对iptv业务进行qos监测的系统及其方法
【专利摘要】本发明涉及对IPTV业务进行QOS监测的系统及其方法，包括QOS监测工作站和集中管理分析平台，在总部和驻地布置QOS监测工作站，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传到总部的集中管理分析平台，集中管理分析平台接受各QOS监控工作站的监测数据并进行关联。通过分布式智能探针实现对IPTV的业务性能和质量的监测，分析各视频监测指标，及时发现IPTV业务故障以及性能下降的情况。
【专利说明】对IPTV业务进行QOS监测的系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对IPTV业务进行QOS监测的系统及其方法。
【背景技术】
[0002]国内IPTV试商用地区与规模不断扩大，影响力也在不断提高。随着人们对数字化、网络化、流媒体化娱乐媒体认知度的提高和需求的上升。2010年，三网融合，运营商向全业务转型，也为IPTV业务发展提供了前所未有的机遇，随着政策、市场、产业链进一步完善，IPTV作为融合业务的一个重要载体，稳步发展。
[0003]IPTV的业务模式及内容也在不断丰富，功能方面:目前IPTV已经在节目播放中普遍提供了点播、时移、回看、轮播等多种互动功能；内容方面:包含电影大片、热门电视剧、游戏娱乐、时尚生活、财经体育、人文地理等精彩节目，还有阳光政务、互动社区、互动休闲娱乐、电子商务等各式增值服务，可以充分满足用户对互动化、个性化、多样化的媒体需求。
[0004]由于IP网络本身就是一个共享的网络，IPTV业务又需要高带宽，低传输时延和低时延抖动的互动媒体业务，在IPTV业务运行的时候，整个IPTV网络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，声音不连续，严重时甚至可能导致用户无法观看。因此必须对IPTV业务进行监控。在运营商IPTV监控中心，目前仍然使用传统的电视墙的方式对业务进行监控，在出现问题时进行手工记录，无法保存当前的原始数据，因此就无法对出现的问题进行分析和解决。
[0005]基于以上现状，正在积极开发IPTV的相关监测仪。但基于目前IPTV业务发展较新，新的问题和新的需求不断出现，目前还没有合适的产品能完全满足IPTV内容提供商或运营商日常监测的需要，各种解决方案都需要在原有的技术基础上针对客户的需求进行适当的客户化开发或改进。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种对IPTV业务进行QOS监测的系统及其方法。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
对IPTV业务进行QOS监测的系统，特点是:包括QOS监测工作站和集中管理分析平台，在总部和驻地布置QOS监测工作站，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传到总部的集中管理分析平台，集中管理分析平台接受各QOS监控工作站的监测数据并进行关联；
所述QOS监测工作站包括分布式视频流监测探针模块、视频指数监测和分析模块以及视频缓存传送和回放模块，其中:
分布式视频流监测探针模块，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据；
视频指数监测和分析模块，对处于监控点的每一视频流进行分析； 视频缓存传送和回放模块，使用户通过集中管理分析平台查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存；
所述集中管理分析平台包括视频流监控探针关联管理模块、IPTV视频质量集中监控模块、IPTV故障管理模块、IPTV MOS值分段分析比较模块以及视频存储回送和播放模块，其中:
视频流监控探针关联管理模块，在集中管理分析平台中注册并配置QOS监测工作站，集中管理分析平台将QOS监测工作站同时进行同步，同时向QOS监测工作站发送监测任务并接收QOS监测工作站的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台对QOS监测工作站进行关联；
IPTV视频质量集中监控模块，用户通过集中管理分析平台一目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看故障参数对视频的影响；
IPTV故障管理模块，在QOS监测工作站发现视频故障时，集中管理分析平台实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联；
IPTV MOS值分段分析比较模块，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值；
视频存储回送和播放模块，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0008]进一步地，上述的对IPTV业务进行QOS监测的系统，QOS监测工作站是IPTV分布式管理系统中的监测节点，QOS监测工作站工作站布置于网络中任意需监控的位置，从核心网络到边缘节点，接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量并对视频进行缓存，同时将监测参数实时上传给中央管理分析平台，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站将告警信息及存储的视频段实时传递给网管中心的集中管理分析平台，即可马上进行处理，迅速解决问题；提供实时的视频管理、分析监测、报警及报告功能，QOS监测工作站是一个可扩展的监测探针，支持在网络中使用QOS监测工作站可同时监测数十个频道乃至数百个频道；
