IPTV信号质量的测量

IPTV 综测仪解决方案

在三网融合下，运营商如何通过测量其提供的IPTV 视频图像、语音、数据等内容的质量 ，以便吸引更多的用户；同时确保运行时的服务质量 (QoS) 和用户体验质量 (QoE)，减少用户的投诉，提高用户的满意度和忠诚度；是摆在运营商面前需要迫切解决的问题。

E9100 IPTV 综测仪专门针对网络三重播放业务的开展，在用户终端及机房前端为部署 IPTV，VOIP 和数据等业务， 提供快速、详尽的测试解决方案。

传统的 IPTV 系统监测采用探针设备与中心服务器的复杂、昂贵的测试方式，投资动辄数百万以上。而德力IPTV 综测仪投资仅需其 20%-30%。 E9100 不仅可以作为便携测量仪表， 还可以在关键节点同时部署多台，利用现有网络作为测量数据传输与通信的途径，可以监测网络系统的 IPTV 性能和设备利用率 、快速查找定位故障点，节省维护时间和资源。 E9100 提供 24 小时实时监控与数据库存储和查询功能，通过远程测试等解决监控问题；提高监测效率，降低维护成本。是 IPTV 系统最优性价比的现场测量工具。三网融合最佳测试仪器

 

 

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■ 使用于终端用户业务开通时的测试验证

用户使用E9100综测仪机顶盒仿真功能、质量检测功能， 在完成开通业务功能测试的同时， 还可以检查用户帐户有效性， 测试IPTV用户体验质量指标（MOS-V）是否合格；测试频道切换速度来

评价用户换台效果。 使用E9100的数据测量功能，还可以模拟用户上网行为进行网络浏览等，并测量网络下载速度等是否达标。 使用E9100进入视频解码画面,还可以实际查看当前IPTV流的播放效果。

■ 使用于系统现场故障排查

为什么必须要使用IPTV综测仪？

由于IP网络本身就是一个不可靠的网络，采用“尽力而为”的传输机制。 在多种业务并存，网络负载加大情况下，很容易出现丢包、传输带宽下降、延迟增加等情况。 而IPTV业务又需要一个高带宽，低传输时延和低时延抖动的优质网络平台，在IPTV业务运行的时候，整个IPTV网络平台任何一个环节出现问题，都可能导致用户观看电视时出现马赛克，声音断断续续，严重时甚至可能无法观看

电视，从而造成用户的投诉 ！？

用户使用E9100综测仪时，可以快速排查故障点： 如用户终端

的IPTV机顶盒问题、家庭网关（光猫）；传输网络的分路头端设备

（OLT，CMTS,DSLAM）、汇聚交换机、路由器；以及IPTV前端的

流媒体服务器 、片源问题等。

■ 使用于网络系统性能监测和故障定位使用E9100-E高性能机架式综测仪同时多台部署在网络的关键

节点上，将实时测量的关键测量数据指标，如用户体验MOS值, 网络层延时、抖动、丢包，乱序包，重复包等，TS码流层误码指标，ES编码层误码指标等,通过现有网络传送回中心数据处理服务器。

用户在前端机房，通过操作专业的IPTV监控软件，远程查看不同节点的质量情况，并通过节点间的指标对比分析，快速查找定位故障点，节省网络维护时间。

网络系统测试点示意图

IPTV 综测仪在网络中的布局和监测示意图

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IPTV 综测仪的三大质量评价标准

（国际标准与部分专业术语说明）

 

 

为了较为客观的衡量 IPTV网络电视的服务质量与用户体验质量， 国际各行业协会与标准化组织如ITU ,IETF等等，积极研究和探讨，制定了相应的技术规范和测量方法。建立了网络电视的的三大质量评价标准，参见下述示意图。

 

