CN101656892B - 融入电信运维体系的iptv测试仪及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对电视系统或其部件的故障进行诊断、测试或测量的图像通信装置领域，具体为一种融入电信运维体系的IPTV测试仪及使用方法。一种融入电信运维体系的IPTV监测仪，包括ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、显示模块、控制模块和操作按钮，其特征是：ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、显示模块和操作按钮都分别通过通讯线和控制模块连接。本发明结构简单，操作方便。

Description

融入电信运维体系的IPTV测试仪及使用方法

技术领域

本发明涉及对电视系统或其部件的故障进行诊断、测试或测量的图像通信装置领域，具体为一种融入电信运维体系的IPTV测试仪及使用方法。 

背景技术

IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的新技术。IPTV作为一个新兴的产业，得到了越来越多的关注，其用户数也在成倍的增加，然而如何有效的保障IPTV用户的体验质量，也成为日益突出的问题。在运营商排除了IPTV网络设施中存在问题之后，若仍然无法解决用户的投诉时，则需要携带IPTV手持式仪表到用户家里去进行故障诊断和排查。而现有的测试设备，普遍存在着操作复杂，设置繁琐，外围设备多等不足，使用时非常不方便。同时，由于测试仪一般只能测得当地的线路数据，要和出局的数据进行比对只有打电话给局端工作人员查阅，相当麻烦。 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、操作方便的监测仪，本发明公开了一种融入电信运维体系的IPTV测试仪及使用方法。 

本发明通过如下技术方案达到发明目的： 

一种融入电信运维体系的IPTV测试仪，包括ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、控制模块和操作按钮，其特征是： 

ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、显示模块和操作按钮都分别通过通讯线和控制模块连接， 

ADSL线路测试模块通过通讯线和ADSL调制解调器连接，ADSL线路测试模块通过ADSL调制解调器搜集ADSL的连接速率、可达速率，线路衰减、信号衰减、噪声裕量、输出功率和各种误码参数信息，并提取字段发送到显示模块予以显示， 

IPTV质量测试模块内置数据采集模块、数据分析提炼模块和数据计算模块这三个模块，数据采集模块用于抓包程序，通过通讯线和ADSL调制解调器连接以采集IPTV数据包，数据采集模块串在被测线路之中，侦听流经测试仪的数据，同时把采集到的数据包发送给数据分析提炼模块， 

数据分析提炼模块根据各个数据包的协议号区分，区分之后进不同的模块进行处理分解，提炼出字段发送给数据计算模块， 

数据计算模块计算出各个参数值，并通过通讯线和显示模块连接将参数值传送给显示模块予以显示，各个模块都启用了特定的线程，通过线程间的交互、通信、同步来完成参数的提炼、计算与显示。 

IPTV质量测试模块完成组播监测、组播仿真和单播监测，组播监测模块测试媒体流传输指标MDI，组播码流速率，组播加入时间、离开时间、切换时间，PCR间隔和数据包统计，MDI由延迟因素DF和媒体包丢失率MLR组成，DF表征着至少需要多少毫秒的缓存能消除网络抖动带来的影响，从而流畅的收看IPTV节目，正常线路的DF的值一般在50ms以下；MLR为每秒丢失的连续包数，一般情况下该数值的平均数应当很小，接近于0，组播码流的测试能看出所测线路接收的数据速率是否正常，各地的码流可能不同，例如上海标清IPTV的码流速率为1.6M左右，可以通过码流测试来体现传输是否有问题，PCR间隔测试，是测试每隔固定时间发送的PCR包，在用户侧收到的间隔是否一致，结果以图形界面的形式来显示，一致性差就说明线路抖动比较厉害。 