集中管理分析平台是一个综合的IPTV QOS监测管理分析系统，集中管理分析平台首先管理所有的监测工作站，对其进行关联配置，并对其时间进行统一同步，同时接受各QOS监测工作站实时发回的监测数据并进行关联，当发生故障时，集中管理分析平台进行报警，并调用各QOS监测工作站的缓存视频流与关联视频进行对比，供分析使用；集中管理分析平台还整合历史数据，提供管理报告，供运维及管理人员对网络及IPTV业务进行更加专业的分析和改进。
[0009]本发明IPTV业务进行QOS监测的方法，包括以下步骤:
1)分布式视频流监测探针模块，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据；
2)视频指数监测和分析模块，对处于监控点的每一视频流进行分析；
3)视频缓存传送和回放模块，使用户通过集中管理分析平台查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存；
4)视频流监控探针关联管理模块，在集中管理分析平台中注册并配置QOS监测工作站，集中管理分析平台将QOS监测工作站同时进行同步，并对QOS监测工作站进行关联；
5)IPTV视频质量集中监控模块，用户通过集中管理分析平台一目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量；
6)IPTV故障管理模块，在QOS监测工作站发现视频故障时，集中管理分析平台实时收至丨J告警;
7)IPTVMOS值分段分析比较模块，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值；
8)视频存储回送和播放模块，各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0010]更进一步地，上述的对IPTV业务进行QOS监测的方法，分布式视频流监测探针模块，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据，QOS监测工作站探针放置到网络中任意需监测的位置，从核心网络到边缘节点；使用QOS监测工作站接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站马上传递给网管中心的集中管理分析平台，即可马上进行处理；QOS监测工作站作为一个单独的数据采集设备，分布的放置在整个IPTV网络中，构建一个可升缩的IPTV监测解决方案；
视频指数监测和分析模块，QOS监测工作站对于处于QOS监测工作站监控点的每一视频流都可进行详细分析，可查看到PAT及PMT的详细解码信息，按时间显示的视频流PCRJitter、吞吐量、丢包以及每一 PID的实时吞吐量，PCR速率，使用户能够一目了然的看到现行IPTV视频流的质量，并且可实时的远程传送该视频流，以主观评判的方式查看相关参数对视频质量的影响；Q0S监测工作站同时监测网络层质量并进行分析，得出网络层的相关吞吐量，通过放置在不同网络位置的监测工作站，对传输过程中视频流实时监测播放的同时进行解码分析，获得视频流在网络中传输的实时参数，进一步判断IPTV在网络传输中的质量变化；
视频缓存传送和回放模块，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段的视频片段进行截取录制并上传到集中管理平台，实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误，超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析、PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的其他相关参数，根据以上参数质量得到客户视频质量的量化指标，对质量指标低于预设阀值的缓存视频进行保存，并进行报警，同时保存的视频作为相应的排障参考发回到综合监测分析平台；
视频流监控探针关联管理模块，在集中管理分析平台中注册并配置QOS监测工作站，集中管理分析平台将QOS监测工作站同时进行同步，同时向QOS监测工作站发送监测任务并接收QOS监测工作站的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台对QOS监测工作站进行关联，将各网络段的视频质量进行对比并对缓存视频进行关联回放；
IPTV视频质量集中监控模块，用户通过集中管理分析平台一目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看相关故障参数对视频的影响，在视频质量发生问题后，实时的调取缓存的视频流进行保存；
IPTV故障管理模块，在QOS监测工作站发现视频故障时，集中管理分析平台实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联，如同步错误、同步字节错误、包识别丢失、节目相关表错误、节目对照表错误、连续计数错误，如果发生以下错误时也及时告警，如:数据传输错误、循环冗余校验错误、节目参考时钟间隔错误、节目参考实时抖动错误，播出时间标记错误；
IPTV MOS值分段分析比较模块，在头端和区域中心布署IPTV智能监测工作站后，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值，因各个智能工作站都进行了NTP同步，可在综合管理分析平台上对各段视频质量MOS值进行关联和对比，不同频道的MOS值比较，不同时间段的MOS值比较，不同网络段的MOS值比较，根据比较，初步判断视频质量的问题，如片源质量问题、网络不稳定质量问题、流量变化质量问题；
