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发布日期: 2017年5月5日

通过主动保障IP视频质量来管理体验质量(QoE)

之前发表在《Pipeline》杂志上

运营商正发现其网络内的IP视频服务出现爆炸式增长。对在线内容来源(如YouTube、HBO GO或NFL Network)的需求不断增长,并出现了4K HD内容,他们的网络IP视频流量受此影响从2014到2019年增加了3倍。思科的虚拟网络指数(Virtual Networking Index)显示,IP视频包括来自运营商(CSP)的IPTV服务和来自第三方运营商的OTT视频,预计到2019年会占所有消费者IP流量的84%,而OTT预计会占IP视频流量的83%左右。

随着视频服务成为CSP产品必不可少的组成部分且各种运营商面临的市场竞争日益激烈,这些运营商如何确保多种IP视频传输方法能够在其网络上提供较高的体验质量(QoE),从而维护并增加自己的客户群?

什么是OTT视频

现在,人人都曾遇到在互联网上传输的视频。无论是YouTube视频剪辑,从主流网络网站根据需求提供的电视节目,还是从Netflix提供的电影,通过互联网传输到您智能电视、计算机或移动设备上的视频已成为服务套餐的基本部分。但OTT运营商提供的更加传统的IPTV服务有何不同?

传统的IPTV是一种经过认真规划和设计的服务,而视频分发网特别用于解决传输问题,如容量、延迟和抖动,并进行扩展以满足预期的需求。服务广泛分布在运营商的整个网络里,使用传统的互联网组管理协议(IGMP)技术,使客户能够访问其购买的频道。由于网络采用多播并针对服务质量(QoS)进行设计,且这种视频是一种实时传输的服务,因此可以依赖基于UDP的传输服务。在传输过程中丢失或损坏的数据包被丢弃。通过认真设计网络,可以大幅减少丢包;然而,会一直存在设备故障等网络问题、维护活动、软件升级或在混合或虚拟网中VNF实例的动态优化和流量路由,并可能导致服务质量问题。

而OTT视频不使用特制的网络;相反,它使用公共互联网来传输视频内容。和其它基于网络的内容大致相同,这种服务也依赖互联网协议来传输服务。OTT视频作为一种单播服务,根据需求使用基于TCP 的传输方法进行传输,这意味着它需要重新传输丢失或损坏的数据包。为了避免在出现丢包或重传的情况下影响视频服务,OTT视频以分段文件的方式进行传输,因此内容在用户观看前被传输给他——这通常被称为缓冲。这样,任何丢失或损坏的数据包都可以在要求前被重新传输,从而确保视频服务流畅。

OTT给CSP带来的另一个有趣挑战是,不同于由CSP提供并针对QoS设计的传统IPTV服务,OTT通常来自第三方运营商并通过内容分发网(CDN),经过CSP网络来分发。第三方运营商不仅意味着CSP的收入可能或减少,而且如果OTT服务表现不佳,CSP通常会成为替罪羊,从而损害他们的品牌声誉,即使问题很可能不在他们的网络内。

传输OTT视频

如上所述,OTT视频严重依赖内容分发网(CDN),如Akamai或Amazon,将高价值或受欢迎的内容更提供给最终用户。利用CDN使运营商能够缩短传输通道,从而尽可能减少与传输有关的延迟,并在多个服务器之间分配文件共享的负载来确保更好的服务质量,最终减少高用户需求造成的任何影响。

同样,OTT视频分发还对分段的视频文件采用自适应比特率(ABR)编码,使得运营商能够权衡网络性能和视频质量,从而大幅提高用户体验质量。如果出现网络问题,使得分段的文件不能很快地下载,造成视频不能顺畅地播放,就会要求为文件采用较低的比特率,以便能够继续顺畅地播放视频,但视频的分辨率会降低。

监测视频服务

视频服务很像语音服务,依靠低延迟、无差错的连接来确保较高的服务质量。能够持续监测客户接收到的视频信号的质量对于维护较好的体验质量至关重要。如果不能这么做,很可能会导致客户流失和收入减少。

取决于所用的视频类型,有几种方法来监测视频服务的质量。传统的广播视频是您可能从卫星电视运营商或无线传输获得的服务,只能依靠被动监测。对于这些方法,测试设备配备适当的接收器,能够分析接收到的信号的信号强度、编码错误和遗漏的频道,便足以满足需要。由于这些传统方法始终播放所有频道,因此测试设备无需要求内容。可以为接收到的广播信号生成关键性能指标(KPI)并发送到视频运营中心,使运营商能够了解服务的性能如何并根据需要采取适当的措施。

而IP视频服务不是广播服务。它们依靠来自接收器的信令来要求特定的内容。此外,因为其分发过程基于数据包,所以IP视频容易受到各种服务质量和网络问题的影响。因此,除了保障接收到的视频和音频内容外,IP视频服务(包括IPTV和OTT视频)需要采用主动监测来要求应用服务器发送特定的内容,并验证收到这些内容,然后才能分析收到视频的质量。

另外,因为IP视频依靠互联网协议来传输实时流量(在IPTV时),或传输视频文件段(在OTT时),所以任何测试策略都需要考虑到内容编码和解码。OTT视频使这个更加复杂,因为它依赖ABR编码、视频文件分段和使用CDN来进行视频分发。为解决这些IP视频问题,CSP需要一种全面的主动视频保障策略,以确保无论在使用何种技术时都能全面了解服务的状况。

IP视频分发和监测的典范实践要求在编码、接收、保存和观看视频的任何地方都进行视频服务监测。这么做不仅可以确保所传输的视频产品的质量较高,还可以在有问题的情况下,能更快地隔离故障位置和原因,并且对服务网络进行调整以绕过问题。

在传输OTT视频时,还应该在内容被编码和分段的视频源服务器处进行监测,以及在分发路径上的各地点进行监测,包括向CDN的切换点、向本地CSP的切换点、向接入网的切换点以及向客户的切换点。

同样,IPTV视频服务也需要在内容源处进行视频和音频保障,还需要在各个主要网络交接点进行传输保障,以全面监测提供给客户的服务质量。

为实现完整、健壮的监测解决方案,所用的系列视频保障设备应能够支持各种视频分发技术,并提供一个通用的监控平台来管理整个视频保障策略并使CSP在无论使用哪种技术时,都能够集中了解其视频服务的状况。