专利名称：测试iptv视频数据流传输质量的方法、系统及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络质量测试技术，特别涉及一种测试互联网协议电视(IPTV， Internet Protocol Television)视频数据流传输质量的方法、系统及装置。
背景技术：
随着互联网络技术的不断发展，IPTV视频业务以其良好的实时性和交互性得到了快速发展，IPTV视频业务以客户端作为显示终端，通过互联网络技术，向客户端提供包括电视节目在内的多媒体视频业务，并可通过互联网络实现多媒体服务器与客户端的交互，根据客户的选择，提供客户所需的多媒体视频业务，例如，IPTV视频业务。随着用户对IPTV视频业务质量要求的逐渐提高，对现有承载多媒体视频业务的网络带宽提出了越来越高的要求。由于网络带宽资源的有限以及网络性能原因造成的视频传输质量下降，成为了制约IPTV视频业务发展的关键因素之一，因而，如何在网络中快速、 方便地进行视频数据流传输质量测试，客观地评价IPTV视频业务的视频数据流传输质量， 以便及时采取相应措施进行改进，提高用户的体验，是当前研究的一个重要课题。影响视频数据流传输质量的因素包括根据网络带宽资源采用的编/解码方式以及由于网络的抖动、时延、丢包等，下面对影响视频数据流传输质量的包括网络抖动、时延、 丢包的视频质量参数进行说明。现有技术中，对视频质量参数的测试一般将专门设计的测试设备接入网络中，模拟网络中客户端与多媒体服务器进行视频数据流传输，根据收发得到的视频数据流进行视频质量参数计算，从而获取视频质量参数，分析网络的视频质量。例如，通过专门设计的手持测试仪器，模拟客户端给节目源(多媒体服务器)发送视频数据流，然后分析视频数据流服务质量(Q0S，Quality of Service)，测试出抖动、时延和连续错误这三个重要的参数以评价视频数据流传输质量；或者，利用专门设计的测试设备，通过模拟包括数据、语音和视频的应用数据流来测试端到端的性能和质量，测试内容包括吞吐量、 延迟、抖动等。这样，通过模拟实际应用，根据测试得到的视频数据流传输质量，可以了解和预测网络结构的性能参数。由上述可见，现有的测试视频数据流传输质量的方法及装置，主要采用模拟客户端视频数据流方式对网络传输质量进行测试，需要将设备接入到网络中，改变了现有网络的架构，而且，由于是模拟测试，增加了网络传输的数据量，不能真实反映网络实时运行状况，视频数据流传输参数测试的精确度相对较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的方法，无需变动变现有网络架构，并能提高视频数据流传输参数测试的精确度。本发明的另一目的在于提出一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的系统，无需变动变现有网络架构，并能提高视频数据流传输参数测试的精确度。本发明的再一目的在于提出一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的设
5备，无需变动变现有网络架构，并能提高视频数据流传输参数测试的精确度。为达到上述目的，本发明提供了一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的方法，包括采集获取网络侧以及客户端侧IPTV视频数据流；从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流；按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类；根据分类后的IPTV视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数。通过端口镜像或者分光的方式采集所述IPTV视频数据流。所述IPTV视频数据流为流经网络侧的多媒体服务器的IPTV视频数据流以及流经客户端侧的交换机或网关的IPTV视频数据流。所述从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV 视频数据流包括在网络侧，获取多媒体服务器向预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流、以及接收到预先设定的客户端向该多媒体服务器发送的IPTV视频数据流；在客户端侧，获取预先设定的客户端向预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流、以及预先设定的客户端接收到的来自预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流。进一步包括在网络侧，设置多个存储区，每个存储区与预先设定的一个客户端相对应，并将每个存储区划分为两个存储子区，一个存储子区用以存储多媒体服务器向预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流，另一个存储子区用以存储多媒体服务器接收到的来自预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流；在客户端侧，设置多个存储区，每个存储区与预先设定的一个多媒体服务器以及客户端相对应，每个存储区划分为两个存储子区，用以分别存储预先设定的客户端向预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流、以及该预先设定的客户端接收到的来自该预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流。所述传输层协议包括传输控制协议TCP以及用户数据报协议UDP。所述按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类包括如果确定获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流采用TCP 传输，对该IPTV视频数据流按照流媒体端口号再进行识别，如果识别是流媒体数据，则将该IPTV视频数据流置于流媒体数据包队列中，否则，丢弃该IPTV视频数据流；如果确定获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流采用UDP 传输，对该IPTV视频数据流再进行实时传输协议RTP以及实时传输控制协议RTCP识别， 如果是RTP或RTCP数据流，则将该IPTV视频数据流置于UDP数据包队列中，否则，丢弃该 IPTV视频数据流。所述IPTV视频数据流传输质量参数包括网络延迟参数以及媒体丢失率。
所述网络延迟参数计算公式为
权利要求
1.一种测试互联网协议电视IPTV视频数据流传输质量的方法，其特征在于，该方法包括采集获取网络侧以及客户端侧IPTV视频数据流；从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流；按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类；根据分类后的IPTV视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过端口镜像或者分光的方式采集所述 IPTV视频数据流。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IPTV视频数据流为流经网络侧的多媒体服务器的IPTV视频数据流以及流经客户端侧的交换机或网关的IPTV视频数据流。