视频存储回送和播放模块，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0011]再进一步地，上述的对IPTV业务进行QOS监测的方法，在网络的不同层次接入智能探测工作站，获取用户视频流信息，智能工作站部署在头端和关键区域运营中心，智能工作站都进行NTP同步，并且在同一时间执行相同的测试；将获得的视频流解码同时实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误、超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析和PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的相关参数；
接收到各个智能工作站发送的节目单、各频道视频质量数据及MOS值、质量下降时的保存视频以及告警信息，在分析模块中，根据网络不同层面发送的视频M0S，看到视频指标在各级网络传送中下降的情况。
[0012]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
通过分布式智能探针实现对IPTV的业务性能和质量的监测，分析各视频监测指标，及时发现IPTV业务故障以及性能下降的情况。发现故障后及时发出故障报警，有一定的手段实现故障的定位，协助工作人员排障。视频的存储和回放:在发现问题时，能够将视频进行存储回送，通过回放来进一步诊断故障。对于监测的结果进行集中监控并统计分析，分时段，分频道形成年、月、周和日报告。建立完善的维护档案。建立趋势对比:对视频指标可以进行排序和存档。以前建立的指标可以与新的指标进行对比以便确保IPTV用户质量的不断提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
图1:本发明系统的模块架构示意图；
图2:本发明系统实现流程示意图。
【具体实施方式】[0014]如图1所示，对IPTV业务进行QOS监测的系统，包括QOS监测工作站(NetStation)11和集中管理分析平台(NetSuite) 12，在总部和驻地布置QOS监测工作站11，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传到总部的集中管理分析平台12，集中管理分析平台12接受各QOS监控工作站11的监测数据并进行关联。
[0015]QOS监测工作站11包括分布式视频流监测探针模块13、视频指数监测和分析模块14以及视频缓存传送和回放模块15，其中:
分布式视频流监测探针模块13，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据；
视频指数监测和分析模块14，对处于监控点的每一视频流进行分析；
视频缓存传送和回放模块15，使用户通过集中管理分析平台12查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存；
所述集中管理分析平台12包括视频流监控探针关联管理模块16、IPTV视频质量集中监控模块17、IPTV故障管理模块18、IPTV MOS值分段分析比较模块19以及视频存储回送和播放模块20，其中:
视频流监控探针关联管理模块16，在集中管理分析平台12中注册并配置QOS监测工作站11，集中管理分析平台12将QOS监测工作站11同时进行同步，同时向QOS监测工作站
(11)发送监测任务并接收QOS监测工作站11的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台12对QOS监测工作站11进行关联；
IPTV视频质量集中监控模块17，用户通过集中管理分析平台12 —目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看故障参数对视频的影响；
IPTV故障管理模块18，在QOS监测工作站11发现视频故障时，集中管理分析平台12实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联；IPTV MOS值分段分析比较模块19，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值；
视频存储回送和播放模块(20)，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0016]QOS监测工作站11是IPTV分布式管理系统中的监测节点，QOS监测工作站11工作站布置于网络中任意需监控的位置，从核心网络到边缘节点，接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量并对视频进行缓存，同时将监测参数实时上传给中央管理分析平台12，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站11将告警信息及存储的视频段实时传递给网管中心的集中管理分析平台12，即可马上进行处理，迅速解决问题；提供实时的视频管理、分析监测、报警及报告功能，QOS监测工作站11是一个可扩展的监测探针，支持在网络中使用QOS监测工作站11可同时监测数十个频道乃至数百个频道；
集中管理分析平台12是一个综合的IPTV QOS监测管理分析系统，集中管理分析平台12首先管理所有的监测工作站，对其进行关联配置，并对其时间进行统一同步，同时接受各QOS监测工作站11实时发回的监测数据并进行关联，当发生故障时，集中管理分析平台12进行报警，并调用各QOS监测工作站11的缓存视频流与关联视频进行对比，供分析使用；集中管理分析平台12还整合历史数据，提供管理报告，供运维及管理人员对网络及IPTV业务进行更加专业的分析和改进。
[0017]上述系统对IPTV业务进行QOS监测的方法，具体步骤为:
1)分布式视频流监测探针模块13，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据；
2)视频指数监测和分析模块14，对处于监控点的每一视频流进行分析；
3)视频缓存传送和回放模块15，使用户通过集中管理分析平台12查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存；
