探討IPTV業(yè)務(wù)保障 分析關(guān)鍵技術(shù)研究
2007/12/25
IPTV是當(dāng)前最熱門(mén)技術(shù)領(lǐng)域之一，主要的電信服務(wù)提供商都在努力推出自己的IPTV業(yè)務(wù)。研究了IPTV業(yè)務(wù)保障問(wèn)題及其重要意義，提出了從承載網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容傳送及業(yè)務(wù)體驗(yàn)三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)保障并分析了其中的關(guān)鍵技術(shù)。
電信行業(yè)的發(fā)展正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的電信業(yè)以話音業(yè)務(wù)為主，其壟斷的市場(chǎng)地位帶來(lái)了豐厚的利潤(rùn)，但I(xiàn)nternet的出現(xiàn)改變了這種壟斷局面，VoIP、即時(shí)通信等作為替代技術(shù)和應(yīng)用以其低使用成本吸引了一部分用戶，更為嚴(yán)重的是大大壓縮話音服務(wù)的利潤(rùn)空間。除了Internet帶來(lái)的影響，話音業(yè)務(wù)向移動(dòng)通信轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)對(duì)于固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商而言更是雪上加霜。ARPU值不斷下降，用戶離網(wǎng)率高是全世界的電信運(yùn)營(yíng)商都需要解決的問(wèn)題。為了擺脫當(dāng)前的困境，提供視頻業(yè)務(wù)并加強(qiáng)多業(yè)務(wù)綁定（bundling）是目前公認(rèn)的有效辦法。
提供融合的家庭業(yè)務(wù)，即在電視機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、電話和移動(dòng)設(shè)備等各種終端上提供交互式業(yè)務(wù)，代表了電信運(yùn)營(yíng)商的未來(lái)發(fā)展方向。IPTV是當(dāng)前最熱門(mén)技術(shù)領(lǐng)域之一，主要的電信服務(wù)提供商都在努力推出自己的IPTV業(yè)務(wù)。簡(jiǎn)單而言，IPTV是指在通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上使用IP協(xié)議提供數(shù)字電視業(yè)務(wù)的系統(tǒng)[1]。IPTV的優(yōu)勢(shì)包括傳統(tǒng)電視技術(shù)所不具備的雙向能力，它使業(yè)務(wù)提供商能夠提供用戶所需的視頻廣播和點(diǎn)播（VoD：Video
on Demand）及其他增值服務(wù)。廣播業(yè)務(wù)可以節(jié)約帶寬以提供更多的內(nèi)容，點(diǎn)播業(yè)務(wù)則可以滿足用戶的互動(dòng)需求。
IPTV提供商是希望通過(guò)提供有吸引力的、經(jīng)濟(jì)便捷的業(yè)務(wù)綁定從而與用戶建立可贏利的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)關(guān)系，然而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還存在諸多風(fēng)險(xiǎn)。在國(guó)外，有線多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商（MSO）通過(guò)提供語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)綁定取得了很大的成功，已經(jīng)吸引了大量的電信用戶，對(duì)傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。隨著監(jiān)管政策的放開(kāi)，國(guó)內(nèi)的電信運(yùn)營(yíng)商遲早要面臨相同的問(wèn)題。有線多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商也在謀求開(kāi)展IPTV業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施改造需要高達(dá)數(shù)十億美元的投入，失敗的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)任何運(yùn)營(yíng)商都是難以承受的。因此，IPTV業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)非常激烈，價(jià)格戰(zhàn)也將在所難免；為了贏得市場(chǎng)，電信運(yùn)營(yíng)商必須推出具有質(zhì)量保證的IPTV服務(wù)以滿足用戶的需求。
一、保障IPTV業(yè)務(wù)的重要性
和傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)不同，IPTV業(yè)務(wù)的視頻內(nèi)容主要來(lái)源于專業(yè)的內(nèi)容提供者，服務(wù)提供商通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)把內(nèi)容提供者與最終消費(fèi)者聯(lián)系起來(lái)。在提供IPTV服務(wù)的過(guò)程中，盡管通信網(wǎng)絡(luò)仍然是業(yè)務(wù)提供的基礎(chǔ)，內(nèi)容已經(jīng)成為不可缺少的組成部分。相對(duì)于話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，視頻業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。
IPTV是一種多媒體業(yè)務(wù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的QoS具有非常嚴(yán)格的要求。首先，由于視頻成分的存在，IPTV要求很高的傳輸帶寬。其次，IPTV中的音頻成分對(duì)傳輸時(shí)延提出了很高的要求。為了保證理想的聲音質(zhì)量，端到端的傳輸時(shí)延應(yīng)小于200毫秒，時(shí)延抖動(dòng)應(yīng)小于數(shù)十毫秒。由于多種媒體成分的同時(shí)存在，在播放時(shí)要保證各種媒體的時(shí)間同步。與用戶的交互能力是IPTV業(yè)務(wù)的重要特征，具備交互能力的同時(shí)保證良好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)對(duì)IPTV業(yè)務(wù)部署提出了更高的要求。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星電視和有線電視采用專網(wǎng)傳輸?shù)姆椒�，它們�(yōu)橛脩趔w驗(yàn)質(zhì)量（QoE：Quality of Experience）確立了很高的標(biāo)準(zhǔn)。保障良好的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)為電信運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)部署帶來(lái)了技術(shù)挑戰(zhàn)和潛在風(fēng)險(xiǎn)。視頻業(yè)務(wù)對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是全新的領(lǐng)域。為了開(kāi)展視頻業(yè)務(wù)，電信運(yùn)營(yíng)商將要面臨許多重大的挑戰(zhàn)，其中包括建設(shè)新的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)滿足IPTV大量的帶寬需求，重新規(guī)劃核心網(wǎng)絡(luò)以支持視頻業(yè)務(wù)傳輸，增加新技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容管理、分發(fā)與計(jì)費(fèi)等。這些挑戰(zhàn)不僅是技術(shù)上，而且會(huì)帶來(lái)很大的財(cái)務(wù)開(kāi)銷。由于需要處理復(fù)雜的內(nèi)容部分，IPTV業(yè)務(wù)提供非常昂貴。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)就需要花費(fèi)數(shù)十億美元。例如，美國(guó)的AT&T公司將花費(fèi)46億美元實(shí)現(xiàn)在2008年底前為40個(gè)新興市場(chǎng)的1900萬(wàn)家庭部署IPTV業(yè)務(wù)。
因?yàn)楝F(xiàn)有的有線和衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)都提供可靠的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，在所有的技術(shù)挑戰(zhàn)和投資之上，用戶質(zhì)量期望被格外重視。因?yàn)橥顿Y巨大而且用戶獲取成本很高，電信運(yùn)營(yíng)商需要以質(zhì)取勝。IPTV被認(rèn)為是非常有潛力的業(yè)務(wù)，但它必須可靠、可定制、足夠靈活，這樣才能推動(dòng)新用戶和運(yùn)營(yíng)收入的增加。不僅它們的業(yè)務(wù)提供要有足夠的吸引力從其它運(yùn)營(yíng)商那里吸引用戶，電信運(yùn)營(yíng)商還希望IPTV能夠滿足用戶更高的期望以降低用戶流失的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)普通用戶而言，畫(huà)面質(zhì)量、頻道可靠性和頻道響應(yīng)時(shí)間意味著一切。用戶已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)，他們對(duì)相同的質(zhì)量體驗(yàn)期望很高而容忍力很低。