基于MDI的流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展，在線電影、網(wǎng)絡(luò)直播、視頻分享等流媒體業(yè)務(wù)得到了廣泛的應(yīng)用。在電信網(wǎng)、電視網(wǎng)和計算機通信網(wǎng)相互融合相互滲透的大背景下，IPTV（Internet Protocol Television）、OTT（Over The Top）等流媒體業(yè)務(wù)更是得到電信運營商、內(nèi)容提供商和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的大力投入和持續(xù)推進。越來越多的新型流媒體業(yè)務(wù)不斷地涌現(xiàn)出來，流媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展將會給人們的生活和工作帶來巨大變化和深遠影響。最終用戶在享受豐富的流

2、媒體業(yè)務(wù)的同時，對流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。
　　根據(jù)分析，影響流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量的因素主要來源于兩個方面，一方面是內(nèi)容源質(zhì)量，主要包括編碼算法的優(yōu)劣性、編碼參數(shù)配置策略和碼流打包方式等；另一方面是網(wǎng)絡(luò)傳輸因素。由于流媒體業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)性能有較高要求，媒體流數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸和交換的過程中，容易發(fā)生延時、丟包、抖動等問題。網(wǎng)絡(luò)性能是影響流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量的重要參數(shù)。在目前IP網(wǎng)絡(luò)盡力而為的服務(wù)模式下，流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量得不到有效的實時

3、性保障和可靠性保障。網(wǎng)絡(luò)性能的動態(tài)變化和流媒體數(shù)據(jù)包的延時、抖動或丟包都會影響到流媒體業(yè)務(wù)的音視頻質(zhì)量。在此背景下，流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量的主動監(jiān)測與測量評估顯得異常重要。
　　本文通過分析流媒體業(yè)務(wù)測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀后，選擇采用MDI（Media Delivery Index）測量方法設(shè)計并實現(xiàn)了一套具備實際應(yīng)用價值的測量系統(tǒng)。
　　MDI測量方法通過延遲因子DF（Delay Factor）和媒體丟包率MLR（Media Loss

4、 Rate）兩個指標值來評估流媒體業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。DF指標用于描述流媒體數(shù)據(jù)包的延時和抖動狀況。MLR指標用于描述在某個采樣周期內(nèi)發(fā)生丟失的數(shù)據(jù)包數(shù)量。通過與其他評估方法相比可以得知，MDI測量方法具備多方面的優(yōu)點和特征。首先是算法所需的特征參數(shù)精簡，計算分析過程相對簡單，因而在執(zhí)行效率和分析性能上能夠滿足流媒體業(yè)務(wù)高實時性的特征；其次是周邊依賴因素少而具備較強的獨立性，因而可以適用于復(fù)雜的流媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)；最后是良好的擴展性，可以根據(jù)需

5、要大規(guī)模部署到端到端業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中進行測量。MDI測量方法可以通過精確的測試結(jié)果反饋流媒體的業(yè)務(wù)質(zhì)量狀況，還可以評估網(wǎng)絡(luò)鏈路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對流媒體業(yè)務(wù)的支撐情況。
　　基于MDI的流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量測量系統(tǒng)首先通過監(jiān)測探針收集網(wǎng)絡(luò)上不同節(jié)點的流媒體數(shù)據(jù)包，然后對數(shù)據(jù)包進逐層解析后得出MDI算法所需的特征參數(shù)，接下來按照設(shè)定的公式進行將MDI定義的兩個指標值計算出來，最后各個監(jiān)測探針將計算所得的指標值上報給管理中心。流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量測量系統(tǒng)采用分

6、布式分布部署監(jiān)測探針和集中式統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)。測量系統(tǒng)包括一個管理中心和任意多個監(jiān)測探針組成。管理中心部署在網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，實時收集各個監(jiān)測探針上報的測量數(shù)據(jù)后進行處理，并根據(jù)需要展示到界面上。監(jiān)測探針是根據(jù)業(yè)務(wù)需要部署到流媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點或是用戶終端上。監(jiān)測探針啟動后，開始實時采集流媒體數(shù)據(jù)包，經(jīng)過一系列的篩選、過濾、解析和分析后，最后計算得出指標值。
　　流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量測量系統(tǒng)的應(yīng)用場景包括：實時查詢各個監(jiān)控節(jié)點上報

7、的指標值從而判斷該節(jié)點上的流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)量狀況；通過預(yù)先設(shè)定的閾值對測量結(jié)果較差的監(jiān)測節(jié)點產(chǎn)生告警信息；通過對同一條業(yè)務(wù)鏈路不同節(jié)點上的指標值進行對比分析來判斷網(wǎng)絡(luò)上的瓶頸；通過對特定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的監(jiān)測以評估該網(wǎng)元支撐流媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)哪芰?；通過對媒體內(nèi)容源出口、各級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、用戶終端的聯(lián)合監(jiān)控來快速定位流媒體業(yè)務(wù)故障；通過多個監(jiān)控節(jié)點在一段時間內(nèi)的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)來評估整個流媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的運行狀況?；谏鲜鰬?yīng)用場景，業(yè)務(wù)提供商可以通過流媒體業(yè)務(wù)質(zhì)