4)视频流监控探针关联管理模块16，在集中管理分析平台12中注册并配置QOS监测工作站11，集中管理分析平台12将QOS监测工作站11同时进行同步，并对QOS监测工作站11进行关联；
5)IPTV视频质量集中监控模块17，用户通过集中管理分析平台12 —目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量；
6)IPTV故障管理模块18，在QOS监测工作站11发现视频故障时，集中管理分析平台12实时收到告警；
7)IPTVMOS值分段分析比较模块19，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值；
8)视频存储回送和播放模块20，各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0018]分布式视频流监测探针模块13，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据，QOS监测工作站探针放置到网络中任意需监测的位置，从核心网络到边缘节点；使用QOS监测工作站11接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站11马上传递给网管中心的集中管理分析平台12，即可马上进行处理；Q0S监测工作站11作为一个单独的数据采集设备，分布的放置在整个IPTV网络中，构建一个可升缩的IPTV监测解决方案；
视频指数监测和分析模块14，QOS监测工作站11对于处于QOS监测工作站11监控点的每一视频流都可进行详细分析，可查看到PAT及PMT的详细解码信息，按时间显示的视频流PCR Jitter、吞吐量、丢包以及每一 PID的实时吞吐量，PCR速率，使用户能够一目了然的看到现行IPTV视频流的质量，并且可实时的远程传送该视频流，以主观评判的方式查看相关参数对视频质量的影响；Q0S监测工作站11同时监测网络层质量并进行分析，得出网络层的相关吞吐量，通过放置在不同网络位置的监测工作站，对传输过程中视频流实时监测播放的同时进行解码分析，获得视频流在网络中传输的实时参数，进一步判断IPTV在网络传输中的质量变化；
视频缓存传送和回放模块15，当视频片段的参数指标(V-Factor、MOS, TR101-290,MDI)高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段(出现问题前15秒?出现问题后15秒)的视频片段进行截取录制并上传到集中管理平台，实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误，超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析、PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的其他相关参数，根据以上参数质量得到客户视频质量的量化指标，对质量指标低于预设阀值的缓存视频进行保存(加上前后15秒)，并进行报警，同时保存的视频作为相应的排障参考发回到综合监测分析平台；
视频流监控探针关联管理模块16，在集中管理分析平台12中注册并配置QOS监测工作站11，集中管理分析平台12将QOS监测工作站11同时进行同步，同时向QOS监测工作站11发送监测任务并接收QOS监测工作站11的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台12对QOS监测工作站11进行关联，将各网络段的视频质量进行对比并对缓存视频进行关联回放；
IPTV视频质量集中监控模块17，用户通过集中管理分析平台12—目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量(如每一频道的DVB TR101-290、PCR Jitter、PacketLoss、Throughput),并且实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看相关故障参数对视频的影响，在视频质量发生问题后，实时的调取缓存的视频流进行保存；
IPTV故障管理模块18，在QOS监测工作站11发现视频故障时，集中管理分析平台12实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联，如同步错误、同步字节错误、包识别丢失、节目相关表错误、节目对照表错误、连续计数错误，如果发生以下错误时也及时告警，如:数据传输错误、循环冗余校验错误、节目参考时钟间隔错误、节目参考实时抖动错误，播出时间标记错误；
IPTV MOS值分段分析比较模块19，在头端和区域中心布署IPTV智能监测工作站后，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值，因各个智能工作站都进行了 NTP同步，可在综合管理分析平台上对各段视频质量MOS值进行关联和对比，不同频道的MOS值比较，不同时间段的MOS值比较，不同网络段的MOS值比较，根据比较，初步判断视频质量的问题，如片源质量问题、网络不稳定质量问题、流量变化质量问题；
视频存储回送和播放模块20，当视频片段的参数指标(V-Factor、MOS, TR101-290,MDI)高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段(出现问题前15秒?出现问题后15秒)在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
