒，利用儀表進行單機測試都可以滿足協(xié)議一致性。然而在互通時由于采標(biāo)的差異，或延時的不同，都會給互通帶來困難。所以機頂盒與系統(tǒng)的互通性是測試的重點，也是測試的難點。如何解決互通問題，目前很多解決方案采用中間件方式。機頂盒與系統(tǒng)之間采用公開的API接口，機頂盒提供必要的硬件平臺和相應(yīng)的中間件適配層。機頂盒的某些功能通過下載插件獲得，互通過程完全由系統(tǒng)完成。同時，機頂盒的很多擴展業(yè)務(wù)能力也可以利用中間件下載，使機頂盒更有利于適應(yīng)不斷發(fā)展的業(yè)務(wù)需求。中間件方案將計算機軟件設(shè)計理念引入到電信設(shè)備中，是一個融合的思路，也是一種進步，會具有很好的發(fā)展前途。未來的機頂盒測試也可能增加中間件測試項。
除此之外，機頂盒作為用戶終端設(shè)備，也可以算是一種家用電器。在電器特性的測試上，既要進行電信終端的電磁兼容性等入網(wǎng)測試，還要通過家用電器的3C認(rèn)證。只有通過嚴(yán)格檢驗的機頂盒設(shè)備，才能為用戶提供性能良好的安全的終端，使其能夠顯現(xiàn)出完美的IPTV業(yè)務(wù)內(nèi)容。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)-人民郵電報
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