MDI是整个组播监测中的关键之所在，MDI通过DF:MLR的形式显示。为了了解DF，必须先了解抖动与缓冲之间的关系。由于节目源与IPTV机顶盒是分开的，中间传输的距离可能很长，并且IP数据包在网络中传输时，会被不同网络节点上的设备进行排序、路由和转发，由于种种原因，会使IP数据包到达机顶盒的瞬时速率有变化，这种变化就是抖动。由于IP数据包到达机顶盒的瞬时速率与机顶盒的处理速率是不一致的，所以数据包到达后必须经过缓冲后，以恒定的速率送去解码。而抖动越大，数据包到达的瞬时速率变化就越大，故用来消除抖动所需要的缓冲就越大，但是机顶盒的缓冲大小是有限的，所以会产生上溢或者下溢。上溢或下溢都会 影响视频图像的质量，会使视频图像时断时续，并且出现失真。DF是一个时间值，它表示缓冲区必须包含多少毫秒的数据才能消除抖动。DF的计算过程如下所示： 

VB(i，pre)＝sum(Sj)-MR×Ti；where j＝1..i-1 

VB(i，post)＝VB(i，pre)+Si 

Sj是前j个媒体流包的总长度，Ti是第i个媒体包到达的时间相对于第一个媒体包到达时间之间的间隔。 

VB(i，pre)是在第i个媒体包到达之前，虚拟内存中数据包的总长； 

VB(i，post)是在第i个媒体包到达之后，虚拟内存中数据包的总长； 

在每个测试间隔的起初，VB(0)都要初始化为0，以1s作为测试间隔，如果在1s内到达了k个数据包，那么我们需要在2k+1个VB值中找到最大和最小值，通过 

DF＝[VB(max)-VB(min)]/MR 

计算出DF值，其中MR为平均的传输速率。 

MLR表示每秒丢失(非正常)的媒体封包的数量，通过查看ts流中的连续计数这个字段的值来判断是否丢失了媒体封包。 

为了便于用户查看，在整个过程中，分别计算了DF的最大、最小和平均值，MLR的最大、最小和平均值。以DF:MLR的形式显示他们瞬时值的同时还显示了它们的最大、最小和平均值，有利于长时间监测下判断故障。 

考虑到维护人员可以把信息带回去分析，所以需要自动的以文件的形式记录过大的DF值，并记录每个值发生的时间(包括年月日时分秒)。但是为了防止单个文件过大，一个文件以记录250条为界，文件名最后一位逐个累加，并通过文件名的不同来区分是组播监测文件、单播监测文件还是组播仿真文件。 

在组播仿真中，频道切换时间是指，从发出离开某一频道的命令到收到加入的某一频道的第一个数据包的时间，这个时间比用户感知的切换时间要短，因为机顶盒需要收到一些特别的包后才能进行解码、播放。包统计能够记录下收到的音频包、视频包和其他包的数量，观察看能够判断是 否视频或音频包有断流的情况发生。该测试模块还包括了ping测试，可以通过ping测试来确认网络的连接情况。 

单播监测中主要包括单播的MDI测试，码流速率以及点播响应时间，码流速率各地有所不同，以上海为例，标清标准一般在1.6M左右，切换时间小于2秒。 

数据分析模块是对测试仪所测试得到的数据进行综合分析，根据内部的判断故障的阀值，给出最终测试结果。 

数据传输模块完成与IPTV运维体系的连接和数据传输，可以将测试仪中的数据上传到IPTV运维体系的数据库中，也可以将运维体系数据库中的相关数据下载到测试仪中，进行综合分析，来判断故障的定位。 

所述的融入电信运维体系的IPTV测试仪，其特征是：IPTV质量测试模块还包括频道选择模块和频道切换扫描模块，能够自适应基于以太网的点对点协议和动态主机配置协议两种线路接入方式，以仿真模式进行测试。 

频道选择模块内置有包括各频道信息的频道表，频道表可根据当地的实际情况输入，在测试的时候可以选择某个频道表载入系统当中。 

频道切换扫描模块进行仿真测试中的一种测试，根据所设置的频道表，通过测试仪的操作进行频道的切换，还可以通过自动扫描功能，自动轮流加入频道表中的频道，并且在测试结束后，给出哪些频道加入成功，哪些频道加入失败，同时输出包含有检测信息的数据表。 