[0019]在网络的不同层次接入智能探测工作站，获取用户视频流信息，智能工作站部署在头端和关键区域运营中心，智能工作站都进行NTP同步，并且在同一时间执行相同的测试；将获得的视频流解码同时实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误、超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析和PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的相关参数；
接收到各个智能工作站发送的节目单、各频道视频质量数据及MOS值、质量下降时的保存视频以及告警信息，在分析模块中，根据网络不同层面发送的视频M0S，看到视频指标在各级网络传送中下降的情况。
[0020]如图2所示，IPTV QoS的监测系统I采用分布式架构，集中监控体系，在总部及驻地放置QoS监测工作站11，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传到位于总部的集中管理分析平台12。[0021]集中管理分析平台12首先管理所有的监测工作站11，对其进行关联配置，并对其时间进行统一同步。同时接受各驻地的监测工作站11实时发回的监测数据并进行关联。当发生故障时，集中管理分心平台12进行报警，并调用各QOS监测工作站11的缓存视频流与关联视频进行对比，供故障处理人员分析使用。
[0022]IPTV QoS的监测系统采用分布式架构，集中监控体系。布置QoS监测工作站(NetStationlIPTV)，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传集中管理分析平台(NetSuite | IPTV)。
[0023]NetStation是IPTV分布式管理系统中的监测节点，NetStation工作站可以布置到网络中任意需监控的位置，从核心网络到边缘节点，能接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量并对视频进行缓存，同时将监测参数实时上传给中央管理分析平台(NetSuite)。当出现问题后,警报被触发，NetStation将告警信息及存储的视频段实时传递给网管中心的NetSuite，网络维护人员即可马上进行处理，迅速解决问题。提供实时的视频管理、分析监测、报警及报告功能。NetStation是一个可扩展的监测探针，支持在网络中使用NetStation可同时监测数十个频道乃至数百个频道。
[0024]NetSuite是一个综合的IPTV QoS监测管理分析系统。NetSuite首先管理所有的监测工作站(NetStation)，对其进行关联配置，并对其时间进行统一同步。同时接受各NetStation实时发回的监测数据并进行关联。当发生故障时，NetSuite进行报警，并调用各NetStation的缓存视频流与关联视频进行对比,供故障处理人员分析使用。NetSuite还可整合历史数据，提供管理报告，供运维及管理人员对网络及IPTV业务进行更加专业的分析和改进。
[0025]IPTV QOS 监测工作站(NetStation | IPTV)
NetStation | IPTV是一个分布式的IPTV监控工作站，能接受IPTV视频流，对其进行分析，对视频流进行缓存，随时了解IPTV网络的现状，即时发现问题，以便网络维护人员能够迅速有效的解决问题，并可出具每一频道的时报表，帮助用户了解近段时间IPTV网络情况。
[0026]分布式视频流监控探针
NetStation监测工作站是整个IPTV分布式管理系统的核心，提供实时的视频/网络管理、监测、报警及报告功能。NetStation是一个可扩展的解决方案，NetStation同时监测数十个频道乃至数百个频道。
[0027]NetStation是一个被动的，非插入式的网络监测控针，能集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据。NetStation探针可以放置到网络中任意需监测的位置，从核心网络到边缘节点。使用NetStation接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量。当出现问题后，警报被触发，NetStation能马上传递给网管中心的NetSuite,网络维护人员即可马上进行处理，迅速解决问题。NetStation作为一个单独的数据采集设备，可以分布的放置在整个IPTV网络中，构建一个可升缩的IPTV监测解决方案。
[0028]视频指数监测和分析
NetStation对于处于NetStation监控点的每一视频流(包括每一频道)都可进行更进一步的详细分析。可以查看到PAT及PMT的详细解码信息，按时间显示的视频流PCRJitter、吞吐量、丢包以及每一 PID的实时吞吐量、PCR速率，使用户能够一目了然的看到现行IPTV视频流的质量，并且可以实时的远程传送该视频流，以主观评判的方式查看相关参数对视频质量的影响。
[0029]NetStation同时监测显示数据包到达的间隔分布。如果发现数据包在一个很短的时间内大量到达，虽然在短时间内IPTV业务正常，但如果这种突发的流量的次数增多或者时间增长，在IPTV网络中的交换机或者用户端的机顶盒没有办法承受这个突发的流量，就会产生丢包等问题，用户感觉到有马赛克或音频不流畅影响到客户对IPTV业务的体验。
[0030]NetStation会进一步分析视频PES包头解码的详细信息，包括PES加扰控制信息、PES优先级别指示、数据适配定位指示符、有否版权指示、原版或拷贝指示、显示时间标记(PTS-Presentation Time Stamp) / 解码时间标记(DTS-Decode Time Stamp)标志、PES包头有否基本流时钟基准(ESCR-Elemen -tary Stream Clock Reference)信息标志。如通过数据包计数器，使接收端能以准确的数据恢复数据流，或借助计数器状态，识别出传输时数据包的丢失，从而判断传输中的误码发生。NetStation也可以支持TR101-290监测标准，可对视频码流进行进一步的监测。
