二.全IP化播出系統(tǒng)的監(jiān)測指標

　　隨著科技的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷加強，三網(wǎng)融合（即電信網(wǎng)，有線電視網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)）成為趨勢。在這種趨勢下IPTV應運而生，傳統(tǒng)的電視播出系統(tǒng)的檢查手段，檢查指標等，均不足以滿足新的形勢。在這種情況下我們更多的是應用專門針對全IP化播出系統(tǒng)的監(jiān)測手段和指標。

　　1.傳輸層監(jiān)測指標

　　（1）MDI（RFC4445）指標

　　MDI(Media Delivery Index)媒體傳輸質(zhì)量指標是由思科公司和IneoQuest共同提出的，對視頻流在IP網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量進行評估的測量指標。作為IP視頻流傳輸質(zhì)量測試的行業(yè)標準，MDI測量指標廣泛地應用于IPTV和IP有線數(shù)字電視網(wǎng)絡質(zhì)量評估和監(jiān)測。

　　IP網(wǎng)絡對視頻質(zhì)量影響的因素因網(wǎng)絡傳輸特性往往歸納為三個指標：延遲，抖動和丟包。

　　MDI包括了兩個參數(shù)：

　　DelayFactor（延遲因素，簡稱DF）：該數(shù)值表明被測試視頻流的延遲和抖動狀況。DF的單位是毫秒(ms)。DF將視頻流抖動的變化換算為對視頻傳輸和解碼設備緩沖的需求。被測視頻流抖動越大，DF值越大。當網(wǎng)絡設備和解碼器的緩沖區(qū)容納的視頻內(nèi)容時間不小于被測視頻流DF讀數(shù)時，將不會出現(xiàn)視頻播放質(zhì)量的下降。因為網(wǎng)絡節(jié)點需要分配不小于DF值的緩沖用于平滑視頻流抖動，所以DF的最大值為視頻內(nèi)容通過該網(wǎng)絡節(jié)點的最小延遲。

　　MediaLoss Rate（媒體丟包速率，簡稱MLR）：MLR的單位是每秒的媒體封包丟失數(shù)量。該數(shù)值表明被測試視頻流的傳輸丟包速率。由于視頻信息的封包丟失將直接影響視頻播放質(zhì)量，理想的IP視頻流傳輸要求MLR數(shù)值為零。因為具體的視頻播放設備對丟包可以通過視頻解碼中進行補償或者丟包重傳，在實際測試中MLR的閾值可以相應調(diào)整。

　　（2）TR101-290指標

　　有線數(shù)字電視系統(tǒng)包括信號編碼、復用、加擾調(diào)制、傳輸和機頂盒的解擾，解碼等多個環(huán)節(jié)，一旦某一部分出現(xiàn)問題，在用戶端將表現(xiàn)為馬賽克或者黑場。除去傳輸對信號的影響外前端信號源質(zhì)量的好壞也是重要的一個環(huán)節(jié)，由于信號源均為TS碼流，因此分析TS碼流顯得尤為重要。DVB組織定義了TR101-290標準作為對碼流測試的參考。TR101-290標準主要表述了測試中的三級錯誤分析。

　　A.第一優(yōu)先級別：該級別均為可正確解碼所必須的幾個參數(shù)

　　（1）同步丟失(TS_sync_loss)

　　（2）同步字節(jié)錯(Sync_byte_error)

　　（3）PAT表錯誤(PAT_error)

　　（4）連續(xù)計數(shù)錯誤(Continuity_count_error)

　　（5）PMT錯誤(PMT_error)

　　（6）PID錯誤(PID_error)

　　B.第二優(yōu)先級別：該級別為達到同步后可連續(xù)工作必須的參數(shù)和需要周期監(jiān)測的參數(shù)

　　（1）傳輸錯誤(Transport_error)

　　（2）CRC錯誤(CRC_error)

　　（3）PCR間隔錯誤(PCR_repetition_error)

　　（4）PCR非連續(xù)標志錯誤(PCR_discontinuity_indicator_error)

　　（5）PCR抖動錯誤(PCR_accuracy_error)

　　（6）PTS錯誤(PTS_error)

　　（7）CAT錯誤(CAT_error)