所述的融入电信运维体系的IPTV测试仪，其特征是：显示模块采用触摸屏。 

本发明默认情况下进入测试状态，可以通过软键盘的按钮切换到FTP模式，用于融入IPTV运营中心测试系统之中。 

一种融入电信运维体系的IPTV测试仪的使用方法，其特征是：将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，进行以下测试操作：a.局端数据查询、b.测试数据上传下载、c.测试用户信息下载、d.组播频道表更新、e.EPG服务器地址更新和f.IPTV测试仪软件版本更新， 

在a步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，输入所需要的用户信息，得到数据库中存储着的在局端各个节点所测 试得到的数据； 

在b步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，将当时的测试结果上传到服务器，直接保存；同时查看下载到该用户其他几个测试点已经存在的测试数据； 

在c步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，得到用户的帐号信息； 

在d步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的组播频道表； 

在e步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的EPG服务器地址，用于测试EPG服务器的连通性能； 

在f步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，内置的软件程序通过局端服务器升级到当前的最新版本。 

本发明使用时，既能测试ADSL线路，又能测试IPTV，当测试IPTV时有两种模式，当IPTV质量测试模块由数据采集模块、数据分析提炼模块和数据计算模块这三个模块组成时可进入监测模式，此时数据采集模块通过通讯线和ADSL调制解调器连接以采集IPTV数据包，同时把采集到的数据包依次发送给数据分析提炼模块，在数据分析提炼模块中，各个数据包按协议号不同进行区分，区分之后进不同的模块进行处理分解，提炼出字段发送给数据计算模块，数据计算模块计算出各个参数值，传送给显示模块显示。 

当IPTV质量测试模块还包括频道选择模块和频道切换扫描模块时可进入仿真模式，此时首先通过频道选择模块选好频道表，确定接入模式，通常为PPPoE或DHCP，或者选择自动接入，连接成功后，通过频道切换扫描模块进行频道切换与频道扫描的测试，可轮询整个频道表中的组播地址，随后将轮询的结果输入数据采集模块，并通过显示模块给出测试的结果。 

本发明的有益效果是：能模拟标准的IPTV终端设备，从而替代用户的机顶盒，进行故障隔离，以支持IPTV的用户体验质量测试，包括：MDI和频道切换测试。支持对ADSL线路各项指标的分析，如噪声、频率、电平和损耗等，兼容了不同IPTV厂商的平台测试，无需额外的设置，自动分解UDP或TCP协议。添加了频道的自动扫描功能，轮询整个频道表中的组播地址，并给出测试的结果，并支持频道表的导入与导出。本发明不仅可以监测IPTV的业务质量，还提供了对IPTV线路的全面监测，对异常的参数可进行自动的或者是手动的记录，可供一线维护人员进行全面的分析。本发明结构简单，操作方便。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是本发明包括仿真模式时的结构示意图； 

图3是本发明使用时的组播监测流程图。 

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。 

实施例1 

一种融入电信运维体系的IPTV测试仪，包括ADSL线路测试模块1、IPTV质量测试模块2、数据分析模块7、数据传输模块8、显示模块3、控制模块4和操作按钮5，如图1所示，具体结构是： 

ADSL线路测试模块1、IPTV质量测试模块2、显示模块3和操作按钮5都分别通过通讯线和控制模块4连接， 

ADSL线路测试模块1通过通讯线和ADSL调制解调器6连接，ADSL线路测试模块1通过ADSL调制解调器6搜集ADSL线路的参数信息，并提取字段发送到控制模块4，并交由显示模块3予以显示， 

