IPTV業(yè)務(wù)監控、性能分析解決方案

2008/12/04

IPTV用戶(hù)數分布表

　　在IPTV設備供應商中，各家廠(chǎng)商各有千秋，其中在國內市場(chǎng)占有率最好的是中興通訊，其次是UT斯達康、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(hù)端，從業(yè)務(wù)層到傳輸層，提供完整的設備，可以使用統一的平臺對整個(gè)系統進(jìn)行管理，并且在保證統一的同還提供了較好的開(kāi)放性，支持多家內容提供商及STB的接入。

　　UT斯達康專(zhuān)注于IPTV的研發(fā)，它提供了一個(gè)開(kāi)方式的電信級的IPTV業(yè)務(wù)平臺，可以很方便的跟其它廠(chǎng)商設備集成。UT斯達康在IPTV技術(shù)方面有獨到之處，其流媒體傳輸，不同于其眾多IPTV設備廠(chǎng)家的CDN內容推送方式，而是采用了流媒體切片技術(shù)將節目?jì)热莘稚⒋鎯υ诟鱾�(gè)服務(wù)器的節點(diǎn)上，并利用對等傳輸的方式使網(wǎng)絡(luò )以及服務(wù)器的利用率達到最大。該類(lèi)型的組網(wǎng)方式比CDN內容推送的方式更能適應多用戶(hù)流并發(fā)的情況，能保證運營(yíng)系統的穩定性。

　　上海貝爾阿爾卡特雖然在中國IPTV市場(chǎng)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供應商，擁有最雄厚的固網(wǎng)、寬帶接入以及IP網(wǎng)絡(luò )全線(xiàn)產(chǎn)品支持。

　　華為曾中標廣東電信的IPTV項目。工程共5萬(wàn)并發(fā)流、覆蓋10萬(wàn)用戶(hù)。華為IPTV系統還為廣州、深圳等珠三角經(jīng)濟最發(fā)達城市用戶(hù)提供豐富的直播電視(BTV)、視頻點(diǎn)播(VOD)、時(shí)移電視、遠程教育、即時(shí)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(kāi)通30多個(gè)商用/試商用局點(diǎn)。

　　中興通訊“EyeWill網(wǎng)絡(luò )視訊”國內IPTV市場(chǎng)斬獲頗豐：中標云南電信昆明和麗江兩地市的IPTV試點(diǎn)項目；獨家中標陜西電信IPTV項目，用戶(hù)規模3萬(wàn)線(xiàn)；獨家中標江蘇電信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(wàn)線(xiàn)用戶(hù)規模的IPTV訂單；2006年6月，成為上海電信IPTV商用項目的設備提供商之一。在成為國內IPTV解決方案供應商贏(yíng)家的同時(shí)，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(gè)海外市場(chǎng)。

　　UT斯達康的奔流系統已經(jīng)在國內外運營(yíng)商中有了廣泛的應用，尤其是在國內的哈爾濱和上海兩大標桿市場(chǎng)的成功應用。UT斯達康奔流系統借助整體方案優(yōu)勢，在中國電信各IPTV項目建設中，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。

　　2.2 IPTV運營(yíng)面臨的問(wèn)題

　　IPTV業(yè)務(wù)的監控

　　由于IP網(wǎng)絡(luò )本身就是一個(gè)不可靠的網(wǎng)絡(luò )，IPTV業(yè)務(wù)又是一個(gè)需要高帶寬，低傳輸時(shí)延和低時(shí)延抖動(dòng)的業(yè)務(wù)，在IPTV業(yè)務(wù)運行的時(shí)候，整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )任何一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題，都可能導致用戶(hù)觀(guān)看電視時(shí)出現馬賽克，聲音斷斷續續，嚴重時(shí)甚至可能導致用戶(hù)無(wú)法觀(guān)看電視。因此，對IPTV業(yè)務(wù)的監控是必不可少的，而現行的IPTV設備供應商專(zhuān)注于業(yè)務(wù)的實(shí)現，對于監控僅限于設備網(wǎng)管，不能行之有效的對業(yè)務(wù)進(jìn)行監控和維護。