　　C.第三優(yōu)先級別：該級別為依賴于應用的幾個參數(shù)，三級錯誤為輕微錯誤，對就收端信號一般都沒影響。

　　（1）NIT錯誤(NIT_actual_error, NIT_other_error)

　　（2）SI重復率錯誤(SI_repetition_error)

　　（3）緩沖器錯誤(Buffer_error)

　　（4）非指定PID(Unreferenced_PID)

　　（5）SDT錯誤(SDT_actual_error, SDT_other_error)

　　（6）EIT錯誤(EIT_actual_error, EIT_other_error)

　　（7）RST錯誤(RST_error)

　　（8）TDT錯誤(TDT_error)

　　（9）空緩沖器錯誤(Empty_buffer_error)

　　（10）數(shù)據(jù)延遲錯誤(Data_delay_error)

　　2.碼流層監(jiān)測

　　（1）PCR分析

　　以DVB標準為討論基礎。若假設射頻信道理想，PCR抖動將是影響終端解碼的最關(guān)鍵因素。

　　在TR 101-290測試指導中，提出了針對PCR抖動的測試內(nèi)容，這些測試主要是測試前端網(wǎng)絡發(fā)來的TS碼流是否滿足一定的精度。總體上可以分為PCR抖動檢測部分和PCR抖動分析部分。一般的監(jiān)測系統(tǒng)在TR 101-290第二優(yōu)先級中，只是給出PCR的錯誤個數(shù)和出錯PCR的PID。而PCR分析包括PCR的精度分析和PCR的間隔分析。PCR的錯誤范圍是由允許偏離正確PCR值的最大值確定的，稱為PCR精度，PCR的間隔指兩個連續(xù)的PCR之間最大的間隔時間，DVB的默認值是40ms，MEPG-2的默認值是100ms。

　　（2）PSI/SI分析

　　PSI描述了傳輸流所攜帶的內(nèi)容，包含了對構(gòu)建各節(jié)目的基本流的描述和對節(jié)目本身的描述。為了給IRD提供更多的接收和解碼所需信息，支持更復雜的應用，DVB又準備了一個開放的服務信息系統(tǒng)（DVB-SI）來輔助DVB信號。SI可以描述由某一播放者提供的每一個服務的技術(shù)特征及其他的信息，通過SI的幫助，用戶可以在傳輸流中選擇服務或事件，機頂盒使用SI信息能完成自動配置和自動接收。所有的PSI/SI信息都以表的形式從中心系統(tǒng)廣播下來，表中包含了整個廣播網(wǎng)絡的物理特征和節(jié)目信息。

　　3.畫面層監(jiān)測

　　目前多畫面監(jiān)測系統(tǒng)是有線電視數(shù)字前端的標配系統(tǒng)。基于嵌入式結(jié)構(gòu)，綜合數(shù)字電視解密解擾、數(shù)字電視傳輸信道監(jiān)測、碼流監(jiān)測、多畫面顯示、網(wǎng)絡監(jiān)管等眾多功能與一體。可以實現(xiàn)播出畫面黑場、靜幀，播出聲音靜音、超限等自動檢測，加強電視節(jié)目的監(jiān)測能力，提高播出質(zhì)量，降低值班人員勞動強度，確保安全優(yōu)質(zhì)播出。

三.全IP化播出系統(tǒng)的監(jiān)測與傳統(tǒng)播出系統(tǒng)的不同

　　1.信號格式不同：SDI、ASI與IP碼流

　　我們知道模擬信號（也叫連續(xù)信號）經(jīng)過抽樣、量化后變成在時間和幅度上都不連續(xù)的信號（也叫離散信號），這樣的信號還不是數(shù)字信號，需要把離散信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字符號（如自然二進制碼），這種碼流是沒有經(jīng)過編碼壓縮的基帶信號，碼率較大，占用較大的傳輸帶寬，這種碼流的傳輸接口是SDI接口，也叫串行數(shù)字接口，碼率是270M，它屬于信道碼流。

　　SPI、ASI、都是信道碼流，也就是在信源碼中增加一定數(shù)量的多余碼元，使碼子具有一定的抗干擾能力，這就是信道編碼。

　　在全IP化的播出系統(tǒng)中則是利用IP碼流監(jiān)測技術(shù)，實時分析來自衛(wèi)星接收機、編碼器、轉(zhuǎn)碼器、復用器、視頻服務器等輸出的IP碼流，完成對IP流的全景監(jiān)測及流指標的集中監(jiān)測報警，及時的發(fā)現(xiàn)并解決問題，保證服務質(zhì)量。

