一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法与流程

本发明属于通信测试技术领域，涉及一种丢包故障判定方法，尤其涉及一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法。

背景技术：

用户体验质量保障

近年来，随着IP网络和应用的迅速发展以及通信市场竞争的日益加剧，全球的各大电信和广电运营商正掀起一股股“三网融合”业务发展的热潮。一方面，电信运营商通过IPTV技术进入数字电视领域；另一方面，有线电视运营商也加快了数字电视网络的双向改造以及干线节目信号IP化的传送，以便提供VOD点播和时移电视业务。

作为一种数字视频业务，IPTV必须同传统的有线电视竞争。由于人们已经习惯了有线电视低廉的收费标准、不中断的业务可用性，因此保证IPTV用户体验质量能达到（或超过）有线电视就成为IPTV成功的关键要素，其中保证清晰的IP视频图像质量尤为重要。为了有效实现IPTV业务质量保障，运营商就必须具备能主动发现IPTV业务质量问题并快速定位和隔离故障源的系统和工具，以便提升用户体验质量、降低故障修复时间。

根据相关研究表明，MPEG2-TS码流中的丢包（以下简称TS丢包）是造成IPTV视频质量下降（如马赛克、花屏等现象）的最关键原因。然而TS丢包可能涉及多方面的原因，主要包括：

（1）IPTV内容提供商（如电视台）在视频节目源编码过程，由于编码器的软、硬件问题导致TS丢包。

（2）IPTV视频服务器在向用户机顶盒提供视频流服务时，可能出现各种故障（如CPU负载过重、磁盘中文件损坏或软件错误），从而随机丢弃视频节目源中的部分TS数据包。

（3）视频服务器输出的MPEG2-TS码流在IP网络传输过程中，由于网络中间节点发生拥塞或故障造成IP丢包，从而丢弃包含在IP包中的所有TS包。 根据IETF RFC2250标准，在IPTV网络中传输的IP包通常会封装7个TS视频包，因此IP丢包导致的TS丢包通常是7的整数倍。

根据统计分析，以上前两种故障（我们不妨将其统称为IPTV平台问题）导致的TS丢包数呈现随机分布特性，而第三种故障（即IP网络丢包）导致的TS丢包则绝大多数为7的整数倍。

码流丢包计算方法

MPEG2-TS传输码流由一组连续的188字节的TS包组成，TS包的格式如图1所示。

如图1所示，其中节目标识号PID（Program ID）字段用于标识TS包传输的内容（例如：视频、音频或PSI节目信息表格等）。在TS码流中，视频内容和音频内容分别用不同的PID来进行标识。如图2中的示例，PID为100的TS包传输视频内容，PID为200的TS包传输音频内容。

连续性计数器（CC）字段是一个4个比特的字段，它对每个以PID字段为索引的TS包序列进行连续性计数，即将具有相同PID的连续TS包打上连续的CC标签（例如：0，1，2，3，... , 14,15, 0, 1, 2, ...）。IPTV测试仪表或系监测统一般可以通过跟踪MPEG2-TS流的CC字段来计算TS丢包个数。

码流丢包故障的责任定界

对于一套优秀的IPTV视频质量故障诊断系统来说，除了能检测和计算TS丢包外，区分MPEG2-TS码流丢包是由于IPTV平台问题还是IP网络丢包导致的也是至关重要的，因为这涉及到IPTV故障的责任定界的问题（注：在电信运营商内部，IPTV平台和IP承载网通常是由不同的部门来维护的）。

目前主流的IPTV视频流协议封装格式包括MPEG2-TS/RTP/UDP/IP和MPEG2-TS/UDP/IP两种。

对于前一种协议封装方式（即MPEG2-TS/RTP/UDP/IP），由于RTP包头中包含RTP数据包序列号字段，因此可以比较方便准确地计算RTP丢包数；目前业界可以通过关联MPEG2-TS层和RTP层丢包指标来区分IPTV平台和IP网络问题导致的丢包。例如：若MPEG2-TS层存在TS丢包而RTP层不存在丢包，则可判断IPTV平台导致TS丢包；若MPEG2-TS层和RTP层都存在丢包，并且两者的丢包比率相当，则可判断IP网络导致TS丢包。

然而，对于后一种协议封装方式（即MPEG2-TS/UDP/IP），由于缺少RTP层，仅根据UDP协议包头（无任何包序号字段）是无法准确计算UDP丢包数的。为此，业界迫切需要一种新的方法来区分这种情况下的IPTV平台和IP网络问题导致的TS丢包。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，可方便快捷地判断视频码流丢包由于视频服务器还是IP网络造成的，提高判别的精确度及效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行MPEG2-TS/UDP/IP数据流捕获；对网络丢包事件计数器和IPTV平台丢包事件计数器进行初始化设置，网络丢包事件计数器的计数A设置为0，IPTV平台丢包事件计数器的计数B设置为0；

