IPTV视频质量监测系统

摘要

本发明公开了一种IPTV视频质量监测系统，采用分布式架构，由监测层、汇聚层和网管平台组成。监测层由多个测试点组成，每个监测点实现对视频流数据进行采集和分析，得到指标和报警消息后，分别以指标数据流和告警数据流传送给汇聚层，并保存告警对应的视频数据。汇聚层接收监测点上报的指标和报警消息并进行汇总，然后分别以指标数据流和告警数据流传送给网管平台，负责解析执行网管平台下发的命令。所述网管平台实时接收视频质量指标，定时进行历史性能指标的压缩，接收报警消息。本发明无需对IPTV和城域网网络进行改造，就能方便地实现对IPTV业务平台输出和承载网传输的视频流质量进行实时监测。

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，特别是涉及一种IPTV视频质量监测系统。

背景技术

IPTV(交互式个人电视)是利用宽带网络的基础设施，以家用电视机(或计算机)作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，通过因特网络协议(IP)向家庭用户提供多种交互式数字媒体服务的崭新技术。在整合电视与网络两大传播媒介过程中，IPTV既保留了电视形象直观、生动灵活的表现特点，又具有了互联网按需获取的交互特征，是综合两种传播媒介优势而产生的一种新的传播形式。

IPTV的特点是：真正实现了互动；能够提供更优质的视听效果；可以搭载很多服务的平台；节省了网络带宽，潜在用户数量大；将广电业、电信业和计算机业三个领域融合在一起。

RFC 4445 MDI对IP视频流的传输质量指标标识为：MDI-DF、MDI-MLR。其中，DF(Delay Factor延迟因素)表示被测试视频流的延迟和抖动状况，单位是毫秒(ms)。DF将视频流抖动的变化换算为对视频传输和解码设备缓冲的需求。被测视频流抖动越大，DF值越大。当网络设备和解码器的缓冲区容纳的视频内容时间不小于被测视频流DF读数时，将不会出现视频播放质量的下降。因为网络节点需要分配不小于DF值的缓冲用于平滑视频流抖动，所以DF的最大值为视频内容通过该网络节点的最小延迟。

MLR(Media Loss Rate媒体丢包速率)表示被测试视频流的传输丢包速率，单位是每秒的媒体封包丢失数量。由于视频信息的封包丢失将直接影响视频播放质量，理想的IP视频流传输要求MLR数值为零。因为具体的视频播放设备对丢包可以在视频解码中进行补偿或者丢包重传，在实际测试中MLR的阈值可以相应调整。

目前有不少测试设备厂商推出IPTV视频质量测试仪表，包括IneoQuest和JDSU公司。总体而言，现有的测试仪表只能提供单个孤立节点的数据测试，缺少组播完整链路监测功能，也缺少单播视频质量的监测功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种IPTV视频质量监测系统，它无需对IPTV和城域网网络进行改造，就能方便地实现对IPTV业务平台输出和承载网传输的视频流质量进行实时监测。

为解决上述技术问题，本发明的IPTV视频质量监测系统采用分布式架构，由监测层、汇聚层和网管平台组成；

所述监测层由多个测试点组成，每个监测点实现对视频流数据进行采集和分析，得到指标和报警消息后，分别以指标数据流和告警数据流传送给汇聚层，并保存告警对应的视频数据；

所述汇聚层包括控制中心服务器、回看媒体服务器、命令处理服务器和视频存储磁阵；所述控制中心服务器接收监测点上报的指标和报警消息并进行汇总，然后分别以指标数据流和告警数据流的形式传送给网管平台；所述回看媒体服务器提供视频流的回放；所述命令处理服务器负责解析执行网管平台下发的命令，所述视频存储磁阵存储组播告警视频和单播实时监控视频媒体文件；