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流包括在网络侧，获取多媒体服务器向预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流、以及接收到预先设定的客户端向该多媒体服务器发送的IPTV视频数据流；在客户端侧，获取预先设定的客户端向预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流、以及预先设定的客户端接收到的来自预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括在网络侧，设置多个存储区，每个存储区与预先设定的一个客户端相对应，并将每个存储区划分为两个存储子区，一个存储子区用以存储多媒体服务器向预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流，另一个存储子区用以存储多媒体服务器接收到的来自预先设定的客户端发送的IPTV视频数据流；在客户端侧，设置多个存储区，每个存储区与预先设定的一个多媒体服务器以及客户端相对应，每个存储区划分为两个存储子区，用以分别存储预先设定的客户端向预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流、以及该预先设定的客户端接收到的来自该预先设定的多媒体服务器发送的IPTV视频数据流。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输层协议包括传输控制协议TCP以及用户数据报协议UDP。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类包括如果确定获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流采用TCP传输， 对该IPTV视频数据流按照流媒体端口号再进行识别，如果识别是流媒体数据，则将该IPTV 视频数据流置于流媒体数据包队列中，否则，丢弃该IPTV视频数据流；如果确定获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流采用UDP传输， 对该IPTV视频数据流再进行实时传输协议RTP以及实时传输控制协议RTCP识别，如果是 RTP或RTCP数据流，则将该IPTV视频数据流置于UDP数据包队列中，否则，丢弃该IPTV视频数据流。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述IPTV视频数据流传输质量参数包括网络延迟参数以及媒体丢失率。
9 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述网络延迟参数计算公式为 DF _ Max(D)-Min(D)—K式中，DF为网络延迟参数；D为预设时间内，预定的客户端在各时间点接收的IPTV视频数据流字节数与发送的 IPTV视频数据流字节数之差的绝对值；Max(D)为预设时间内，该预定的客户端在各时间点接收的IPTV视频数据流字节数与发送的IPTV视频数据流字节数之差的绝对值中最大的绝对值；Min(D)为预设时间内，该预定的客户端在各时间点接收的IPTV视频数据流字节数与发送的IPTV视频数据流字节数之差的绝对值中最小的绝对值； K为IPTV视频数据流速率，单位为字节/秒。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述媒体丢失率计算公式为MLR = IlT_IlR t式中，MLR为媒体丢失率； t为预设时间；Iit为预设时间内，多媒体服务器端向客户端发送的IPTV视频数据流数据包量； I2e为预设时间内，该客户端接收到的来自多媒体服务器发送的IPTV视频数据流数据包量。
11.一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的系统，其特征在于，该系统包括 网络侧测试装置以及客户端侧测试装置，其中，网络侧测试装置，用于从网络侧采集获取IPTV视频数据流，从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流，按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类，根据分类后的IPTV视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数；客户端侧测试装置，用于从客户端侧采集获取IPTV视频数据流，从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流，按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类，根据分类后的IPTV 视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述IPTV视频数据流传输质量参数包括媒体丢失率，网络侧测试装置进一步用于将预设时间内对应客户端的分类后的IPTV视频数据流数据包量信息发送至客户端侧测试装置，客户端侧测试装置根据自身分类后的IPTV 视频数据流数据包量以及来自网络侧测试装置的IPTV视频数据流数据包量信息计算媒体丢失率。
13.—种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的装置，其特征在于，该装置包括 网络接口模块、数据包处理模块以及IPTV视频数据流传输质量参数获取模块，其中，网络接口模块，用于通过端口镜像或者分光的方式从网络侧多媒体服务器、或客户端侧交换机或网关采集获取预先设定的测试客户端的IPTV视频数据流；数据包处理模块，对采集的测试客户端的IPTV视频数据流按照传输层协议进行分类；IPTV视频数据流传输质量参数获取模块，根据分类后的IPTV视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述数据包处理模块对采集的测试客户端的IPTV视频数据流按照传输层协议进行分类包括根据传输控制协议TCP以及用户数据报协议UDP对IPTV视频数据流进行分类；若确定采用TCP传输，再判断IPTV视频数据流数据包中源端口号或目的端口号是否为流媒体协议端口号，如果是，将数据包置于客户端的流媒体数据包队列中，否则，丢弃该数据包；若确定采用UDP传输，通过实时传输协议RTP、实时传输控制协议RTCP协议定义的视频流的封装格式的RTP、RTCP包头判断是否为视频流数据，如果是，将数据包置于客户端的 UDP数据包队列中，如果不是，则丢弃该数据包。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述IPTV视频数据流传输质量参数包括媒体丢失率，所述装置进一步包括客户端侧信息接收模块，用于接收来自外部的IPTV视频数据流数据包量信息，输出至IPTV视频数据流传输质量参数获取模块，IPTV视频数据流传输质量参数获取模块根据自身分类后的IPTV视频数据流数据包量以及来自外部的IPTV 视频数据流数据包量信息计算媒体丢失率。
16.如权利要求13至15任一项所述的装置，其特征在于，进一步包括初始化模块，用于配置系统运行参数、IP数据包分析参数、传输层TCP、UDP协议分析参数和RTP、RTCP协议分析参数；初始化全局变量、数据包队列以及线程。
全文摘要
本发明公开了一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的方法，包括采集获取网络侧以及客户端侧IPTV视频数据流，从采集的IPTV视频数据流中获取与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流，按照传输层协议对获取的与预先设定的源端以及目的端相关的IPTV视频数据流进行分类，根据分类后的IPTV视频数据流计算IPTV视频数据流传输质量参数。本发明还公开了一种测试互联网协议电视视频数据流传输质量的系统及设备。应用本发明，可以无需变动变现有网络架构，在不影响网络实时运行状况的情况下，提高视频数据流传输参数测试的精确度。
文档编号H04L12/26GK102223260SQ20101015328
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者席海峰, 徐川, 明艳, 李强, 艾忠民, 蔡锴, 蹇洁 申请人:中国移动通信集团重庆有限公司