[0031]NetStation同时监测网络层质量并进行分析，得出网络层的相关吞吐量，如Packets/s、Utilization、Errors/s、Bytes/s> Broadcasts/s、Multicasts/s> Unicasts/s ；网络各种错误(CRCs/s、Alignments/s、Dribbles/s、Oversizes/s、Undersizes/s、IP Checksums/s、Pause Packets/s),视频流的包间隔分布(64_127s/s、128_255s/s、256-511s/s、511-1023s/s、1024-1518s/s)等详细信息。通过放置在不同网络位置的监测工作站(NetStation)对传输过程中视频流实时监测播放的同时进行解码分析，可以获得视频流在网络中传输的实时参数，进一步判断IPTV在网络传输中的质量变化。
[0032]运维人员可以查看所有频道的详细信息，包括频道号、频道名称、IP地址、端口、PCR Jitter、Packet Loss、Througout,方便故障定位。
[0033]视频缓存，传送和回放
NetStation同时有对实时监测的TS流进行缓存的功能。当视频片段的参数指标(V-Factor、MOS，TR101-290, MDI)高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段(出现问题前15秒?出现问题后15秒)的视频片段进行截取录制并上传到集中管理平台。
[0034]实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误。超长帧/超短帧，IP错包检测，暂停包侦测，包间隔时间分布分析，PCR抖动丢包。同时对PEG报头进行解码获取视频的其他相关参数。根据以上参数质量得到客户视频质量的量化指标，对质量指标低于预设阀值的缓存视频进行保存(加上前后15秒)，并进行报警。同时保存的视频可作为相应的排障参考发回到综合监测分析平台。
[0035]IPTV QOS 集中管理分析平台(NetSuite | IPTV)
集中管理分析平台(NetSuite)的主要功能是将分布式的智能工作站进行集中管理以达到全网集中监控的功能。各智能工作站可将监测到的各地各频道的视讯质量参数上传到集中管理与分析平台(NetSuite)，方便运维管理人员在集中监控室监测各地视频质量，及时采取必要的措施，必要时调阅各驻地缓存的视频，与总部视频进行回放对比。也可以在事故发生后进一步分析原因，从根源上解决问题。
[0036]视频流监控探针关联管理 在NetSuite中注册并配置NetStation, NetSuite会将NetStation同时进行同步，同时向NetStation发送监测任务并接收NetStation的监测数据及缓存视频，同时NetSuite会对NetStation进行关联，将各网络段的视频质量进行对比并对缓存视频进行关联回放。
[0037]IPTV视频质量集中监控
用户能通过NetSuite—目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量(如每一频道的 DVB TR101_290、PCR Jitter、Packet Loss、Throughput),并且可以实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看相关故障参数对视频的影响。
[0038]在视频质量发生问题后，会实时的调取缓存的视频流进行保存。
[0039]在出现问题后,可深入查看每一个NetStation所有频道的详细信息,包括频道号、频道名称、IP 地址、端口、DVB TR101-290、PCR Jitter、Packet Loss、Throughput，以便用户能非常方便的查看该位置IPTV业务运行情况，方便管理及维护。
NetSuite还提供了完整的报表功能，帮助用户进行IPTV网络质量统计，了解整个IPTV网络业务质量的整体趋向，并可作为评判网络质量及运维质量的标准。
[0040]对于没有及时发现的故障，可通过NetSuite历史记录查询功能，找到故障产生时段的详细监测数据，分析故障产生的原因，找到故障产生的根源，迅速解决故障。
[0041]IPTV故障管理
在NetStation发现视频故障时,NetSuite会实时收到告警。在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联，如同步错误、同步字节错误、包识别丢失，节目相关表错误、节目对照表错误、连续计数错误。如果发生以下错误时也会及时告警，如:数据传输错误、循环冗余校验错误、节目参考时钟间隔错误、节目参考实时抖动错误，播出时间标记错误。
[0042]IPTV MOS值分段分析比较
在头端(总部)和区域运营中心(驻地)布署IPTV智能监测工作站后，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值。因为各个智能工作站都进行了 NTP同步，可以在综合管理分析平台(NetSuite)上对各段视频质量MOS值进行关联和对比，可以发现以下问题。不同频道的MOS值比较，不同时间段的MOS值比较，不同网络段的MOS值比较。根据以上比较，可以初步判断视频质量的问题。如片源质量问题，网络不稳定质量问题，流量变化质量问题等等。
[0043]视频存储、回送和播放功能
当视频片段的参数指标(V-Factor、MOS, TR101-290, MDI)高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段(出现问题前15秒?出现问题后15秒)在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便运维人员及时发现问题原因。各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台(NetSuite)。
