大規(guī)模IPTV系統(tǒng)中的測(cè)試與測(cè)量需求

Curtis Howe Marc Savoie 2007/07/16

圖1：IPTV網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化模型。

　　IPTV業(yè)務(wù)對(duì)視頻編碼、傳輸網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和更高層的應(yīng)用，特別是中間件和VOD應(yīng)用提出了許多嚴(yán)格的要求。下面將對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)的挑戰(zhàn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

信號(hào)獲取和頭端

　　首先，由于目前可提供的許多視頻內(nèi)容都是供在衛(wèi)星或有線電視網(wǎng)絡(luò)上分配使用的，由于帶寬的波動(dòng)可能超出IPTV可用容量，通常視頻將作為可變比特率業(yè)務(wù)送到運(yùn)營(yíng)商的頭端系統(tǒng)。該頭端必須將變化的比特率轉(zhuǎn)換成一個(gè)壓縮的恒定比特率業(yè)務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，每路標(biāo)清內(nèi)容所占用的帶寬在3 Mb/s以內(nèi)，而高清節(jié)目所需的帶寬為此帶寬的5-6倍(不過(guò)，最新的壓縮系統(tǒng)可以將帶寬需求減少50 %)。

　　對(duì)于每一個(gè)編碼器來(lái)說(shuō)，上述的壓縮比和處理要求仔細(xì)調(diào)整的離散參數(shù)多達(dá)20個(gè)左右，而通常IPTV系統(tǒng)中有多達(dá)幾百個(gè)可用信道。一旦最佳的編碼格式確定后，對(duì)于通信頭端的視頻通道上行碼流中的任何變化，它都必須保持不變。

IP傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)

　　在目前的頭端系統(tǒng)中，構(gòu)成50-250個(gè)線性廣播媒體流信道的視頻承載被送到區(qū)域分配中心，然后再送到本地中心局。不包括開(kāi)銷的廣播承載碼流高達(dá)750 Mb/s，如果包括開(kāi)銷和VOD，匯聚分配帶寬很容易超過(guò)1Gb/s。

　　支持IP的基礎(chǔ)設(shè)施包括交換機(jī)、路由器、radius 、DNS和 DHCP服務(wù)器、防火墻、負(fù)載平衡器、cache服務(wù)器和目錄服務(wù)器。

　　網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)目前是非常值得考慮的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗窃斐梢曨l損傷的一個(gè)原因。不過(guò)，隨著設(shè)備供應(yīng)商改進(jìn)其產(chǎn)品來(lái)支持視頻流，抖動(dòng)性能得到穩(wěn)定的改善。同時(shí)，機(jī)頂盒對(duì)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)具有很強(qiáng)的恢復(fù)能力，這是因?yàn)闄C(jī)頂盒中視頻緩沖器的不斷增加。

　　IP基礎(chǔ)設(shè)施方面的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是隨著為了擴(kuò)展服務(wù)區(qū)域而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，引入新功能和增加客戶時(shí)如何確保足夠的容量和性能。這就要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)的變化進(jìn)行嚴(yán)格的控制，特別是當(dāng)在產(chǎn)品中引入新技術(shù)或者現(xiàn)有技術(shù)的新版本的時(shí)候。

接入和家庭網(wǎng)絡(luò)

　　在最后一英里中，家庭網(wǎng)絡(luò)和機(jī)頂盒在IPTV系統(tǒng)中占據(jù)著最大的分量。在這些網(wǎng)絡(luò)段中，具有最少的故障自動(dòng)修復(fù)設(shè)備，而正是在最后一英里和家庭網(wǎng)絡(luò)中最易遭受環(huán)境的不利影響，并且業(yè)務(wù)很容易遭受到消費(fèi)者本身行為的影響，甚至是現(xiàn)場(chǎng)工程師的行為也是如此，這些工程師在對(duì)IPTV網(wǎng)絡(luò)的電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)時(shí)甚至根本意識(shí)不到他們正在對(duì)IPTV業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

　　機(jī)頂盒和機(jī)內(nèi)軟件也是提供IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵部分。除了視頻解碼功能外，通常機(jī)頂盒還維護(hù)程序?qū)б龜?shù)據(jù)，管理中間件交互事務(wù)，信號(hào)通道改變并支持用戶接口。

　　有許多問(wèn)題將影響機(jī)頂盒的正常工作。數(shù)據(jù)包丟失，各種MPEG誤碼和常見(jiàn)的版本問(wèn)題，都會(huì)引起為用戶提供的視頻信號(hào)產(chǎn)生問(wèn)題。

測(cè)試和管理需求

圖2總結(jié)了IPTV網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)的測(cè)試和管理需求。

圖2：各個(gè)子系統(tǒng)的測(cè)試和測(cè)量需求。

本文小結(jié)

　　為了滿足IPTV的各種獨(dú)特挑戰(zhàn)，寬帶IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品正在快速改進(jìn)。結(jié)合各種嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)更改控制程序，人們期望利用現(xiàn)有的無(wú)源IPTV測(cè)試和監(jiān)控技術(shù)以及新出現(xiàn)的端到端視頻監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)加速IPTV系統(tǒng)的部署和升級(jí)改造，同時(shí)確保所提供的視頻信號(hào)的質(zhì)量和可靠性。

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