所述网管平台包括WEB应用服务器、指标接收服务器、告警接口服务器和数据库服务器；所述WEB应用服务器提供交互界面展示。所述指标接收服务器实时接收控制中心汇总的视频质量指标，并定时进行历史性能指标的压缩；所述告警接口服务器接收控制中心服务器汇总后的报警消息，通过告警接口直接发送给WEB应用服务器，同时存入数据库服务器。

本发明基于对IPTV视频传输流进行采集、过滤和分析实现视频质量监测。它无需对IPTV和城域网网络进行改造，通过端口镜像或分光方式，就能方便地实现IPTV业务平台输出和承载网传输的视频流质量的实时监测。

本发明的有益效果还体现在：

1、利用通用服务器处理分析大流量视频数据，实时计算视频数据的各项指标。

2、实现组播完整路由的质量监测，通过集中式的网管平台统一展现实时的视频质量波动状况，方便地实现故障定位。

3、采用通用接口机方式，降低数据采集分析软件和网管平台之间的耦合度，定义标准的数据接口协议，预留系统对接其他厂商采集仪表的能力。

4、网管平台采用JAVA web start技术，可从Web(网页)页面启动和执行应用程序(不只是applet)，而且无需任何用户交互，提供一次单击激活应用程序的简易方法，并保证始终运行应用程序的最新版本，从而可避免复杂的安装或升级过程。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的一实施方式模块连接构架示意图；

图2是本发明的IPTV视频质量监测系统中监测点的网络部署示意图。

具体实施方式

参见图1所示，本发明的IPTV视频质量监测系统采用分布式架构，由监测层、汇聚层和网管平台组成。

所述监测层由多个测试点组成，每个监测点实现对视频流数据进行采集和分析，并将分析后得到的指标和报警消息分别以指标数据流和告警数据流的形式传送给汇聚层，并保存告警对应的视频数据。

每个监测点包括监测点数据采集服务器和监测点数据分析服务器。其中，监测点数据采集服务器对视频流数据进行采集，监测点数据分析服务器对所采集的视频流数据进行分析，计算各项质量指标，实现数据的上传和保存告警视频数据。所述监测点数据采集服务器和监测点数据分析服务器可以根据部署要求合并，由一个监测点服务器实现原来由两个服务器分别实现的功能。

所述汇聚层包括控制中心服务器、回看媒体服务器、命令处理服务器和视频存储磁阵。

所述控制中心服务器接收监测点上报的指标和报警消息并进行汇总，然后再将汇总后的指标和报警消息分别以指标数据流和告警数据流的形式传送给网管平台。

所述回看媒体服务器提供视频流的回放，与一般的媒体服务器的功能不同，该服务器必须实现录制视频流的原样回放，确保播放器接收效果与录制当时的数据传输质量是相同的。

所述命令处理服务器负责解析执行网管平台下发的命令数据流，其中，回看命令由回看媒体服务器提供视频回放服务，监测点系统配置、告警阈值和单播实时监测等命令转发给指定的监测点。

所述视频存储磁阵主要是存储组播告警视频和单播实时监控视频媒体文件。

所述网管平台包括WEB应用服务器、指标接收服务器、告警接口服务器和数据库服务器。

所述WEB应用服务器提供交互界面展示。所述指标接收服务器实时接收控制中心汇总的视频质量指标，并定时进行历史性能指标的压缩；所述告警接口服务器接收控制中心服务器汇总后的报警消息，通过告警接口直接发送给WEB应用服务器，同时存入数据库服务器。所述指标接收服务器和告警接口服务器根据可以根据部署要求合并，由一个服务器实现原来由两个服务器分别实现的功能。

参见图2所示，在IPTV服务分析系统网络部署的示意图中，监测点M部署在IPTV核心平台输出链路和城域网的各级汇聚节点等处，采用端口镜像和分光方式从网络交换设备端口引出需要监测的数据流，再经过IP协议过滤，将视频数据包输出到监测点采集分析服务器，作进一步的解包和指标计算。图2中的GSR为骨干交换机；DSLAM为ADSL局端设备；STB为机顶盒。