如前所述，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，不能提供高質(zhì)量的服務(wù)將使用戶轉(zhuǎn)投其它運(yùn)營(yíng)商。電信運(yùn)營(yíng)商的風(fēng)險(xiǎn)不僅在于丟掉IPTV用戶，而在于可能失去整個(gè)業(yè)務(wù)綁定。只有通過(guò)提供一致的、具有質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商才可以培養(yǎng)用戶的忠誠(chéng)度并減少用戶流失。因此，業(yè)務(wù)質(zhì)量保障意義重大，電信運(yùn)營(yíng)商需要在IPTV業(yè)務(wù)推廣的早期做好準(zhǔn)備，確定實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保障的技術(shù)方案。
二、IPTV業(yè)務(wù)保障關(guān)鍵技術(shù)
為了保證運(yùn)營(yíng)商的正常運(yùn)營(yíng)，端到端的業(yè)務(wù)保障是IPTV運(yùn)營(yíng)商的強(qiáng)烈需求，但無(wú)論是視頻質(zhì)量管理還是IP網(wǎng)絡(luò)資源管理對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商而言都是全新的挑戰(zhàn)。IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量保障的目標(biāo)是提供理想的用戶QoE。通常業(yè)務(wù)質(zhì)量通過(guò)業(yè)務(wù)提供商與用戶之間的服務(wù)等級(jí)約定（SLA）來(lái)確定。大多數(shù)用戶并不了解IPTV業(yè)務(wù)提供的技術(shù)，不能幫助確定問(wèn)題的原因。IPTV系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立的部分組成，問(wèn)題可能出現(xiàn)在電視機(jī)、機(jī)頂盒、內(nèi)容編碼/加密、用戶家庭網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)等。實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)保障有必要開(kāi)發(fā)工具完成以下任務(wù)：
- 設(shè)計(jì)一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，規(guī)劃和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的容量、QoS機(jī)制和資源保護(hù)機(jī)制，使得在正常情況下端到端路徑上網(wǎng)絡(luò)擁塞最小化。
- 測(cè)量和驗(yàn)證用戶服務(wù)質(zhì)量的SLA滿足情況，如有必要采取相應(yīng)的糾正行動(dòng)。包括監(jiān)視端到端的全部系統(tǒng)；如果某個(gè)部分發(fā)生故障發(fā)出指示信號(hào)，啟動(dòng)自動(dòng)故障管理與恢復(fù)的過(guò)程；判斷未解決的故障對(duì)服務(wù)效果和范圍的影響。
1.IPTV業(yè)務(wù)保障體系架構(gòu)
電信運(yùn)營(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的關(guān)鍵是通過(guò)提供SLA對(duì)用戶的服務(wù)等級(jí)負(fù)責(zé)。因此，運(yùn)營(yíng)商必須保證能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視并報(bào)告SLA。因?yàn)橛脩粢矔?huì)根據(jù)業(yè)務(wù)使用情況對(duì)運(yùn)營(yíng)商提出某種要求，運(yùn)營(yíng)商必須有適當(dāng)?shù)臋C(jī)制以清楚明確的方式通知用戶當(dāng)前的業(yè)務(wù)狀態(tài)。從用戶為中心的角度，所有重要的質(zhì)量指標(biāo)都要能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲得，即業(yè)務(wù)必須是端到端可視的；只要需要，可以用數(shù)據(jù)確定客戶的體驗(yàn)。電信運(yùn)營(yíng)商甚至可以定義新的測(cè)量準(zhǔn)則適應(yīng)新的業(yè)務(wù)以及業(yè)務(wù)等級(jí)。
IPTV業(yè)務(wù)保障解決方案需要能夠提供完整的端到端的業(yè)務(wù)可視化。網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和視頻內(nèi)容創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)特性都可能成為對(duì)用戶體驗(yàn)產(chǎn)生有害影響的潛在故障點(diǎn)。傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)不能提供所需的端到端可視化，也不能有效地監(jiān)視實(shí)時(shí)流量和業(yè)務(wù)。
