IPTV体验质量（QoE）：了解MDI - 至顶网.DOC

IPTV体验质量（QoE）：了解MDI 本文关键字: 　IPTV　MDI　　 了解媒体流传输指标（MDI） 　　随着服务提供商积极开展三重播放网络（通过融合的基础设施传输话音、视频和数据）业务，网络设备制造商也在极力设计并测试可在这些网络中提供出色服务质量（QoS）的设备。服务质量机制允许设备将政策应用到网络中不同类型的流量上，以确保每种流量均以最适当的方式被处理。例如，话音流对延迟非常敏感，所以通常具有更高的优先级。而数据流（例如网络或电子邮件）不受定时影响，因而不必得到相同的优先对待。 　　消费者通常不会关注流量的优先级和丢失的数据包：他们在意的是通话清晰，以及IPTV 节目流畅显示而不出现视频障碍。从这个角度看，用户体验质量才是真正的关键所在。在竞争激烈的今天，挑剔的客户会毫不犹豫地将不能达到预期质量的供应商抛弃掉。因此，为了成功占领市场，服务提供商和网络设备制造商必须严格测试其三重播放设备，以确保他们提供恰当的服务质量。 　　三重播放设备中视频元件的带宽要求高，抖动及数据包丢失容限低，这就对网络提出了独特要求。媒体流传输指标（MDI）测量是在网络水平上的测量，用以表示预期的视频质量――即最终的用户服务质量。它不受视频编码方案的影响，是一种简单、可扩展的测量方案，可以代替对视频本身进行解码和检验的MPQM和V参数等测量方法。本文概括介绍了MDI和推荐的可接受测量值，并详细讨论了与测量视频质量相关的一些潜在应用。 媒体流传输指标中的两个要素（MDI） 　　图1显示了一组典型的网络基础设施。媒体流传输指标测量是遍及整个网络的连续测量，而且可以在视频源与机顶盒（STB）之间的任意点进行测量。一般情况下，MDI由两个数字显示，并用冒号隔开：延迟参数（DF）和媒体丢失率（MLR）。 　　DF:MLR 　　延迟参数（DF） 为了解MDI延迟参数，有必要重温一下抖动与缓冲之间的关系。抖动是端到端传输延迟随时间发生的一种变化。若数据包以稳定速率到达目的地则呈现零抖动；若数据包以不稳定速率到达目的地则呈现非零抖动。图2显示了两者之间的不同。 图1.典型的网络基础设施 数据包在网络中传输时，数据源和目的地可能会分开，并被各种干扰网元进行排序、路由和切换，当到达目的地时其传输速率会随时间发生一定变化。这可能是因为网络的瞬时拥塞造成的，比如大量对等（P2P）流量和用户的动态行为（进行VoIP通话占用了视频流，或数据包在IP网络选择了不同的路径）可引起网络瞬时拥塞。无论哪种情况，若数据到达的瞬时速率与目的地的处理速率不一致，那么数据包必须在接收之后进行缓冲。 以典型的3.75 Mb/s MPEG视频传输流为例：目的地的解码器是以3.75 Mb/s的恒定速率处理（或流出）数据，但是数据的到达速率可能高于或低于该流出速率。解码器中的缓冲器用于收集确定数量的数据包（其到达时速率不同），并将这些数据包以恒定速率送至解码引擎。 抖动越严重，需要消除抖动的缓冲器就越大。但是，采用较大缓冲器的代价是引起延迟。另外，缓冲器的大小有限，所以过多的抖动会导致缓冲器上溢或下溢。上溢是数据包到达缓冲器速率过高，以致占满缓冲器的空间而被接收机丢弃。 下溢是数据包的到达速率非常低，以致缓冲器没有足够的数据流入解码器。上溢和下溢都会降低用户的体验质量，是两种不希望出现的情况。若缓冲区出现上溢或下溢，由于媒体数据包的丢失，用户看到的视频就会时断时续，并且图像出现失真。 MDI的DF是一个时间值，它表示缓冲器必须包含多少毫秒的数据才能消除抖动。此值在数据包到达缓冲器时被计算出来，并以不变的间隔（一般为1秒）显示给用户。其计算过程如下： 1.每个数据包到达缓冲器时，计算流入的字节数和流出字节数之差。此差值就是MDI虚拟缓冲器的深度△。 流入的字节数流出的字节数2. 一段时间之后，用最小值和最大值的差除以媒体传输速率： 最大值最小值媒体传输速率例如，还以3.75Mb/s MPEG视频为例：如果在1秒的时间间隔内，虚拟缓冲器中的最大数据量是3.755 Mb，最小数据量是3.740 Mb，则延迟参数计算为： 从用户是角度看，延迟参数可通过视频失真来评估视频质量，从而得到体验质量。延迟参数还可确定每个网元在视频流传输路径中的影响。通过比较流入设备的DF与流出设备的DF，可确定设备的占用空间。不注入抖动的设备具有较小的占用空间，更适于传输视频。 可接受的延迟参数（DF） 可接受的最大延迟参数 9-50 ms 图3.建议的可接受最大延迟参数 缓冲器的大小各异，所以任何特定网络可接受的延迟参数也大不相同。大多数机顶盒都使用一个RAM模块。实际上，只有一部分RAM被用作缓冲器，以去除进入的P流量的抖动。这就是大多数机顶盒技术指标都未列出缓冲器大小的原因。因此每个机顶盒缓冲器的实际大小只能通过测试