VQM,保障完美视频体验
随着宽带的不断发展,通过高速互联网提供的电视及高清视频服务已逐渐普及。IPTV
(交互式网络电视)作为其中的一种形式,利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通信
等多种技术于一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。IPTV
是互联网与传统电视相互融合的结果,视频流经过高效的压缩编码后被广播到 IP 网络上,
通过位于宽带网络边缘的头端设备把直播电视、点播视频和个人录像等 IPTV服务传送给用
户,用户通过机顶盒或 PC等终端接收。
由于 OTT视频的激烈竞争,用户对于视频质量的要求越来越高。传统的 IPTV仅仅能在
头端或机顶盒检测视频质量,头端仅能检测出编码时出现的问题;机顶盒探测到视频质量问
题时也意味着用户发现视频质量问题了,这对于用户来说是很糟糕的一种体验。视频质量在
网络传输过程中出现的问题,由于网络的复杂性,是很难被定位并解决的。
面向挑战的 VQM系统
针对高清视频服务日益严峻的视频体验挑战,上海贝尔基于 7750 SR 上的多业务板卡
MS-ISA卡,提出了 VQM(Video Quality Monitor)解决
方案
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,对视频流进行检测并与其他
分析方法相结合,提供了全方位的视角来解决视频质量问题并定位造成问题的网络。
为了保障用户能够享受到高质量的高清视频服务,VQM 方案有针对性地提供了一系列
标准
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来衡量视频的质量,通过这些详细的衡量数据,VQM 能够轻易分析试音流的丢包率、
延迟及抖动等,并可根据预设的阈值进行告警,以引入人工干预来确保视频流的质量,避免
用户体验的下降。同时,每个视频流质量相关的统计数据都会被收集保存,当视频流会话结
束时,所有相关质量性能参数都会被报
表
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分析服务器进行分析处理并按用户设定的模式生成
相应的
报表
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。
视频质量监控是视频保证程序的一部分,仅能确定网络传输过程中视频流的质量问题,
并不能取代编码器端和终端设备处的视频质量监测。因此最好与以下几种方法结合应用,以
保证视频从编码,网络传输到播放所有环节的高质量。
第一,对编码器输出进行 TS 流分析(检测编码器错误);第二,对编码器输出进行全
参考 PSNR和 PQR(检测过编码,噪声及其他编码问题);第三,较大数量的机顶盒上报信
息(例如:丢包,重传,包错误等);第四,机顶盒探测点进行全参考监控(对比测试流);
第五,对机顶盒探测点进行频道切换时间评估,预估 PSNR等
VQM方案适用于所有基于 RTP
协议
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的视频质量监控,包括 IPTV,视频语音会议等。视
频双流选择(Dual Stream Selection)也是 MS-ISA卡上的一种视频业务。VQM与视频双流
选择方案完全兼容,可同时对输入视频流和纠正后的输出视频流产生报表。组播视频质量监
控方案提供了另一种对组播流质量监控的视角,通过与其他方式的结合能够对视频质量问题
有全面的了解。
高保障的视频双流方案
视频双流选择是一个视频高可用性方案,在网络链路中断,逻辑路径中断或网络丢包时,
保证视频业务不会受到影响。绝大多数的视频组播网络并不具有纠错能力,数百毫秒的网络
链路复位也会影响到视频中某个 GOP(画面组),并影响接下来数秒的用户体验。同样的,
一条链路的短时丢包也能够造成负面的用户体验。视频双流选择提供了一个在两条网络链路
中无中断的切换,在大多数情况下用户都察觉不到切换;并且一条链路中的码流错误通常都
能通过保护链路中的冗余信息得到恢复。无中断切换以及错误恢复都不需要对原有的机顶盒
终端或视频内容进行任何改变。
视频双流选择的过程如下:组播视频流被复制,并通过两条不同的链路传送至配备有
MS-ISA卡的 7750 SR。此 MS-ISA卡安装了视频应用(Video-ISA application),且打开了视
频双流选择功能。双流选择需要视频被封装在组播 RTP 包中,从组播源通过两条路径到达
7750 SR的组播流具有相同的 RTP时间戳和序列号。MS-ISA卡会同时处理两条流,并将两
条流中先到达的任意序列号的 RTP包插入缓存。乱序的视频流会通过 RTP时间戳重新排序
并在客户端播放,以此抵消网络的抖动和乱序。通过此种方法,两条完全相同的视频流中的
数据包被一一选择,最优的数据包被优先插入缓存,并保持正确的顺序。视频流的输出可以
选择 RTP或 UDP(UDP用以支持较老的客户端),但是视频流的输入必须为 RTP包(如图 1)。
图 1:视频双流工作原理
通过对每个视频包质量的检测,当视频流有较小的质量劣化时,两条流中较优的视频包
会被优先选择并转发。当有丢包产生时,重传机制会被激活,并且是从两条流中选择较快的
进行重传。当主流持续性的质量劣化或者链路失效时,会主动切换到备用视频流。
综上所述,通过在 7750 SR上插入 MS-ISA多业务板卡即能实现视频质量监控及双流选
择功能,无需针对视频业务对网络进行任何改造。且可部署在任意 7750 SR 上,实现在网
络多处监控视频质量,排除视频在网络传输过程中的劣化,快速定位网络问题,提高用户体
验。
苏爱民