● RFC4445 MDI (媒体传输质量指标)
这个指标主要针对IP层传输视频流的视频质量指标,是主要IPTV测试的行业标准。该指标对IP有广泛的适用性。针对IPTV实现的多样性,厂家可以对RFC 4445 MDI进行灵活扩展。目前支持ISMA和MPEG-2 TS的应用。MDI同时具有良好的扩展性,能够在目前硬件芯片水平上达到同时监测上千路视频流的能力。
● PSNR, BT.500, 其它综合评分的视频测试指标
它们的提出主要是针对视频编码质量。因为PSNR和BT.500 具有复杂的算法,这两种测试指标仅仅被高端的视频测试仪所支持,主要用在视频编码器和编码效率的测试。硬件成本阻挡它们成为IPTV全网监测的候选指标。
同时,一些测试厂商试图通过简化的方式提供综合视频测试指标。比如,将网络抖动,丢包,MPEG-2 不同类型帧的对播出效果的权重进行综合,提出类似MOS的评分机制。在应用中,这些测试指标会出现与实际机顶盒播放效果不一致的结果。比如,IP视频流的纠错机制往往是私有的实现。综合评分的视频测试指标需要对机顶盒的重传机制和视频错误纠正( concealment ) 因素进行合理的调整。在极端的情况下综合视频测试指标会出现指标钝化现象。比如,一定数目的IP视频封包丢失是可以被机顶盒的纠错机制恢复的。但是综合指标读数将出现极低的数值,运维人员无法设置合理的告警门槛进行视频质量监测。调整综合视频测试指标将是复杂的过程,最后可能导致对算法的彻底调整。
如何选择测量指标进行IPTV质量监测
除了实施成本,选择IPTV的测量指标需要考虑以下问题:
1)实时性:现有硬件平台能够实现实时的最大的视频流分析数目。虽然,一些硬件可以通过轮询的方式完成大量的视频流分析。但是考虑每路视频流分析需要的时间,实时性将是网络质量监测的一个挑战。比如,每路视频流最少需要15秒钟采样分析,那么在一个承载200路的视频流的节点上,一共需要 199 * 15 = 2985 秒(约50分钟)完成一个轮询周期。这样,对某一视频就存在50分钟的监测空隙。
2)分辨率:在理想的情况下,测试指标都是正常的。但是,出现故障后测试指标的分辨率决定的告警门槛的设置。具有容错的IPTV架构中,轻微的视频问题是可以被纠正的。在这种情况下,测量指标不会因为少量的网络故障出现钝化现象。比如,1%丢包,3%丢包,10%丢包情况下,测量指标是否会出现钝化?还有视频流抖动变化是否反映到测量指标上?一个良好的测试指标需要提供清晰的故障因素判断。
3)可靠性:不同的硬件平台实现影响着测试的可靠性。由于硬件的限制,测试结果可能在高吞吐量的情况下出现偏差。比如,900Mbps端口吞吐量情况下,是否能够正确进行视频质量分析。
4)灵活性:如何适应不同的IPTV架构变化?视频测试指标算法的公开性和扩展性决定了运维人员理解测试指标对于的质量变化因素,使用测试指标进行故障判断。
不同测试IPTV指标的比较
原始IP层测试 | RFC4445 MDI | TR101-290 | 综合视频测试指标(PSNR, BT.500等) | |
实现的目标 | 简单的IP原始数据分析 | 对IP视频传输进行质量分析 | 对MPEG-2 TS视频流质量进行分析 | 对最终观看质量进行评测 |
针对测试对象 | 通用IP设备,不针对特定业务,比如VoIP,IP视频 | 主要针对IP视频流进行分析。通过扩展,可以涵括语音业务 | 针对MPEG-2 TS视频流;忽略传输媒体层(比如,卫星,RF,IP) | 针对的是视频编码器和编码算法;部分厂家修改开发特定算法针对IPTV业务 |
监测设备实现的难度 | 简单 | 中等 | 根据实现的级别,中等到复杂 | 复杂 |
最大硬件同时分析视频流能力 | 可以达到数千 | 可以超越1000 | 根据实现级别不同,最基本的实现可以达到数百 | 100路以内 |
算法的公开性 | 公开 | 公开 | 公开 | 部分公开 |
对视频压缩标准的支持(MPEG-2, -4, H.264, AVS) | 仅仅IP层分析,不涉及MPEG层的分析 | 支持MPEG-2 TS和ISMA | 支持MPEG-2 TS | 不同测试指标有差别 |