　　2.傳輸介質(zhì)不同：同軸線與雙絞線

　　傳統(tǒng)播出系統(tǒng)多采用同軸線傳輸，最常見的同軸電纜由絕緣材料隔離的銅線導體組成。

　　同軸電纜的優(yōu)點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點是成本高、體積大且不能承受纏結(jié)、壓力和嚴重的彎曲，這些都會損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號的傳輸。

　　在全IP化播出系統(tǒng)中，傳輸介質(zhì)為雙絞線。雙絞線價格低廉，且?guī)缀蹩梢钥朔S線的所有缺點。

四.深圳IPTV播出監(jiān)測系統(tǒng)概述

　　以深圳IPTV播出系統(tǒng)的信號監(jiān)測系統(tǒng)為例，系統(tǒng)在信號接收匯聚交換機、轉(zhuǎn)碼播出匯聚交換機兩級上，在傳輸層、碼流層和播出畫面層三個方面，設計了監(jiān)測點進行播出監(jiān)測。具體如下：

　　1.監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

圖1 監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　2.監(jiān)測系統(tǒng)設計特點

　　全鏈路IP化多級監(jiān)測：系統(tǒng)提供衛(wèi)星信號接收、信源匯聚、復用輸出、編碼輸出、轉(zhuǎn)碼輸出、轉(zhuǎn)碼輸出碼流匯聚、用戶終端播出全鏈路IP多級監(jiān)控，播出系統(tǒng)每個傳輸環(huán)節(jié)均實現(xiàn)實時監(jiān)測及多畫面實時監(jiān)播。

　　系統(tǒng)自動化：播出系統(tǒng)任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)碼流異常及播出畫面異常故障，監(jiān)測系統(tǒng)可以自動監(jiān)測并產(chǎn)生聲光告警通知到值班人員，值班人員根據(jù)故障告警可以快速處置并定位故障位置，切實保障播出安全。

　　系統(tǒng)全面化：系統(tǒng)由衛(wèi)星安全監(jiān)測、智能墊播切換、多畫面監(jiān)測、碼流監(jiān)測、傳輸監(jiān)測，對異常播出節(jié)目可以提供碼流異常分析、碼流錄像、畫面異常回放，對播出節(jié)目的碼流、播出畫面、傳輸實現(xiàn)全面監(jiān)控。

　　系統(tǒng)獨立性：監(jiān)測系統(tǒng)采用和機房播出系統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)并行架構(gòu)，監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)生故障時，不會影響機房播出節(jié)目的正常傳輸。

　　3.信號傳輸層監(jiān)測，配備專用的數(shù)字電視監(jiān)測卡

　　該板卡支持信道參數(shù)監(jiān)測、碼流分析、碼流TS over IP輸出功能。可監(jiān)測的信道指標有：射頻信號的鎖定狀態(tài)、載波電平、載噪比（C/N）、Eb/N0、BER（維特比糾錯前）、符碼率偏移、頻點偏移；同時對解調(diào)輸出的TS流進行TR101 290三級碼流錯誤監(jiān)測及告警；并將TS流打包成IP流輸出。

　　系統(tǒng)配置1臺信道碼流監(jiān)測集中監(jiān)管主機，完成對信源質(zhì)量、碼流參數(shù)進行全局監(jiān)測。集中顯示嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)TR101290碼流三級錯誤監(jiān)測報警信息。支持碼流帶寬分析信息顯示和統(tǒng)計，包括：最大值、最小值、當前值、CA息占用帶寬等。

　　所有信道和碼流監(jiān)測參數(shù)都可獨立設置故障觸發(fā)碼流錄制，可以對碼流錄制的文件大小、持續(xù)時間和提前錄制時間進行設定。支持故障觸發(fā)自動錄制和手動錄制碼流兩種方式。

　　集中報警，支持標題欄報警、日志報警、數(shù)據(jù)庫報警、語音報警、網(wǎng)絡報警、SNMP報警、觸發(fā)錄像報警等多種報警方式，還可擴展電話、短信、報警燈等。