IPTV業(yè)務(wù)涉及三個(gè)主要的組成部分：底層承載網(wǎng)絡(luò)、視頻內(nèi)容以及總的用戶體驗(yàn)。IPTV業(yè)務(wù)保障方案需要對(duì)這個(gè)三個(gè)方面的質(zhì)量提供可視化。通過(guò)連續(xù)不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的性能，電信運(yùn)營(yíng)商利用業(yè)務(wù)保障方案識(shí)別IP傳輸問(wèn)題或者視頻質(zhì)量損傷；通過(guò)端到端的可視化檢查視頻質(zhì)量，對(duì)高價(jià)值用戶的總的業(yè)務(wù)體驗(yàn)進(jìn)行預(yù)先管理。因此IPTV業(yè)務(wù)保障體系結(jié)構(gòu)包括三個(gè)關(guān)鍵方面：承載網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容以及用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，如圖1所示。
圖1 IPTV業(yè)務(wù)保障體系架構(gòu)
2.承載網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)
承載網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)開(kāi)展的平臺(tái)，承載網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保障是IPTV業(yè)務(wù)保障的基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)質(zhì)量保障需要充足的網(wǎng)絡(luò)容量。為了保證IPTV的業(yè)務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)必須提供足夠的帶寬以保證傳輸時(shí)分組丟失率和時(shí)延限制在一定范圍之內(nèi)。承載網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量保證首先要提高接入網(wǎng)的帶寬配備和管理核心網(wǎng)的帶寬使用[2]。
通常標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻流需要2 Mbit/s的帶寬；取決于壓縮標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求，高清晰度視頻流需要4 M～8 M的帶寬�？紤]到三重播放的需要，每個(gè)家庭至少需要20
Mbit/s以上的帶寬才能滿足IPTV的部署需求。當(dāng)前常用的接入技術(shù)包括xDSL和xPON。從技術(shù)上而言，兩者都可以通過(guò)適當(dāng)?shù)呐渲脻M足IPTV業(yè)務(wù)部署的需求。
現(xiàn)階段城域核心網(wǎng)以IP/MPLS及以太網(wǎng)技術(shù)為主，相對(duì)而言容量較為充足。但核心網(wǎng)是一個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)，不同業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)其網(wǎng)絡(luò)容量，因此有必要加強(qiáng)核心網(wǎng)容量管理以對(duì)其合理使用。對(duì)于廣播應(yīng)用，IP組播技術(shù)可以有效地節(jié)約帶寬，但是將不同的頻道分配到多個(gè)組播組中也帶來(lái)復(fù)雜的帶寬管理問(wèn)題。假定采用恒定比特率編碼方式，則不必考慮統(tǒng)計(jì)復(fù)用效應(yīng)。一種極端情況是每個(gè)頻道分配單獨(dú)的組播樹(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是不同的組播分支只需接收其想要的頻道內(nèi)容，因而傳輸效率較高。但如果頻道較多，這種方式將帶來(lái)很大的組播管理負(fù)擔(dān)，還會(huì)增加頻道切換的時(shí)間。另一種極端的情況是將所有的頻道放到一個(gè)IP組播樹(shù)中。顯然，用戶不可能同時(shí)觀看多個(gè)頻道，這種方式會(huì)造成嚴(yán)重的傳輸資源浪費(fèi)，但頻道切換快捷。多個(gè)組播樹(shù)可以進(jìn)行靈活的流量管理，而少量組播樹(shù)傳輸多個(gè)頻道可以大大降低信令負(fù)擔(dān)。因而IPTV業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)需要系統(tǒng)地評(píng)估用戶和頻道的實(shí)際情況，為多個(gè)頻道合理地規(guī)劃組播樹(shù)數(shù)量。
