IPTV業(yè)務(wù)監(jiān)控、性能分析解決方案

2008/12/04

IPTV用戶數(shù)分布表

　　在IPTV設(shè)備供應(yīng)商中，各家廠商各有千秋，其中在國內(nèi)市場占有率最好的是中興通訊，其次是UT斯達(dá)康、華為、上海貝爾阿爾卡特。中興通訊跟華為均能提供端到端的解決方案，從頭端到客戶端，從業(yè)務(wù)層到傳輸層，提供完整的設(shè)備，可以使用統(tǒng)一的平臺對整個系統(tǒng)進(jìn)行管理，并且在保證統(tǒng)一的同還提供了較好的開放性，支持多家內(nèi)容提供商及STB的接入。

　　UT斯達(dá)康專注于IPTV的研發(fā)，它提供了一個開方式的電信級的IPTV業(yè)務(wù)平臺，可以很方便的跟其它廠商設(shè)備集成。UT斯達(dá)康在IPTV技術(shù)方面有獨(dú)到之處，其流媒體傳輸，不同于其眾多IPTV設(shè)備廠家的CDN內(nèi)容推送方式，而是采用了流媒體切片技術(shù)將節(jié)目內(nèi)容分散存儲在各個服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)上，并利用對等傳輸?shù)姆绞绞咕W(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器的利用率達(dá)到最大。該類型的組網(wǎng)方式比CDN內(nèi)容推送的方式更能適應(yīng)多用戶流并發(fā)的情況，能保證運(yùn)營系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　上海貝爾阿爾卡特雖然在中國IPTV市場不太理想，但是其母公司阿爾卡特-朗訊公司是全球最大的IPTV供應(yīng)商，擁有最雄厚的固網(wǎng)、寬帶接入以及IP網(wǎng)絡(luò)全線產(chǎn)品支持。

　　華為曾中標(biāo)廣東電信的IPTV項目。工程共5萬并發(fā)流、覆蓋10萬用戶。華為IPTV系統(tǒng)還為廣州、深圳等珠三角經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)城市用戶提供豐富的直播電視(BTV)、視頻點(diǎn)播(VOD)、時移電視、遠(yuǎn)程教育、即時通訊(如：QQ)等電信增值業(yè)務(wù)。目前，華為IPTV解決方案已在中國、法國、泰國、烏克蘭、塞黑(前南斯拉夫)等國家累計開通30多個商用/試商用局點(diǎn)。

　　中興通訊“EyeWill網(wǎng)絡(luò)視訊”國內(nèi)IPTV市場斬獲頗豐：中標(biāo)云南電信昆明和麗江兩地市的IPTV試點(diǎn)項目；獨(dú)家中標(biāo)陜西電信IPTV項目，用戶規(guī)模3萬線；獨(dú)家中標(biāo)江蘇電信IPTV項目，以及廣東電信佛山、東莞等地IPTV項目；與上海貝爾阿爾卡特平分了北京網(wǎng)通5萬線用戶規(guī)模的IPTV訂單；2006年6月，成為上海電信IPTV商用項目的設(shè)備提供商之一。在成為國內(nèi)IPTV解決方案供應(yīng)商贏家的同時，中興通訊“EyeWill網(wǎng)絡(luò)視訊”還成功進(jìn)入了歐洲、拉美、東南亞等多個海外市場。

　　UT斯達(dá)康的奔流系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)外運(yùn)營商中有了廣泛的應(yīng)用，尤其是在國內(nèi)的哈爾濱和上海兩大標(biāo)桿市場的成功應(yīng)用。UT斯達(dá)康奔流系統(tǒng)借助整體方案優(yōu)勢，在中國電信各IPTV項目建設(shè)中，力挫群雄，先后承建了上海、浙江、廣東、福建、云南、安徽、海南、寧夏等地的IPTV系統(tǒng)。