　　IPTV性能的分析

　　在運營(yíng)商IPTV監控中心，由于沒(méi)有較好的監控手段，常使用傳統的電視墻的方式對業(yè)務(wù)進(jìn)行監控，在出現問(wèn)題時(shí)進(jìn)行手工記錄，無(wú)法保存當前的原始數據，因此就無(wú)法對出現的問(wèn)題進(jìn)行分析，無(wú)法找到故障并進(jìn)行解決，存在很大的隱患。而在傳輸部門(mén)，雖然有一些網(wǎng)絡(luò )監控的工具，但只能分析到網(wǎng)絡(luò )層的數據，不能分析到IPTV業(yè)務(wù)存在什么問(wèn)題，兩者沒(méi)有有效的結合在一起，對整個(gè)IPTV業(yè)務(wù)的性能就沒(méi)有一個(gè)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 )設備數據報表，無(wú)法從管理的層面對IPTV業(yè)務(wù)的運行質(zhì)量進(jìn)行了解。

　　IPTV故障的排除

　　在用戶(hù)使用IPTV時(shí)，由于IP網(wǎng)絡(luò )的不穩定性和IPTV網(wǎng)絡(luò )架構的復雜性，及客戶(hù)的使用習慣，會(huì )出現更多的問(wèn)題，如啟動(dòng)后無(wú)法接入IPTV，頻道切換過(guò)慢，常出現馬賽克，聲音斷斷續續等。

　　在現行情況下，在客戶(hù)出現問(wèn)題后，運維人員需攜帶機頂盒，便攜式的電視面，筆記本電腦，相關(guān)數據儀表等一大堆的工具去到接入機房檢測，如在接入機房沒(méi)檢測到任何問(wèn)題，還需攜帶這些工具去客戶(hù)處檢測，非常麻煩，并且在檢測時(shí)只能使用排除法，哪一設備有問(wèn)題直接更換，無(wú)法清楚的了解問(wèn)題出現的具體原因（如機頂盒出現故障，有可能是機頂盒設置問(wèn)題，而不是機頂盒本身?yè)p壞）。

3.WatchiTVIPTV監控解決方案

　　3.1 WatchiTVIPTV監控解決方案主要特點(diǎn)

　　本方案能系統完整的對整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行監測及故障排查。在網(wǎng)管中心通過(guò)WatchiTVNMS集中統一的查看分布于網(wǎng)絡(luò )中各監測點(diǎn)WatchiTVProMatrix-II所采集的信息，了解整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )的運行狀態(tài)。在IPTV網(wǎng)絡(luò )各關(guān)鍵節點(diǎn)安裝WatchiTVProMatrix-II，7*24小時(shí)的收集IPTV網(wǎng)絡(luò )中網(wǎng)絡(luò )層及應用層數據，并把相關(guān)結果傳送至網(wǎng)管中心的WatchiTVNMS。在IPTV用戶(hù)端使用WatchiTVPortable進(jìn)行IPTV業(yè)務(wù)的開(kāi)通和用戶(hù)端故障排查。

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

　　在運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中，通過(guò)WatchiTVDistributed分布式網(wǎng)絡(luò )監控系統對整個(gè)IPTV傳輸網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行監控。在網(wǎng)管中心就可以通過(guò)WatchiTVNMS集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò )中網(wǎng)絡(luò )層及應用層數據。它能幫你隨時(shí)發(fā)現問(wèn)題，并從根源上隔離問(wèn)題，在出現問(wèn)題時(shí)及時(shí)報警，通過(guò)分層、分段的信息迅速找出故障，解決問(wèn)題，提高效率。WatchiTVProMatrix-II探針可以放置到網(wǎng)絡(luò )中任意需監控的位置，從核心網(wǎng)絡(luò )到邊緣節點(diǎn)，它能接入運營(yíng)中的IPTV網(wǎng)絡(luò )，按照預先設置的門(mén)限，監視視頻流的質(zhì)量。當出現問(wèn)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 )維護人員即可馬上進(jìn)行處理，迅速解決問(wèn)題。

　　WatchiTVPortable-客戶(hù)端業(yè)務(wù)開(kāi)通測試和故障排查

　　在用戶(hù)開(kāi)通時(shí)，掃描出所有頻道并測試出頻道切換時(shí)間，測試每一頻道的視頻/音頻質(zhì)量，查看是否達到開(kāi)通的標準。在用戶(hù)報障后，通過(guò)WatchiTVDistributed發(fā)現IPTV傳輸網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有任何問(wèn)題，就可使用WatchiTVPortable在用戶(hù)端進(jìn)行測試，監測STB的啟動(dòng)過(guò)程（查看STP啟動(dòng)中是否出現問(wèn)題，是否認證未通過(guò)，是否中間件未連上等），監測IGMP控制信號（頻道切換時(shí)間是否過(guò)長(cháng)，加入組/離開(kāi)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出現問(wèn)題），實(shí)時(shí)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)量是否出現問(wèn)題），ATUR信息查詢(xún)（查詢(xún)ATUR上傳/下載數率，查詢(xún)ATUR信噪比等硬件信息，檢測物理鏈路是否正常）。