在IPTV業(yè)務(wù)部署之初，視頻點(diǎn)播的流量會(huì)小于廣播流量。但由于點(diǎn)播采用單播技術(shù)，取決于視頻服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中的位置，點(diǎn)播將消耗相當(dāng)大的核心網(wǎng)帶寬。VoD服務(wù)器的負(fù)載和連接服務(wù)器鏈路的利用率需要配置適當(dāng)并在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為了保證點(diǎn)播業(yè)務(wù)的質(zhì)量，可以對(duì)點(diǎn)播流量采用高優(yōu)先級(jí)傳輸，但優(yōu)先級(jí)的配置需要兼顧其他業(yè)務(wù)的帶寬需求。此外，為防止網(wǎng)絡(luò)過(guò)載造成傳輸質(zhì)量下降，接納控制機(jī)制是改善用戶體驗(yàn)的有效方法[3]。
實(shí)現(xiàn)承載網(wǎng)質(zhì)量保障的另一個(gè)關(guān)鍵因素是了解和理解網(wǎng)絡(luò)在傳輸視頻流量時(shí)的表現(xiàn)。有效的業(yè)務(wù)保障解決方案需要讓運(yùn)營(yíng)商能夠快速地判斷出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題的位置，并且在業(yè)務(wù)質(zhì)量下降之前予以修復(fù)。因此，承載網(wǎng)的質(zhì)量保障除了需要合理的容量配置與管理，還需要監(jiān)視、測(cè)量、診斷及維護(hù)等系統(tǒng)的方法。
3.內(nèi)容傳送質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)
對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，畫(huà)面質(zhì)量是業(yè)務(wù)體驗(yàn)的重要方面。定義畫(huà)面質(zhì)量模型是評(píng)價(jià)內(nèi)容傳送質(zhì)量的前提。衡量視頻質(zhì)量有多種指標(biāo)和模型。對(duì)視頻質(zhì)量指標(biāo)的嚴(yán)格定義仍然沒(méi)有定論是當(dāng)前主要的標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)界論壇討論的話題之一。由于視頻質(zhì)量來(lái)源于最終用戶的主觀感受，客觀地評(píng)價(jià)較為困難。平均主觀分?jǐn)?shù)（MOS：Mean
Opinion Score）是描述視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)常用工具。和話音類似，視頻MOS也分為五個(gè)等級(jí)，其中5級(jí)表示最高質(zhì)量等級(jí)。對(duì)于高質(zhì)量的視頻傳輸服務(wù)，通常要求分組丟失率在到之間；甚至更�。豢梢匀萑痰姆纸M時(shí)延在數(shù)百毫秒數(shù)量級(jí)，時(shí)延抖動(dòng)在數(shù)十毫秒數(shù)量級(jí)。
不難理解，分組網(wǎng)絡(luò)在分組丟失、時(shí)延及時(shí)延抖動(dòng)方面的缺陷對(duì)畫(huà)面質(zhì)量感受有很大的影響。實(shí)際上，用戶的IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)受到多方面的因素影響：內(nèi)容源質(zhì)量、編碼質(zhì)量及由于傳輸丟失、差錯(cuò)及時(shí)延造成的圖象質(zhì)量損傷等。盡管合理的規(guī)劃和配置承載網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)現(xiàn)端到端的用戶體驗(yàn)具有重要作用，但承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并不能解決IPTV業(yè)務(wù)保障的全部問(wèn)題。首先，承載網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多業(yè)務(wù)平臺(tái)，并不是專門(mén)針對(duì)IPTV業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。其次，減少或消除網(wǎng)絡(luò)的所有問(wèn)題會(huì)大大增加基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。
另一方面，用戶并不能感知也不在意良好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)來(lái)源于何處。為了在保障業(yè)務(wù)質(zhì)量的同時(shí)維持合理的成本結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)提供商有必要采取其它方法來(lái)改善用戶的視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)，應(yīng)用層內(nèi)容傳送技術(shù)是常用的技術(shù)手段。差錯(cuò)掩蓋（Error
Concealment）就是一種有效的應(yīng)用層視頻傳送質(zhì)量保證技術(shù)。