　　2.2 IPTV運(yùn)營面臨的問題

　　IPTV業(yè)務(wù)的監(jiān)控

　　由于IP網(wǎng)絡(luò)本身就是一個不可靠的網(wǎng)絡(luò)，IPTV業(yè)務(wù)又是一個需要高帶寬，低傳輸時延和低時延抖動的業(yè)務(wù)，在IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)行的時候，整個IPTV網(wǎng)絡(luò)任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導(dǎo)致用戶觀看電視時出現(xiàn)馬賽克，聲音斷斷續(xù)續(xù)，嚴(yán)重時甚至可能導(dǎo)致用戶無法觀看電視。因此，對IPTV業(yè)務(wù)的監(jiān)控是必不可少的，而現(xiàn)行的IPTV設(shè)備供應(yīng)商專注于業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，對于監(jiān)控僅限于設(shè)備網(wǎng)管，不能行之有效的對業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。

　　IPTV性能的分析

　　在運(yùn)營商IPTV監(jiān)控中心，由于沒有較好的監(jiān)控手段，常使用傳統(tǒng)的電視墻的方式對業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，在出現(xiàn)問題時進(jìn)行手工記錄，無法保存當(dāng)前的原始數(shù)據(jù)，因此就無法對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，無法找到故障并進(jìn)行解決，存在很大的隱患。而在傳輸部門，雖然有一些網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的工具，但只能分析到網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，不能分析到IPTV業(yè)務(wù)存在什么問題，兩者沒有有效的結(jié)合在一起，對整個IPTV業(yè)務(wù)的性能就沒有一個確切的了解。

　　在管理、優(yōu)化的層面，只能夠得到一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)報表，無法從管理的層面對IPTV業(yè)務(wù)的運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行了解。

　　IPTV故障的排除

　　在用戶使用IPTV時，由于IP網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和IPTV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的復(fù)雜性，及客戶的使用習(xí)慣，會出現(xiàn)更多的問題，如啟動后無法接入IPTV，頻道切換過慢，常出現(xiàn)馬賽克，聲音斷斷續(xù)續(xù)等。

　　在現(xiàn)行情況下，在客戶出現(xiàn)問題后，運(yùn)維人員需攜帶機(jī)頂盒，便攜式的電視面，筆記本電腦，相關(guān)數(shù)據(jù)儀表等一大堆的工具去到接入機(jī)房檢測，如在接入機(jī)房沒檢測到任何問題，還需攜帶這些工具去客戶處檢測，非常麻煩，并且在檢測時只能使用排除法，哪一設(shè)備有問題直接更換，無法清楚的了解問題出現(xiàn)的具體原因（如機(jī)頂盒出現(xiàn)故障，有可能是機(jī)頂盒設(shè)置問題，而不是機(jī)頂盒本身損壞）。

3.WatchiTVIPTV監(jiān)控解決方案

　　3.1 WatchiTVIPTV監(jiān)控解決方案主要特點(diǎn)

　　本方案能系統(tǒng)完整的對整個IPTV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測及故障排查。在網(wǎng)管中心通過WatchiTVNMS集中統(tǒng)一的查看分布于網(wǎng)絡(luò)中各監(jiān)測點(diǎn)WatchiTVProMatrix-II所采集的信息，了解整個IPTV網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。在IPTV網(wǎng)絡(luò)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝WatchiTVProMatrix-II，7*24小時的收集IPTV網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)，并把相關(guān)結(jié)果傳送至網(wǎng)管中心的WatchiTVNMS。在IPTV用戶端使用WatchiTVPortable進(jìn)行IPTV業(yè)務(wù)的開通和用戶端故障排查。

