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IPTV——技术简介

IPTV的实时性可以防止（多数情况下）网络进行重发以纠正错误；最终用户感受到的体验质量（ QoE）因此也可能会不同程度地受到影响。一些独立研究表明与语音服务客户相反，IPTV用户不会对服务质量做出任何妥协。因此，必须定期测试或监测整个IPTV网络上的信号质量，以便将服务收入的潜在威胁降至最低并迅速解决。

图1.消除视频中断和马赛克是留住用户的关键。

IPTV网络拓扑结构

IPTV技术是旨在帮助客户访问视频娱乐内容的新服务的组成部分。该技术可通过从头端设备到最终用户的机顶盒（STB）的IP传输媒体访问数字电视。大多数服务提供商都使用专用的传输网来支持IPTV。

典型的IPTV网包括下列功能块（如下图所示）：

• 全国头端：多数IPTV频道从全国性广播公司进入网络的地方
• 核心网：通常是向接入网传输数据流的IP/MPLS网
• 接入网：向DSLAM分配IPTV流
• 地区前端：向网络增添本地内容的地方
• 客户驻地：IPTV流被终止并观看的地方

图2.IPTV网络总体架构

IPTV网络主要使用MPEG-2多节目传输流（MPTS），将来自全国头端处阿德天线或碟形卫星天线的广播信息分配带视频服务节点。需要注意的是，其它更具效率、所需带宽更小的压缩算法，如H.264（MPEG-4 Part 10）或电影与电视工程师学会（SMPTE）421M（也成为VC-1），正在市场上昂首前进，补偿第一种算法的不足。

使用接入网上的各种设备来分配SDTV或HDTV频道内容。在这些设备中，数字线路用户接入复用器（DSLAM）以及其它技术，光纤到户（FTTH），等都可用来同用户的机顶盒进行连接。对于IPTV来说，每个频道都使用多播IP地址进行分配。

影响服务的因素

体验质量（QoE）

由于以太网和IP网络的结构原因，视频/音频流的质量主要受网络抖动和数据包丢失的影响。由于MPEG或其它类似压缩算法中使用的视频编码类型不同，用户体验质量的受到的实际影响取决于网络中丢失的数据包类型。在MPEG-2算法中，用来形成图像的传输数据包被分为I帧、P帧和B帧。简单来说，I帧包含完整的图像，而P帧和B帧则包含来自其它帧的预测信息。

图3.MPEG中常见的（GOP）关系

图3显示的是图像组（GOP）中包含的各种类型帧之间的关系。如图所示，I帧是独立的，并提供输入来支持其它的帧；这意味着I帧出现的错误对画面造成的后果比丢失P帧或B帧更为严重。

关键QoE参数

有多个指标可量化网络对终端用户接收的频道质量造成的影响。对于MPEG-2 TS来说，最常见的参数是媒体传输质量指标（MDI）以及PCR和抖动。VoD网络内还使用其它参数，但它们通常需要进一步检测数据包，以收集更深入分析所需的信息。

IPTV是一项不断发展的技术，造成其发展的原因并不仅限于某项具体的测试和监控标准。然而，必须测量上述参数，以便帮助对在传输IPTV服务的网络上传输的服务进行用户体验质量（QoE）鉴定。

将媒体传输质量指标（MDI）作为测试指标

IPTV服务的一些内在特性，是影响视画面频观赏质量的主要因素，这些特性包括可用带宽、数据包丢失率和抖动。通过将MDI用作测试指标与工具，用户可以测量并诊断网络引起的IPTV流媒体视频的损伤。MDI是目前唯一的基于标准的（RCF 4445）视频质量指标，并得到了IP视频质量联盟的认可。

MDI包括两个截然不同的参数：延迟因素（DF）和媒体丢包速率（MLR）。这两个参数一起测量媒体流的QoS，直接关系到最终用户的终极体验质量。

使用MDI的益处包括：

• MDI不进行任何类型的流解码来实现指标，因此不需要突出的实时处理能力。
• MDI可和加密的媒体净荷一起使用。
• MDI不依赖于任何类型的视频编码技术，因此可轻松扩展，以监测数百个同时播放的频道的视频质量。
• 通常在整个数据流路径的多个点对MDI进行采样，其测量结果可以作为网络问题的指标，有助于在影响服务之前就主动解决问题。
• 由于MDI依赖于传输层指标（DF和MLR），因此可用于设置网络余量，并直接与即将出现的影响视频质量的网络问题关联。
• 由于MDI采用数据包级指标，因此可帮助鉴定交换机和路由器等网元，这些网元在决定数据包延迟或丢失方面有着重要作用。

图4.常见的核心到接入IPTV测试应用，在整个网络上进行媒体传输质量指标（MDI）测量。

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