[0044]本发明通过分布式智能探针实现对IPTV的业务性能和质量的监测，分析各视频监测指标，及时发现IPTV业务故障以及性能下降的情况。发现故障后及时发出故障报警，有一定的手段实现故障的定位，协助工作人员排障。视频的存储和回放:在发现问题时，能够将视频进行存储回送，通过回放来进一步诊断故障。对于监测的结果进行集中监控并统计分析，分时段，分频道形成年、月、周和日报告。建立完善的维护档案。建立趋势对比:对视频指标可以进行排序和存档。以前建立的指标可以与新的指标进行对比以便确保IPTV用户质量的不断提高。
[0045]需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.对IPTV业务进行QOS监测的系统，其特征在于:包括QOS监测工作站(11)和集中管理分析平台(12)，在总部和驻地布置QOS监测工作站(11)，监测各频道视频质量指标，同时对视频进行缓存、存储及回送，将相关数据上传到总部的集中管理分析平台(12)，集中管理分析平台(12)接受各QOS监控工作站(11)的监测数据并进行关联； 所述QOS监测工作站(11)包括分布式视频流监测探针模块(13)、视频指数监测和分析模块(14)以及视频缓存传送和回放模块(15)，其中: 分布式视频流监测探针模块(13)，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据； 视频指数监测和分析模块(14)，对处于监控点的每一视频流进行分析； 视频缓存传送和回放模块(15)，使用户通过集中管理分析平台(12)查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存； 所述集中管理分析平台(12)包括视频流监控探针关联管理模块(16)、IPTV视频质量集中监控模块(17)、IPTV故障管理模块(18)、IPTV MOS值分段分析比较模块(19)以及视频存储回送和播放模块(20)，其中: 视频流监控探针关联管理模块(16)，在集中管理分析平台(12)中注册并配置QOS监测工作站(11)，集中管理分析平台(12)将QOS监测工作站(11)同时进行同步，同时向QOS监测工作站(11)发送监测任务并接收QOS监测工作站(11)的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台(12)对QOS监测工作站(11)进行关联； IPTV视频质量集中监控模块(17)，用户通过集中管理分析平台(12) —目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看故障参数对视频的影响； IPTV故障管理模块(18)，在QOS监测工作站(11)发现视频故障时，集中管理分析平台(12)实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联; IPTV MOS值分段分析比较模块(19)，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值； 视频存储回送和播放模块(20)，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
2.根据权利要求1所述的对IPTV业务进行QOS监测的系统，其特征在于:Q0S监测工作站(11)是IPTV分布式管理系统中的监测节点，QOS监测工作站(11)工作站布置于网络中任意需监控的位置，从核心网络到边缘节点，接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量并对视频进行缓存，同时将监测参数实时上传给中央管理分析平台(12)，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站(11)将告警信息及存储的视频段实时传递给网管中心的集中管理分析平台(12)，即可马上进行处理，迅速解决问题；提供实时的视频管理、分析监测、报警及报告功能，QOS监测工作站(11)是一个可扩展的监测探针，支持在网络中使用QOS监测工作站(11)可同时监测数十个频道乃至数百个频道； 集中管理分析平台(12)是一个综合的IPTV QOS监测管理分析系统，集中管理分析平台(12)首先管理所有的监测工作站，对其进行关联配置，并对其时间进行统一同步，同时接受各QOS监测工作站(11)实时发回的监测数据并进行关联，当发生故障时，集中管理分析平台(12)进行报警，并调用各QOS监测工作站(11)的缓存视频流与关联视频进行对比，供分析使用；集中管理分析平台(12)还整合历史数据，提供管理报告，供运维及管理人员对网络及IPTV业务进行更加专业的分析和改进。
3.权利要求1所述系统对IPTV业务进行QOS监测的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)分布式视频流监测探针模块(13)，为非插入式网络监测控针，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据； 2)视频指数监测和分析模块(14)，对处于监控点的每一视频流进行分析； 3)视频缓存传送和回放模块(15)，使用户通过集中管理分析平台(12)查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且可实时的远程查看该频道在该监测点的视频，在视频质量发生问题后，实时调取缓存的视频流进行保存； 4)视频流监控探针关联管理模块(16)，在集中管理分析平台(12)中注册并配置QOS监测工作站(11)，集中管理分析平台(12)将QOS监测工作站(11)同时进行同步，并对QOS监测工作站(11)进行关联； 5)IPTV视频质量集中监控模块(17)，用户通过集中管理分析平台(12)—目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量； 6)IPTV故障管理模块(18)，在QOS监测工作站(11)发现视频故障时，集中管理分析平台(12)实时收到告 警； 7)IPTV MOS值分段分析比较模块(19)，在头端和各区域驻地布署IPTV智能监测工作站，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值； 8)视频存储回送和播放模块(20)，各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