H.264（MPEG-4 part 10）定義了網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)層（Network Adaptation Layer）用以克服網(wǎng)絡(luò)傳輸產(chǎn)生的數(shù)據(jù)差錯(cuò)和丟失。關(guān)鍵比特的丟失，如圖像頭部信息會(huì)對(duì)解碼過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，所以關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須被分成多個(gè)部分以一種特殊的方式進(jìn)行處理。為了保證媒體數(shù)據(jù)的時(shí)間特性，多媒體數(shù)據(jù)通常采用輕權(quán)的傳輸協(xié)議，如UDP。因此，音視頻流在傳輸過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。檢測(cè)視頻流中的嚴(yán)重差錯(cuò)并且采取措施對(duì)之進(jìn)行掩蓋比簡(jiǎn)單地任由其降低畫(huà)面質(zhì)量效果要好得多，而沒(méi)有檢測(cè)出來(lái)的差錯(cuò)可以使圖像質(zhì)量嚴(yán)重下降。常用的差錯(cuò)掩蓋技術(shù)是在丟失少量視頻幀時(shí)簡(jiǎn)單地保持圖像不變或插入相鄰幀。音頻質(zhì)量也是QoE的組成部分，分組丟失帶來(lái)的差錯(cuò)也需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难谏w。如果運(yùn)用得當(dāng)并結(jié)合更底層類似的機(jī)制，差錯(cuò)掩蓋以及重傳和前向糾錯(cuò)能夠幫助減少偶爾的丟失和錯(cuò)誤分組。
用戶已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)電視的畫(huà)面質(zhì)量，因而低劣的圖象質(zhì)量是難以接受的。不幸的是，IPTV的傳輸質(zhì)量難以控制，IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l質(zhì)量可以在數(shù)秒內(nèi)發(fā)生變化。為了保障內(nèi)容質(zhì)量，自動(dòng)地、連續(xù)地視頻質(zhì)量主動(dòng)測(cè)量與被動(dòng)監(jiān)視，可以確保內(nèi)容經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到用戶時(shí)能夠保持質(zhì)量一致性。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)容質(zhì)量保障，運(yùn)營(yíng)商需要自動(dòng)地監(jiān)測(cè)視頻流并產(chǎn)生視頻質(zhì)量的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。相對(duì)于音頻情況，視頻質(zhì)量測(cè)量帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)。視頻質(zhì)量與視頻生成的設(shè)備有關(guān)，視頻編碼算法的復(fù)雜性，不同的應(yīng)用場(chǎng)合，視頻廣播和點(diǎn)播采用的傳輸技術(shù)等也會(huì)影響視頻的質(zhì)量體驗(yàn)。連續(xù)地測(cè)量視頻質(zhì)量以準(zhǔn)確地反映用戶的實(shí)際體驗(yàn)對(duì)IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)非常關(guān)鍵。
4.業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)
保障用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)對(duì)IPTV業(yè)務(wù)的成功至關(guān)重要。業(yè)務(wù)保障機(jī)制需要連續(xù)測(cè)量頻道切換時(shí)間及視頻功能的時(shí)延，提供運(yùn)營(yíng)商需要用來(lái)保證用戶體驗(yàn)的基本使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有提供用戶使用情況的業(yè)務(wù)保障機(jī)制，運(yùn)營(yíng)商就沒(méi)有事先確保用戶期望能夠得到滿足的必要依據(jù)。完整的業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量保障功能包括：
- 監(jiān)測(cè)頻道可用性及頻道切換性能；
- 提供用戶體驗(yàn)報(bào)告和使用的統(tǒng)計(jì)信息；
- 通過(guò)仿真機(jī)頂盒測(cè)試頻道選擇和執(zhí)行VoD交互功能的時(shí)延。
