大規(guī)模IPTV系統(tǒng)中的測試與測量需求
Curtis Howe Marc Savoie 2007/07/16
IPTV由加拿大電信運營商NBTel當時的CEO- Gerry Pond于上世紀90年代中期提出,希望IPTV能夠成為該公司和該行業(yè)進入娛樂服務領域的一個平臺,并提升經由衛(wèi)星、同軸電纜和陸地廣播提供的現(xiàn)有業(yè)務。圖1:IPTV網絡的簡化模型。
IPTV業(yè)務對視頻編碼、傳輸網絡、家庭網絡設備和更高層的應用,特別是中間件和VOD應用提出了許多嚴格的要求。下面將對每個子系統(tǒng)相關的挑戰(zhàn)進行詳細的介紹。
信號獲取和頭端
首先,由于目前可提供的許多視頻內容都是供在衛(wèi)星或有線電視網絡上分配使用的,由于帶寬的波動可能超出IPTV可用容量,通常視頻將作為可變比特率業(yè)務送到運營商的頭端系統(tǒng)。該頭端必須將變化的比特率轉換成一個壓縮的恒定比特率業(yè)務。一般來說,每路標清內容所占用的帶寬在3
Mb/s以內,而高清節(jié)目所需的帶寬為此帶寬的5-6倍(不過,最新的壓縮系統(tǒng)可以將帶寬需求減少50 %)。
對于每一個編碼器來說,上述的壓縮比和處理要求仔細調整的離散參數多達20個左右,而通常IPTV系統(tǒng)中有多達幾百個可用信道。一旦最佳的編碼格式確定后,對于通信頭端的視頻通道上行碼流中的任何變化,它都必須保持不變。
IP傳輸和分配網絡
在目前的頭端系統(tǒng)中,構成50-250個線性廣播媒體流信道的視頻承載被送到區(qū)域分配中心,然后再送到本地中心局。不包括開銷的廣播承載碼流高達750
Mb/s,如果包括開銷和VOD,匯聚分配帶寬很容易超過1Gb/s。
支持IP的基礎設施包括交換機、路由器、radius 、DNS和 DHCP服務器、防火墻、負載平衡器、cache服務器和目錄服務器。
網絡抖動目前是非常值得考慮的一個問題,因為它是造成視頻損傷的一個原因。不過,隨著設備供應商改進其產品來支持視頻流,抖動性能得到穩(wěn)定的改善。同時,機頂盒對網絡抖動具有很強的恢復能力,這是因為機頂盒中視頻緩沖器的不斷增加。
IP基礎設施方面的一個關鍵挑戰(zhàn)是隨著為了擴展服務區(qū)域而導致的網絡升級,引入新功能和增加客戶時如何確保足夠的容量和性能。這就要求對網絡的變化進行嚴格的控制,特別是當在產品中引入新技術或者現(xiàn)有技術的新版本的時候。
接入和家庭網絡
在最后一英里中,家庭網絡和機頂盒在IPTV系統(tǒng)中占據著最大的分量。在這些網絡段中,具有最少的故障自動修復設備,而正是在最后一英里和家庭網絡中最易遭受環(huán)境的不利影響,并且業(yè)務很容易遭受到消費者本身行為的影響,甚至是現(xiàn)場工程師的行為也是如此,這些工程師在對IPTV網絡的電話網絡進行維護時甚至根本意識不到他們正在對IPTV業(yè)務產生影響。
機頂盒和機內軟件也是提供IPTV業(yè)務的關鍵部分。除了視頻解碼功能外,通常機頂盒還維護程序導引數據,管理中間件交互事務,信號通道改變并支持用戶接口。
有許多問題將影響機頂盒的正常工作。數據包丟失,各種MPEG誤碼和常見的版本問題,都會引起為用戶提供的視頻信號產生問題。
測試和管理需求
圖2總結了IPTV網絡中每個子系統(tǒng)相關的測試和管理需求。
圖2:各個子系統(tǒng)的測試和測量需求。
本文小結
為了滿足IPTV的各種獨特挑戰(zhàn),寬帶IP網絡技術和產品正在快速改進。結合各種嚴格的網絡更改控制程序,人們期望利用現(xiàn)有的無源IPTV測試和監(jiān)控技術以及新出現(xiàn)的端到端視頻監(jiān)控系統(tǒng),來加速IPTV系統(tǒng)的部署和升級改造,同時確保所提供的視頻信號的質量和可靠性。
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