IPTV業務保障關鍵技術

為了保證運營商的正常運營，端到端的業務保障是IPTV運營商的強烈需求，但無論是視頻質量管理還是IP網絡資源管理，對電信運營商而言都是全新的挑戰。IPTV業務質量保障的目標是提供理想的用戶體驗質量。通常業務質量通過業務提供商與用戶之間的服務等級約定（SLA）來確定。大多數用戶并不了解IPTV業務提供的技術，通常他們不能幫助確定問題的原因。IPTV系統由多個獨立的部分組成，問題可能出現在電視機、機頂盒、內容編碼/加密、用戶家庭網絡、接入網絡或核心網絡等。實現IPTV業務保障有必要開發工具完成以下任務：設計一個良好的網絡架構，規劃和優化網絡的容量、QoS機制和資源保護機制，使得在正常情況下端到端路徑上網絡擁塞最小化；測量和驗證用戶服務質量的SLA滿足情況，如有必要采取相應的糾正行動，包括監視端到端的全部系統；如果某個部分發生故障發出指示信號，啟動自動故障管理與恢復的過程；判斷未解決的故障對服務效果和范圍的影響。

IPTV業務保障體系架構

電信運營商在競爭中獲勝的關鍵是通過提供SLA對用戶的服務等級負責。因此，運營商必須保證能夠實時監視并報告SLA。因為用戶也會根據業務使用情況對運營商提出某種要求，運營商必須有適當的機制以清楚明確的方式通知用戶當前的業務狀態。以用戶為中心的角度，所有重要的質量指標都要能夠通過網絡實時監測獲得，即業務必須是端到端可視的；只要需要，可以用數據確定客戶的體驗。電信運營商甚至可以定義新的測量準則適應新的業務以及業務等級。

IPTV業務保障解決方案需要能夠提供完整的端到端的業務可視化。網絡的復雜性和視頻內容創建的動態特性都可能成為對用戶體驗產生有害影響的潛在故障點。傳統的運營支撐系統和網絡管理系統不能提供所需的端到端可視化，也不能有效地監視實時流量和業務。

IPTV業務涉及三個主要的組成部分：底層承載網絡、視頻內容以及總的用戶體驗。IPTV業務保障方案需要對這三個方面的質量提供可視化。通過連續不斷監視網絡和業務的性能，電信運營商利用業務保障方案識別IP傳輸問題或者視頻質量損傷；通過端到端的可視化檢查視頻質量，對高價值用戶的總的業務體驗進行預先管理。因此IPTV業務保障體系結構包括三個關鍵方面：承載網絡、內容以及用戶的業務體驗。

承載網絡質量保障關鍵技術

承載網絡是業務開展的平臺，承載網絡的質量保障是IPTV業務保障的基礎。業務質量保障需要充足的網絡容量。為了保證IPTV的業務質量，網絡必須提供足夠的帶寬以保證傳輸時分組丟失率和時延限制在一定范圍之內。承載網絡的質量保證首先要提高接入網的帶寬配備和管理核心網的帶寬使用。

通常標準清晰度視頻流需要2M的帶寬；取決于壓縮標準和質量要求，高清晰度視頻流需要4M~8M的帶寬。考慮到三重播放的需要，每個家庭至少需要20M以上的帶寬才能滿足IPTV的部署需求。當前常用的接入技術包括xD－SL和xPON。從技術上而言，兩者都可以通過適當的配置滿足IPTV業務部署的需求。

現階段城域核心網以IP/MPLS及以太網技術為主，相對而言容量較為充足。但核心網是一個共享網絡，不同業務競爭其網絡容量，因此有必要加強核心網容量管理以對其合理使用。對于廣播應用，IP組播技術可以有效地節約帶寬，但是將不同的頻道分配到多個組播組中也帶來復雜的帶寬管理問題。假定采用恒定比特率編碼方式，則不必考慮統計復用效應。一種極端情況是每個頻道分配單獨的組播樹，其優點是不同的組播分支只需接收其想要的頻道內容，因而傳輸效率較高。但如果頻道較多，這種方式將帶來很大的組播管理負擔，還會增加頻道切換的時間。另一種極端的情況是將所有的頻道放到一個IP組播樹中。顯然，用戶不可能同時觀看多個頻道，這種方式會造成嚴重的傳輸資源浪費，但頻道切換快捷。多個組播樹可以進行靈活的流量管理，而少量組播樹傳輸多個頻道可以大大降低信令負擔。因而，IPTV業務支撐系統需要系統地評估用戶和頻道的實際情況，為多個頻道合理地規劃組播樹數量。

在IPTV業務部署之初，視頻點播的流量會小于廣播流量。但由于點播采用單播技術，取決于視頻服務器在網絡中的位置，點播將消耗相當大的核心網帶寬。VoD服務器的負載和連接服務器鏈路的利用率需要配置適當并在運行過程中進行監測。為了保證點播業務的質量，可以對點播流量采用高優先級傳輸，但優先級的配置需要兼顧其他業務的帶寬需求。

內容傳送質量保障關鍵技術

對用戶來說，畫面質量是業務體驗的重要方面。定義畫面質量模型是評價內容傳送質量的前提。衡量視頻質量有多種指標和模型。對視頻質量指標的嚴格定義仍然沒有定論，是當前主要的標準化組織和產業界論壇討論的話題之一。由于視頻質量來源于最終用戶的主觀感受，客觀地評價較為困難。平均主觀分數（Mean Opinion Score，MSO）是描述視頻業務質量體驗的常用工具。和話音類似，視頻MSO也分為五個等級，其中5級表示最高質量等級。對于高質量的視頻傳輸服務，通常要求分組丟失率在10-4到10-7之間，甚至更小；可以容忍的分組時延在數百毫秒數量級，時延抖動在數十毫秒數量級。

業務體驗質量保障關鍵技術

保障用戶業務體驗對IPTV業務的成功至關重要。業務保障機制需要連續測量頻道切換時間及視頻功能的時延，提供運營商需要用來保證用戶體驗的基本使用統計數據。如果沒有提供用戶使用情況的業務保障機制，運營商就沒有事先確保用戶期望能夠得到滿足的必要依據。完整的業務體驗質量保障功能包括：監測頻道可用性及頻道切換性能；提供用戶體驗報告和使用的統計信息；通過仿真機頂盒測試頻道選擇和執行VoD交互功能的時延。

因為內容已經推送到終端，所以傳統的電視頻道選擇反應非常快捷，用戶體驗良好。由于IPTV的協議特征，頻道選擇時延成為一個新問題。IPTV采用IP組播技術，其中基本協議是IP組管理協議（IGMP）。組播避免了視頻頭端對每個用戶發送頻道內容，大大節約了帶寬，增加了頻道容量。但采用IGMP意味著頻道切換在網絡中進行，而不是本地的機頂盒。IGMP的加入與離開操作時延成為影響用戶質量體驗的重要因素，同時發生的頻道加入請求數量將影響請求用戶加入組播組的性能。