因?yàn)閮?nèi)容已經(jīng)推送到終端，所以傳統(tǒng)的電視頻道選擇反映非�？旖�，用戶體驗(yàn)良好。由于IPTV的協(xié)議特征，頻道選擇時(shí)延成為一個(gè)新問(wèn)題。IPTV采用IP組播技術(shù)，其中的基本協(xié)議是IP組管理協(xié)議（IGMP）。組播避免了視頻頭端對(duì)每個(gè)用戶發(fā)送頻道內(nèi)容，大大節(jié)約了帶寬，增加了頻道容量。但采用IGMP意味著頻道切換在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，而不是本地的機(jī)頂盒。IGMP的加入與離開(kāi)操作時(shí)延成為影響用戶質(zhì)量體驗(yàn)的重要因素，同時(shí)發(fā)生的頻道加入請(qǐng)求數(shù)量將影響請(qǐng)求用戶加入組播組的性能。
為了使頻道轉(zhuǎn)換更加快捷，微軟在其IPTV系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了瞬時(shí)頻道切換（ICC：Instant Channel Change）技術(shù)。當(dāng)用戶切換頻道時(shí)，ICC保證畫(huà)面可以在瞬間出現(xiàn)。ICC的主要工作原理是在內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)中引入一個(gè)分發(fā)服務(wù)器（D服務(wù)器）來(lái)響應(yīng)用戶的頻道切換請(qǐng)求。當(dāng)用戶請(qǐng)求頻道切換時(shí)，剛開(kāi)始時(shí)的內(nèi)容不是通過(guò)加入相應(yīng)的組播組獲得，而是由D服務(wù)器以正常頻道速率的130%向請(qǐng)求終端發(fā)送一個(gè)單播流。ICC避免了頻道切換時(shí)的組播信令操作，因而可以消除用戶頻道切換的等待時(shí)間。另一方面，D服務(wù)器和請(qǐng)求終端之間的單播流量增加了視頻的帶寬使用，對(duì)承載核心和接入網(wǎng)絡(luò)有一定影響。
除了頻道切換時(shí)延外，以下幾個(gè)因素也會(huì)對(duì)用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)產(chǎn)生重要影響。VoD和個(gè)人視頻記錄（PVR：Personal Video Recorder）業(yè)務(wù)都是交互式業(yè)務(wù)，控制命令響應(yīng)時(shí)間是交互式業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。用戶暫停、回退及快進(jìn)控制命令的響應(yīng)時(shí)間IPTV質(zhì)量的基本指標(biāo)。機(jī)頂盒的重啟時(shí)間也可能成為用戶的煩惱，特別是重啟可能丟掉與網(wǎng)絡(luò)的同步。在IPTV系統(tǒng)需要處理多個(gè)同時(shí)認(rèn)證請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)問(wèn)題也可能出現(xiàn)。在多媒體數(shù)據(jù)流中，音視頻回放可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間不一致，即“唇同步”問(wèn)題，當(dāng)音視頻流需要通過(guò)IPTV網(wǎng)絡(luò)的不同部分處理時(shí)此問(wèn)題往往會(huì)變得更加嚴(yán)重。對(duì)于上述問(wèn)題，都需要實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，在問(wèn)題出現(xiàn)之前或初期就及時(shí)加以解決以保證用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量。
三、結(jié)語(yǔ)
由于技術(shù)的進(jìn)步和替代網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的出現(xiàn)，電信行業(yè)的發(fā)展正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了擺脫當(dāng)前的困境，提供具有三重播放能力的IPTV業(yè)務(wù)并加強(qiáng)多業(yè)務(wù)綁定是目前公認(rèn)的有效辦法。IPTV具有傳統(tǒng)電視所不具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，它使業(yè)務(wù)提供商能夠提供用戶所需的視頻廣播和點(diǎn)播及其它增值服務(wù)。然而作為一項(xiàng)全新的業(yè)務(wù)，IPTV在技術(shù)上和財(cái)務(wù)上都給電信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)。為了保證IPTV業(yè)務(wù)的成功，提供可靠的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障將發(fā)揮關(guān)鍵作用。
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