步骤S2、对MPEG2-TS/UDP/IP数据流进行协议解析，并重点检测TS包头的连续性计数器CC字段，若出现CC错误事件，即属于同一个PID的TS包的CC字段不连续，则计算每次CC错误事件所引起的总TS丢包个数Nt；

步骤S3、若Nt为7的整数倍，则将网络丢包事件计数器的计数A加1，否则将IPTV平台丢包事件计数器的计数B加1；

步骤S4、若网络丢包事件计数器A > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络问题导致的，并将 A设置为0；若IPTV平台丢包事件计数器B > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IPTV平台问题导致的，并将 B设置为0；根据以上判断，在用户界面上产生相应的专家系统提示；其中，T为TS丢包结论可信度门限值，缺省值为3；

步骤S5、若MPEG2-TS流未结束，则跳转到步骤S2，否则结束检测流程。

一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、通过采集设备在设定IPTV网络中间点进行MPEG2-TS/UDP/IP数据流捕获；

步骤S2、对MPEG2-TS/UDP/IP数据流进行协议解析，并重点检测TS包头的连续性计数器CC字段，若出现CC错误事件，即属于同一个PID的TS包的CC字段不连续，则计算每次CC错误事件所引起的总TS丢包个数Nt；

步骤S3、若Nt为n的整数倍，则将网络丢包事件计数器的计数A加1，否则将IPTV平台丢包事件计数器的计数B加1；n为1个IP包中可封装TS包的数量；

步骤S4、若网络丢包事件计数器A > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络问题导致的，并将 A设置为0；若IPTV平台丢包事件计数器B > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IPTV平台问题导致的，并将 B设置为0；其中，T为TS丢包结论可信度门限值；

步骤S5、若MPEG2-TS流未结束，则跳转到步骤S2，否则结束检测流程。

作为本发明的一种优选方案，步骤S1中，对网络丢包事件计数器和IPTV平台丢包事件计数器进行初始化设置，网络丢包事件计数器的计数A设置为0，IPTV平台丢包事件计数器的计数B设置为0。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，T的缺省值为3。

作为本发明的一种优选方案，n=7。

本发明的有益效果在于：本发明提出的MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，可方便快捷地判断视频码流丢包由于视频服务器还是IP网络造成的，提高判别的精确度及效率。

附图说明

图1为组成MPEG2-TS传输码流的TS包的格式示意图。

图2为用于标识TS包传输内容的PID字段的示意图。

图3为本发明MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图3，本发明揭示了一种MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，具体包括如下步骤：

【步骤S1】通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行MPEG2-TS/UDP/IP数据流捕获；对网络丢包事件计数器（A）和IPTV平台丢包事件计数器（B）进行初始化设置，A＝0，B＝0。

【步骤S2】对MPEG2-TS/UDP/IP数据流进行协议解析，可根据协议标准（MPEG2-TS协议在ISO/IEC 13818-1规范中定义）对数据包的每一个协议字段进行提取，并重点检测TS包头的连续性计数器（CC）字段，若出现CC错误事件（即属于同一个PID的TS包的CC字段不连续），则计算每次CC错误事件所引起的总TS丢包个数（Nt）。

可根据CC字段的连续性来进行计算，例如：正常TS包的CC字段都是连续的，即1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，0，1，2，3…；当出现IP丢包时，CC字段序列为1，2，10，11，12…，这时可以算出丢包数为7。

【步骤S3】若Nt为n的整数倍，则将网络丢包事件计数器（A）加1，否则将IPTV平台丢包事件计数器（B）加1。根据IETF RFC2250标准，1个IP包中可封装7个TS包，本实施例中，n=7。当然，可以根据不同标准，确定n的值。

【步骤S4】若网络丢包事件计数器A > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IP网络问题导致的，并将 A设置为0；若IPTV平台丢包事件计数器B > T，则判断IPTV媒体流丢包是由于IPTV平台问题导致的，并将 B设置为0；根据以上判断，在用户界面上产生相应的专家系统提示。其中，T为TS丢包结论可信度门限值，缺省值为3。

【步骤S5】若MPEG2-TS流未结束，则跳转到步骤2，否则结束检测流程。

综上所述，本发明提出的MPEG2-TS/UDP/IP码流丢包故障判定方法，可方便快捷地判断视频码流丢包由于视频服务器还是IP网络造成的，提高判别的精确度及效率。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。