4.根据权利要求3所述的对IPTV业务进行QOS监测的方法，其特征在于: 分布式视频流监测探针模块(13)，集中地查看IPTV网络中网络层及应用层数据，QOS监测工作站探针放置到网络中任意需监测的位置，从核心网络到边缘节点；使用QOS监测工作站(11)接入运营中的IPTV网络，按照预先设置的门限，监视视频流的质量，当出现问题后，警报被触发，QOS监测工作站(11)马上传递给网管中心的集中管理分析平台(12)，SP可马上进行处理；Q0S监测工作站(11)作为一个单独的数据采集设备，分布的放置在整个IPTV网络中，构建一个可升缩的IPTV监测解决方案； 视频指数监测和分析模块(14)，QOS监测工作站(11)对于处于QOS监测工作站(11)监控点的每一视频流都可进行详细分析，可查看到PAT及PMT的详细解码信息，按时间显示的视频流PCR Jitter、吞吐量、丢包以及每一 PID的实时吞吐量，PCR速率，使用户能够一目了然的看到现行IPTV视频流的质量，并且可实时的远程传送该视频流，以主观评判的方式查看相关参数对视频质量的影响；Q0S监测工作站(11)同时监测网络层质量并进行分析，得出网络层的相关吞吐量，通过放置在不同网络位置的监测工作站，对传输过程中视频流实时监测播放的同时进行解码分析，获得视频流在网络中传输的实时参数，进一步判断IPTV在网络传输中的质量变化； 视频缓存传送和回放模块(15)，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段的视频片段进行截取录制并上传到集中管理平台，实时缓存相应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误，超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析、PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的其他相关参数，根据以上参数质量得到客户视频质量的量化指标，对质量指标低于预设阀值的缓存视频进行保存，并进行报警，同时保存的视频作为相应的排障参考发回到综合监测分析平台； 视频流监控探针关联管理模块(16)，在集中管理分析平台(12)中注册并配置QOS监测工作站(11)，集中管理分析平台(12)将QOS监测工作站(11)同时进行同步，同时向QOS监测工作站(11)发送监测任务并接收QOS监测工作站(11)的监测数据及缓存视频，同时集中管理分析平台(12)对QOS监测工作站(11)进行关联，将各网络段的视频质量进行对比并对缓存视频进行关联回放； IPTV视频质量集中监控模块(17)，用户通过集中管理分析平台(12) —目了然的查看到每一频道在各个不同位置的视频质量，并且实时的远程查看该频道在该监测点的视频，以主观感知的方式查看相关故障参数对视频的影响，在视频质量发生问题后，实时的调取缓存的视频流进行保存； IPTV故障管理模块(18)，在QOS监测工作站(11)发现视频故障时，集中管理分析平台(12)实时收到告警，在发现MOS值下降到3.5以下时，立即发出报警，并与相关的错误进行关联，如同步错误、同步字节错误、包识别丢失、节目相关表错误、节目对照表错误、连续计数错误，如果发生以下错误时也及时告警，如:数据传输错误、循环冗余校验错误、节目参考时钟间隔错误、节目参考实时抖动错误，播出时间标记错误； IPTV MOS值分段分析比较模块(19)，在头端和区域中心布署IPTV智能监测工作站后，各工作站可对相同的视频流质量进行分析以计算出相应的MOS值，因各个智能工作站都进行了 NTP同步，可在综合管理分析平台上对各段视频质量MOS值进行关联和对比，不同频道的MOS值比较，不同时间段的MOS值比较，不同网络段的MOS值比较，根据比较，初步判断视频质量的问题，如片源质量问题、网络不稳定质量问题、流量变化质量问题； 视频存储回送和播放模块(20)，当视频片段的参数指标高于/低于业务正常设定的阀值时，对出现问题的时间段在各监测位置的视频片段进行截取录制，以便及时发现问题原因；各个监测工作站完成视频的存储，本地存储后通过网络发回到综合分析平台。
5.根据权利要求3所述的对IPTV业务进行QOS监测的方法，其特征在于:在网络的不同层次接入智能探测工作站，获取用户视频流信息，智能工作站部署在头端和关键区域运营中心，智能工作站都进行NTP同步，并且在同一时间执行相同的测试；将获得的视频流解码同时实时缓存相 应的H.264/MPEG-4/MPEG-2视频流，获取以下质量参数:CRC错误、帧重组错误、传输错误、超长帧/超短帧、IP错包检测、暂停包侦测、包间隔时间分布分析和PCR抖动丢包，同时对PEG报头进行解码获取视频的相关参数； 接收到各个智能工作站发送的节目单、各频道视频质量数据及MOS值、质量下降时的保存视频以及告警信息，在分析模块中，根据网络不同层面发送的视频M0S，看到视频指标在各级网络传送中下降的情况。
【文档编号】H04N21/647GK103813182SQ201410041846
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】刘晓雷 申请人:苏州工业园区科升通讯有限公司