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

　　本方案能幫助運營(yíng)商實(shí)時(shí)查看IPTV網(wǎng)絡(luò )，出現問(wèn)題時(shí)實(shí)時(shí)報警，以便迅速的發(fā)現問(wèn)題，解決故障。

　　在運營(yíng)商監控中心，使用WatchiTVDistributed，可以只通過(guò)一個(gè)屏幕查看整個(gè)IPTV的網(wǎng)絡(luò )現狀，出現問(wèn)題實(shí)時(shí)顯示并自動(dòng)記錄下來(lái)，通過(guò)進(jìn)一步的查看詳細資料找到問(wèn)題的根源，是在哪一個(gè)地點(diǎn)出了問(wèn)題，出問(wèn)題的協(xié)議層在哪里。還可以跟SMS系統聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現無(wú)人值守，出問(wèn)題時(shí)通過(guò)SMS進(jìn)行報警，管理人員可以使用WEB方式，遠程登入查看，解決問(wèn)題。

　　在IPTV網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化/業(yè)務(wù)管理層，可通過(guò)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(lái)決定是否進(jìn)行優(yōu)化或者擴容。

　　在IPTV客戶(hù)端運維，使用WatchiTVPortable，只需攜帶筆記本電腦，就可以很方便的在用戶(hù)處/接入機房進(jìn)行測試，判斷出問(wèn)題點(diǎn)。方便、快截，并且無(wú)需另行攜帶機頂盒及電視機。

4.系統功能

　　4.1 WatchiTVDistributed系統功能

　　4.1.1 功能概述

　　WatchiTVDistributed是一個(gè)分布式的IPTV全網(wǎng)監控解決方案，它能集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò )中網(wǎng)絡(luò )層及應用層數據，隨時(shí)了解IPTV網(wǎng)絡(luò )的現狀，即時(shí)發(fā)現問(wèn)題，以便網(wǎng)絡(luò )維護人員能夠迅速有效的解決問(wèn)題，并且具備功能強大的報表功能，最低可出具每一頻道的時(shí)報表，幫助用戶(hù)了解近段時(shí)間IPTV網(wǎng)絡(luò )情況。WatchiTVDistributed包括WatchiTVNMS和WatchiTVProMatrix-II兩個(gè)設備。

　　WatchiTVNMS是整個(gè)IPTV分布式管理系統的核心，它提供實(shí)時(shí)的視頻/網(wǎng)絡(luò )管理、縫合監測、報警及報告功能。WatchiTVNMS是一個(gè)可擴展的解決方案，支持在網(wǎng)絡(luò )中使用WatchiTVProMatrix-II同時(shí)監測數百個(gè)頻道。WatchiTVNMS提供了簡(jiǎn)單易用的接口，使用標準的SNMP協(xié)議收集整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )中所有的WatchiTVProMatrix-II監測數據。

　　WatchiTVProMatrix-II是一個(gè)被動(dòng)的，非插入式的網(wǎng)絡(luò )監測控針，它能讓你集中的查看IPTV網(wǎng)絡(luò )中網(wǎng)絡(luò )層及應用層數據。它能幫你從根源上隔離問(wèn)題，迅速解決問(wèn)題，提高效率。WatchiTVProMatrix-II探針可以放置到網(wǎng)絡(luò )中任意需監測的位置，從核心網(wǎng)絡(luò )到邊緣節點(diǎn)。使用WatchiTVProMatrix-II接入運營(yíng)中的IPTV網(wǎng)絡(luò )，按照預先設置的門(mén)限，監視視頻流的質(zhì)量。當出現問(wèn)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 )維護人員即可馬上進(jìn)行處理，迅速解決問(wèn)題。WatchiTVProMatrix-II即可作為一個(gè)單獨的數據采集設備，也可作為一個(gè)探針，分布的放置在整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )中構建一個(gè)可升縮的IPTV監測解決方案。