　　WatchiTVDistributed–IPTV網(wǎng)絡(luò)分布式監(jiān)控管理

　　在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中，通過WatchiTVDistributed分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)對整個IPTV傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控。在網(wǎng)管中心就可以通過WatchiTVNMS集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)。它能幫你隨時發(fā)現(xiàn)問題，并從根源上隔離問題，在出現(xiàn)問題時及時報警，通過分層、分段的信息迅速找出故障，解決問題，提高效率。WatchiTVProMatrix-II探針可以放置到網(wǎng)絡(luò)中任意需監(jiān)控的位置，從核心網(wǎng)絡(luò)到邊緣節(jié)點(diǎn)，它能接入運(yùn)營中的IPTV網(wǎng)絡(luò)，按照預(yù)先設(shè)置的門限，監(jiān)視視頻流的質(zhì)量。當(dāng)出現(xiàn)問題后，警報被觸發(fā)，WatchiTVProMatrix-II馬上傳遞給網(wǎng)管中心的WatchiTVNMS，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員即可馬上進(jìn)行處理，迅速解決問題。

　　WatchiTVPortable-客戶端業(yè)務(wù)開通測試和故障排查

　　在用戶開通時，掃描出所有頻道并測試出頻道切換時間，測試每一頻道的視頻/音頻質(zhì)量，查看是否達(dá)到開通的標(biāo)準(zhǔn)。在用戶報障后，通過WatchiTVDistributed發(fā)現(xiàn)IPTV傳輸網(wǎng)絡(luò)沒有任何問題，就可使用WatchiTVPortable在用戶端進(jìn)行測試，監(jiān)測STB的啟動過程（查看STP啟動中是否出現(xiàn)問題，是否認(rèn)證未通過，是否中間件未連上等），監(jiān)測IGMP控制信號（頻道切換時間是否過長，加入組/離開組是否成功等所有控制信號，檢測是否由于控制信號不正確引起IPTV出現(xiàn)問題），實(shí)時的分析視頻流（查看視頻質(zhì)量，可查看PCRJitter、MPEGBitRate、MPEGPacketLoss，檢測視頻質(zhì)量是否出現(xiàn)問題），ATUR信息查詢（查詢ATUR上傳/下載數(shù)率，查詢ATUR信噪比等硬件信息，檢測物理鏈路是否正常）。

　　3.2 WatchiTVIPTV監(jiān)控解決方案的優(yōu)點(diǎn)

　　本方案能幫助運(yùn)營商實(shí)時查看IPTV網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)問題時實(shí)時報警，以便迅速的發(fā)現(xiàn)問題，解決故障。

　　在運(yùn)營商監(jiān)控中心，使用WatchiTVDistributed，可以只通過一個屏幕查看整個IPTV的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，出現(xiàn)問題實(shí)時顯示并自動記錄下來，通過進(jìn)一步的查看詳細(xì)資料找到問題的根源，是在哪一個地點(diǎn)出了問題，出問題的協(xié)議層在哪里。還可以跟SMS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無人值守，出問題時通過SMS進(jìn)行報警，管理人員可以使用WEB方式，遠(yuǎn)程登入查看，解決問題。

　　在IPTV網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化/業(yè)務(wù)管理層，可通過WatchiTVDistributed的歷史報表（年、月、日），了解IPTV網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)的整體性能，來決定是否進(jìn)行優(yōu)化或者擴(kuò)容。

　　在IPTV客戶端運(yùn)維，使用WatchiTVPortable，只需攜帶筆記本電腦，就可以很方便的在用戶處/接入機(jī)房進(jìn)行測試，判斷出問題點(diǎn)。方便、快截，并且無需另行攜帶機(jī)頂盒及電視機(jī)。

4.系統(tǒng)功能

　　4.1 WatchiTVDistributed系統(tǒng)功能

　　4.1.1 功能概述

　　WatchiTVDistributed是一個分布式的IPTV全網(wǎng)監(jiān)控解決方案，它能集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)，隨時了解IPTV網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，即時發(fā)現(xiàn)問題，以便網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員能夠迅速有效的解決問題，并且具備功能強(qiáng)大的報表功能，最低可出具每一頻道的時報表，幫助用戶了解近段時間IPTV網(wǎng)絡(luò)情況。WatchiTVDistributed包括WatchiTVNMS和WatchiTVProMatrix-II兩個設(shè)備。