三大 IPTV 质量评价标准

IPTV 业务质量模型与网络七层模型关系示意图

■ “ QoS服务质量”的评价标准

▎ “IP层”服务质量指标

MDI:DF --- 延迟因子;该数值表明被测试视频流的延迟和速率变化状况。单位是毫秒（ms）。 可以表征需要多大的缓冲区才能消除视

频延迟的影响。

MDI:MLR --- 媒体丢失率; MLR的单位是每秒的媒体数据包丢失数量。该数值表明被测试视频的传输丢包速率。

RTP JITTER --- 网络实时流抖动值; 利用 RTP实时流特性，计算其经过网络传输后，包与包到达的抖动变化情况。

▎ “传输流TS层”服务质量指标

TR 101 290 --- 包括三个级别的监测; 第1级 定义了会对视频业务造成严重影响（无法解码）的事件，如同步丢失、同步字节错、连续

计数错等； 第2级定义了会对视频业务造成部分影响（如卡顿）的事件，例如PCR时钟偏离、PCR时钟间隔等；第3级定义了会对一些特定

业务或应用造成影响的事件。

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■ “QoE体验质量”的评价标准

---“MOS”主观评价方法

前述第1项评价标准是针对网络、编码等服务质量方面的，

并不能体现用户使用IPTV业务的真实体验。所以, 业界提出了对“

QoE”视频语音业务体验质量的主观评定体系MOS(Mean Opinion

Score)：特定的观看者在特定的环境下，不同的场景下对视频语音

的品质的不同感受。MOS评定值以1－5的五级评分标准对视频语音

质量进行评定, 一般要求MOS评分在3.5分以上。

MOS 的 5 分评价标准表

说明：MOS是一个主观评价值。 对视频MOS的客观测量和评价是一个较为复杂的研究方向。 可分为全参考模型，半参考模型和无参考

模型三大类。 其中最有工程实践意义的无参考模型，有许多研究机构和组织提交了关于客观视频 MOS 的测量建议， E9100 IPTV综测仪遵

循相关国际组织的建议计算方法 ，根据发生在 IP层、传输流TS层 和图像编码ES层的各种损伤情况, 并充分考虑发生在不同 MPEG 帧（I、

P、B 帧）丢失对视频质量产生影响， 以及视频流自身编码属性影响等，保证了MOS算法的准确性。

■ “会话控制” 评价标准

“会话控制” 指与用户在进行与交互相关的一些操作时产生的

方便、满意程度。 如机顶盒开机速度，页面刷新速度，按键响应速

度等等， 其中最主要也是操作最为频繁的是频道切换。

频道切换延迟时间 --- 即通常所说的“换台”时间。 在 IPTV

系统中特指 直播业务中从一个频道切换到另一个频道所需要的时

间。 一般而言，人们可接受的频道切换延迟时间在1秒之内。如果

超过这个时间给用户的使用体验就比较差了。频道切换的延迟主要

来自于网络设备和机顶盒与前端系统交互的速度。 目前通常采用

IGMP组播协议作为直播切换控制协议。

频道切换时的网络事件示意图

▎ “压缩编码ES层”服务质量指标

图像分辨率 --- 指图像中存储的信息量；一帧图像内有多少个像素点，分为水平分辨率和垂直分辨率，如1920*1080点，768*576点等

等。

GOP帧（group of pictures） --- 指以I帧开始的一组图像组；如IBBPBBPBBP等；GOP帧长度反应视频流的纠错能力。

I帧（intra frame） --- 表示完整的帧内编码。

P帧（Predicted frame） --- 以I帧为基准的预测编码。

B帧（Bi-directional (B) frames ） --- 以 I帧和P帧为基准的

双向预测编码。

加权帧丢失率 --- 根据发生数据丢失的 I, B,P 帧的类型，以

及在GOP帧所在的序列位置，综合评价其

对视频流产生影响的错误率。

I, B,P 帧 错误对 IPTV 服务质量的影响示意图

MOS分 质量评价 主观损伤评价

5 良好 感觉不到的

4 好 感觉得到，但不影响感知效果

3 一般 稍微影响感知效果

2 较差 影响感知效果

1 差 严重影响感知效果

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E9100 IPTV综测仪的主要功能

■ IPTV网络电视质量监控功能

● 自动侦测当前网络的IPTV流 ● 测量网络层信号质量 MDI ● 测量传输层TR101290三级监测指标，PSI/SI结构树， PCR抖动与间隔

● 分析编码层 I、B、P、SI、SP帧 ● 计算视频MOS与音频MOS用户体验值

IPTV 质量测试结论画面

评估IPTV的用户体验MOS指标 , 并通过简单的通过/不通过，排

查可能发生故障的问题点。

MDI 测试画面

测试 MDI延时因子与丢包率,以及IP抖动 等网络层指标。

监测码流层 Tr101290 三级指标，红点表示不符合指标，黄点表

示曾经出现不符合指标，绿点表示合格指标。

Tr101290 测试画面

测量PCR精度与PCR数据包间隔时间， 并合格线判定。

码流层 PCR 精度与间隔测量画面

▎ IPTV网络电视质量监控功能

▎ DATA 数据业务测量功能

▎ VOIP 电话仿真功能

▎ IPTV 机顶盒(STB)仿真功能

▎ VOIP网络电话质量监控功能

便携式 E9100 机架式 E9100-E

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■ IPTV 机顶盒(STB)仿真功能

● 支持IPTV 1.0/2.0/3.0平台 ● 支持用户注册账号，密码，MAC，ID 等修改 ● 支持直播与点播业务 ● 支持实时视频播放

■ DATA 数据业务测量功能

● 内嵌浏览器 ● 支持当前网络里的所有IP包全局嗅探，以及wireshark格式录制

● PING，TRACEROUTE，FTP 等常用网络功能 ● IP流分类分布图显示 ● 支持 静态IP地址与动态DHCP，PPPOE IP地址

显示并计算直播频道的切换延迟时间。

频道切换时间测量画面

注册设置 画面 注册过程分析画面

编码层 帧结构测量画面

显示并解析ES流的帧结构、不同帧数据丢包率。 实时播放MPEG2/MPEG4/H.264 高清、标清的直播和点播视频

流。

实时解码画面

实时监控画面

对IPTV网络进行实时监控，并采集关键指标数据， 用户可以选择

查看不同指标随时间的变化情况。

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当前网络数据分布画面

PING 连接延时测量画面 FTP 上传下载测量画面

支持 SIP 协议注册过程画面

■ VOIP 质量监控功能（选件）

● SIP注册过程分析 ● 测试VOIP QoS 流速，IP抖动与丢包率 ● 测试音频MOS用户体验值

VOIP 质量测量画面

内嵌浏览器画面

■ VOIP 电话仿真功能（选件）

● 设置SIP服务器参数 ● 用户名密码设置与注册 ● 支持主叫和被叫模式 ● 监控音频MOS值

VOIP 仿真拨号画面 计算并显示当前 VOIP 用户体验值 MOS 画面