　　4.1.2 功能特征

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

　　使用WatchiTVDistributedIPTV分布式監控系統，能集中統一的查看整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )的現狀，通過(guò)使用WatchiTVNMS收集分布于各監測點(diǎn)的WatchiTVProMatrix-II數據并顯示出來(lái)。用戶(hù)不必使用傳統的監控方式，用一堵電視墻來(lái)監控視頻質(zhì)量，只需使用一個(gè)顯示器就能查看到整個(gè)IPTV網(wǎng)絡(luò )現狀，并且在出現問(wèn)題時(shí)還可自動(dòng)報警，進(jìn)行更深入的分析。

WatchiTV Distributed IPTV分布式監控系統和傳統監控方式相比

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

　　在視頻質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題后（相關(guān)參數超過(guò)門(mén)限，以紅色顯示），會(huì )實(shí)時(shí)的進(jìn)行抓取視頻流進(jìn)行保存，并且可以跟短信系統SMS相結合，第一時(shí)間將問(wèn)題反映給維護人員，以便及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，迅速解決問(wèn)題。

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

　　(2)、深入的分析每一視頻流質(zhì)量

　　WatchiTVDistributed對于處于WatchiTVProMatrix-II監控點(diǎn)的每一視頻流（包括每一頻道），都可進(jìn)行更進(jìn)一步的詳細分析。可以查看到PAT及PMT的詳細解碼信息，按時(shí)間顯示的視頻流PCRJitter、吞吐量、丟包以及每一PID的實(shí)時(shí)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(guò)門(mén)限），使用戶(hù)能夠一目了然的看到現行IPTV視頻流的質(zhì)量，并且可以實(shí)時(shí)的遠程查看該視頻流，以主觀(guān)評判的方式查看相關(guān)參數對視頻質(zhì)量的影響。

　　在本視圖中，單擊吞吐量的時(shí)間圖可以顯示數據包到達間隔分布圖，有時(shí)我們查看IPTV視頻質(zhì)量比較正常，通過(guò)查看數據包到達間隔分布圖，發(fā)現數據包在一個(gè)很短的時(shí)間內大量到達，雖然在短時(shí)間內IPTV業(yè)務(wù)正常，但如果這種突發(fā)的流量的次數增多或者時(shí)間增長(cháng)，在IPTV網(wǎng)絡(luò )中的交換機或者用戶(hù)端的STB沒(méi)有辦法承受這個(gè)突發(fā)的流量，就會(huì )產(chǎn)生丟包等問(wèn)題，以至于影響到整個(gè)IPTV業(yè)務(wù)的運行。

　　用戶(hù)在查看IPTV業(yè)務(wù)質(zhì)量時(shí)，如發(fā)現問(wèn)題，還可以更進(jìn)一步的查看視頻PES包頭解碼的詳細信息，包括PES加擾控制信息、PES優(yōu)先級別指示、數據適配定位指示符、有否版權指示、原版或拷貝指示、有否顯示時(shí)間標記（PTS-PresentationTimeStamp）/解碼時(shí)間標記(DTS-DecodeTimeStamp)標志、PES包頭有否基本流時(shí)鐘基準(ESCR-ElementaryStreamClockReference)信息標志、PES包頭有否基本流速率信息標志、有否數字存儲媒體（DSM）特技方式信息標志、有否附加的拷貝信息標志、PES包頭有否循環(huán)冗余校驗（CRC-CyclicRedundancyCheck）信息標志、有否PES擴展標志。有擴展標志，表明還存在其它信息。如，在有傳輸誤碼時(shí)，通過(guò)數據包計數器，使接收端能以準確的數據恢復數據流，或借助計數器狀態(tài)，識別出傳輸時(shí)是否有數據包丟失。

　　在監測中，如發(fā)現DVB錯誤，還可以更進(jìn)一步的查看DVBTR-101290（TR101-290是DVB系統測量標準之一，它定義了三個(gè)優(yōu)先級，是碼流監測的一項主要內容。通過(guò)這三個(gè)優(yōu)先級的監測，可以檢驗被監測的碼流是否符合MPEG-2和DVB標準。）詳細解碼信息，包括以下三個(gè)優(yōu)先級的信息：

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

　　第二優(yōu)先級：數據傳輸錯誤(TransportError)、循環(huán)冗余校驗(CRC)、節目參考時(shí)鐘間隔錯誤(PCRDiscont)、節目參考時(shí)鐘抖動(dòng)錯誤(PCRJitterError)、播出時(shí)間標記(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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