　　WatchiTVNMS是整個IPTV分布式管理系統(tǒng)的核心，它提供實(shí)時的視頻/網(wǎng)絡(luò)管理、縫合監(jiān)測、報警及報告功能。WatchiTVNMS是一個可擴(kuò)展的解決方案，支持在網(wǎng)絡(luò)中使用WatchiTVProMatrix-II同時監(jiān)測數(shù)百個頻道。WatchiTVNMS提供了簡單易用的接口，使用標(biāo)準(zhǔn)的SNMP協(xié)議收集整個IPTV網(wǎng)絡(luò)中所有的WatchiTVProMatrix-II監(jiān)測數(shù)據(jù)。

　　WatchiTVProMatrix-II是一個被動的，非插入式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測控針，它能讓你集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)。它能幫你從根源上隔離問題，迅速解決問題，提高效率。WatchiTVProMatrix-II探針可以放置到網(wǎng)絡(luò)中任意需監(jiān)測的位置，從核心網(wǎng)絡(luò)到邊緣節(jié)點(diǎn)。使用WatchiTVProMatrix-II接入運(yùn)營中的IPTV網(wǎng)絡(luò)，按照預(yù)先設(shè)置的門限，監(jiān)視視頻流的質(zhì)量。當(dāng)出現(xiàn)問題后，警報被觸發(fā)，WatchiTVProMatrix-II能馬上傳遞給網(wǎng)管中心的WatchiTVNMS，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員即可馬上進(jìn)行處理，迅速解決問題。WatchiTVProMatrix-II即可作為一個單獨(dú)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可作為一個探針，分布的放置在整個IPTV網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建一個可升縮的IPTV監(jiān)測解決方案。

　　4.1.2 功能特征

　　(1)、集中的監(jiān)控IPTV網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量

　　使用WatchiTVDistributedIPTV分布式監(jiān)控系統(tǒng)，能集中統(tǒng)一的查看整個IPTV網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，通過使用WatchiTVNMS收集分布于各監(jiān)測點(diǎn)的WatchiTVProMatrix-II數(shù)據(jù)并顯示出來。用戶不必使用傳統(tǒng)的監(jiān)控方式，用一堵電視墻來監(jiān)控視頻質(zhì)量，只需使用一個顯示器就能查看到整個IPTV網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，并且在出現(xiàn)問題時還可自動報警，進(jìn)行更深入的分析。

WatchiTV Distributed IPTV分布式監(jiān)控系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)控方式相比

　　用戶能通過WEB的方式一目了然的查看到每一頻道在各個不同位置的視頻質(zhì)量（如下圖，主畫面可顯示每一頻道的DVBTR101-290、PCRJitter、PacketLoss、Throughput，并且使用顏色區(qū)分狀態(tài)，綠色表示正常，紅色表示有故障出現(xiàn)。），并且可以實(shí)時的遠(yuǎn)程查看該頻道在該監(jiān)測點(diǎn)的視頻，以主觀感知的方式查看相關(guān)故障參數(shù)對視頻的影響。

　　在視頻質(zhì)量發(fā)生問題后（相關(guān)參數(shù)超過門限，以紅色顯示），會實(shí)時的進(jìn)行抓取視頻流進(jìn)行保存，并且可以跟短信系統(tǒng)SMS相結(jié)合，第一時間將問題反映給維護(hù)人員，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，迅速解決問題。

　　在出現(xiàn)問題后，可深入查看每一個WatchiTVProMatrix-II所有頻道的詳細(xì)信息，包括頻道號、頻道名稱、IP地址、端口、DVBTR101-290、PCRJitter、PacketLoss、Throughput，以便用戶能非常方便的查看該位置IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)行情況，方便管理及維護(hù)。

