三重播放网络环境下验证IPTV服务质量

网络特征和媒体质量

　　用户数量呈指数增长

　　据估计，到2009年全球的IPTV用户将达到5370万，在2004年和2009年之间，仅北美地区的IPTV用户数量就增长了12985%4。到2005年末，法国成为欧洲使用IPTV服务人数最多的国家，有28.1万用户注册了三个主要的IPTV服务（Maligne、Free和Neuf）。5如果所有用户同时观看同一个频道，那么通过IP组播（大多数网络中的IGMP）分配的数字视频就不能保证始终如一的视频质量。因此，很难保证所有用户都能正确接收到视频。由于IPTV传输网络中的带宽和处理资源有限，加之更多用户申请IPTV服务，因而对约定的体验质量造成了较大的威胁。在用户和IPTV频道数量不断增加的情况下，对网络设备进行测试至关重要，这样便能够确定每个用户IPTV体验质量达到令人无法接受水平（即性能极限）的程度。

　　假设在重要的现场体育活动（如世界杯）中通过IPTV进行电视转播。如果申请加入IPTV组播群组的球迷数量过多，则会造成网络过载并导致拥塞现象。例如，如果一个社区的接入网络仅能容纳1000个用户同时观看世界杯，则第1001个用户可能会使包括自己在内的所有1001名观众的体验质量下降。

　　用户的动态行为

　　在真实的三重播放用户环境中，用户的行为方式是动态的。由一个提供商提供三重播放服务的家庭，在进行多个VoIP电话交谈的同时，还可以发出频道切换和新的网络连接请求。当扩展到整个用户群时，这种动态行为对IPTV网元控制面板的要求会非常苛刻，并且可能会对IPTV观众获得的体验质量造成危害。

　　例如，在奥斯卡颁奖典礼的广告期间或《幸存者》播出季末，大量用户会同时发出频道切换请求。从长期观看的稳定状态快速转变到大量切换请求状态会对宽带网关（BNG）或边缘路由器造成巨大压力，因为它必须要处理成千上万的IGMP群组加入/离开请求、更新组播转发表以及通过正确的输出接口复制组播流量。这种压力可导致数据包转发延迟和丢失，并影响IPTV体验质量。因此，在测试环境中模拟动态用户行为至关重要，这样才能衡量对IPTV体验质量标准的影响

　　融合的三重播放流量

　　在同一链路上，不管该链路是来自同一个三重播放用户还是来自共享聚合路由器中上行链路的其它用户，IPTV流量都将包括话音流和数据流。IPTV的所有三项服务将争夺有限的网络带宽和设备资源，而且不同的流量类型需要不同的网络服务级别。在测试环境中必须包括对三重播放流量组合的测试，以确定其它服务流量的出现（或干扰）对服务质量和高优先级视频流的及时转发产生怎样的影响。

测量IPTV体验质量的传统方法

　　传统的频道切换和媒体质量测量方法虽然建立了一个广泛使用的实验室设备测试床（如图2所示），但却存在不少问题。
　　这种测试环境结合了几百个真正的STB和音频源以及VoIP电话和个人电脑，以模拟话音和互联网服务流量，但是这种方法并不适用于测试IPTV体验质量。它存在的明显缺陷包括：需要配备价格昂贵的设备、放置测试床需要大量空间以及对测试进行控制需要大量劳动力等。该方法还存在一些严重的功能缺陷，因为它不能随着实际用户数量的变化（可能从几千增至几十万）而做出相应的扩展。测试的可靠性会由于STB过热和需要频繁启动而受到影响。总体IPTV体验质量由连续数小时观看并频繁切换电视节目的观众确定，这些观众需在定义的数值范围内"评定"其总体体验质量。

　　这种主观测试虽然能够确定服务质量是否达到预期目标，却不能很好地洞察导致服务质量下降的真正原因。这些测试测量很难（但并非不可能）发现网络层的特定问题，因而在故障诊断和隔离网络配置问题时，这些测量几乎没有任何价值。

图2：测试IPTV体验质量的传统方法