　　(2)、深入的分析每一視頻流質(zhì)量

　　WatchiTVDistributed對于處于WatchiTVProMatrix-II監(jiān)控點(diǎn)的每一視頻流（包括每一頻道），都可進(jìn)行更進(jìn)一步的詳細(xì)分析�？梢圆榭吹絇AT及PMT的詳細(xì)解碼信息，按時間顯示的視頻流PCRJitter、吞吐量、丟包以及每一PID的實(shí)時吞吐量，PCR速率，并且以較明顯的顏色顯示出相關(guān)狀態(tài)（綠色正常，紅色超過門限），使用戶能夠一目了然的看到現(xiàn)行IPTV視頻流的質(zhì)量，并且可以實(shí)時的遠(yuǎn)程查看該視頻流，以主觀評判的方式查看相關(guān)參數(shù)對視頻質(zhì)量的影響。

　　在本視圖中，單擊吞吐量的時間圖可以顯示數(shù)據(jù)包到達(dá)間隔分布圖，有時我們查看IPTV視頻質(zhì)量比較正常，通過查看數(shù)據(jù)包到達(dá)間隔分布圖，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在一個很短的時間內(nèi)大量到達(dá)，雖然在短時間內(nèi)IPTV業(yè)務(wù)正常，但如果這種突發(fā)的流量的次數(shù)增多或者時間增長，在IPTV網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)或者用戶端的STB沒有辦法承受這個突發(fā)的流量，就會產(chǎn)生丟包等問題，以至于影響到整個IPTV業(yè)務(wù)的運(yùn)行。

　　用戶在查看IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量時，如發(fā)現(xiàn)問題，還可以更進(jìn)一步的查看視頻PES包頭解碼的詳細(xì)信息，包括PES加擾控制信息、PES優(yōu)先級別指示、數(shù)據(jù)適配定位指示符、有否版權(quán)指示、原版或拷貝指示、有否顯示時間標(biāo)記（PTS-PresentationTimeStamp）/解碼時間標(biāo)記(DTS-DecodeTimeStamp)標(biāo)志、PES包頭有否基本流時鐘基準(zhǔn)(ESCR-ElementaryStreamClockReference)信息標(biāo)志、PES包頭有否基本流速率信息標(biāo)志、有否數(shù)字存儲媒體（DSM）特技方式信息標(biāo)志、有否附加的拷貝信息標(biāo)志、PES包頭有否循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC-CyclicRedundancyCheck）信息標(biāo)志、有否PES擴(kuò)展標(biāo)志。有擴(kuò)展標(biāo)志，表明還存在其它信息。如，在有傳輸誤碼時，通過數(shù)據(jù)包計數(shù)器，使接收端能以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)恢復(fù)數(shù)據(jù)流，或借助計數(shù)器狀態(tài)，識別出傳輸時是否有數(shù)據(jù)包丟失。

　　在監(jiān)測中，如發(fā)現(xiàn)DVB錯誤，還可以更進(jìn)一步的查看DVBTR-101290（TR101-290是DVB系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)之一，它定義了三個優(yōu)先級，是碼流監(jiān)測的一項主要內(nèi)容。通過這三個優(yōu)先級的監(jiān)測，可以檢驗(yàn)被監(jiān)測的碼流是否符合MPEG-2和DVB標(biāo)準(zhǔn)。）詳細(xì)解碼信息，包括以下三個優(yōu)先級的信息：

　　第一優(yōu)先級：同步錯誤(TSSyncLoss)、同步字節(jié)錯誤(SyncByteError)、包識別丟失(PIDMssing)、節(jié)目相關(guān)表(PAT)、節(jié)目對照表(PMT)、連續(xù)計數(shù)錯誤(ContCountError)。

　　第二優(yōu)先級：數(shù)據(jù)傳輸錯誤(TransportError)、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)、節(jié)目參考時鐘間隔錯誤(PCRDiscont)、節(jié)目參考時鐘抖動錯誤(PCRJitterError)、播出時間標(biāo)記(PTS)。

　　第三優(yōu)先級：網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT)、業(yè)務(wù)描述表(SDT)、每路信息表(EIT)等。

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