数据分析模块7对测试所得的数据进行综合分析，根据内部的判断故障的阀值，给出最终测试结果，将结果发送给控制模块4，并交由显示模块3予以显示， 

数据传输模块8通过ADSL调制解调器6完成与IPTV运维体系的连接和数据传输，可以将测试仪中的数据上传到IPTV运维体系的数据库中，也可以将运维体系数据库中的相关数据下载到测试仪中，进行综合分析，来判断故障的定位， 

IPTV质量测试模块2内置数据采集模块21、数据分析提炼模块22和数据计算模块23这三个模块，数据采集模块21用于抓包程序，通过通讯线和ADSL调制解调器6连接以采集IPTV数据包，数据采集模块21串在被测线路之中，侦听流经测试仪的数据，同时把采集到的数据包发送给数据分析提炼模块22， 

数据分析提炼模块22根据各个数据包的协议号区分，区分之后进不同的模块进行处理分解，提炼出字段发送给数据计算模块23， 

数据计算模块23计算出各个参数值，并通过通讯线和显示模块3连接将参数值传送给控制模块4，并交由显示模块3予以显示，各个模块都启用了特定的线程，通过线程间的交互、通信、同步来完成参数的提炼、计算与显示。显示模块3采用触摸屏。 

IPTV质量测试模块完成组播监测、组播仿真和单播监测，组播监测模块测试媒体流传输指标MDI，组播码流速率，组播加入时间、离开时间、切换时间，PCR间隔和数据包统计，MDI由延迟因素DF和媒体包丢失率MLR组成，DF表征着至少需要多少毫秒的缓存能消除网络抖动带来的影响，从而流畅的收看IPTV节目，正常线路的DF的值一般在50ms以下；MLR为每秒丢失的连续包数，一般情况下该数值的平均数应当很小，接近于0，组播码流的测试能看出所测线路接收的数据速率是否正常，各地的码流可能不同，例如上海标清IPTV的码流速率为1.6M左右，可以通过码流测试来体现传输是否有问题，PCR间隔测试，是测试每隔固定时间发送的PCR包，在用户侧收到的间隔是否一致，结果以图形界面的形式来显示，一致性差就说明线路抖动比较厉害。 

MDI是整个组播监测中的关键之所在，MDI通过DF:MLR的形式显示。为了了解DF，必须先了解抖动与缓冲之间的关系。由于节目源与IPTV机顶盒是分开的，中间传输的距离可能很长，并且IP数据包在网络中传输时，会被不同网络节点上的设备进行排序、路由和转发，由于种种原因， 会使IP数据包到达机顶盒的瞬时速率有变化，这种变化就是抖动。由于IP数据包到达机顶盒的瞬时速率与机顶盒的处理速率是不一致的，所以数据包到达后必须经过缓冲后，以恒定的速率送去解码。而抖动越大，数据包到达的瞬时速率变化就越大，故用来消除抖动所需要的缓冲就越大，但是机顶盒的缓冲大小是有限的，所以会产生上溢或者下溢。上溢或下溢都会影响视频图像的质量，会使视频图像时断时续，并且出现失真。DF是一个时间值，它表示缓冲区必须包含多少毫秒的数据才能消除抖动。DF的计算过程如下所示： 

VB(i，pre)＝sum(Sj)-MR×Ti；where j＝1..i-1 

VB(i，post)＝VB(i，pre)+Si 

Sj是前j个媒体流包的总长度，Ti是第个媒体包到达的时间相对于第一个媒体包到达时间之间的间隔。 

VB(i，pre)是在第i个媒体包到达之前，虚拟内存中数据包的总长； 

VB(i，post)是在第i个媒体包到达之后，虚拟内存中数据包的总长； 

在每个测试间隔的起初，VB(0)都要初始化为0，以1s作为测试间隔，如果在1s内到达了k个数据包，那么我们需要在2k+1个VB值中找到最大和最小值，通过 

DF＝[VB(max)-VB(min)]/MR 

计算出DF值，其中MR为平均的传输速率。 

MLR表示每秒丢失(非正常)的媒体封包的数量，通过查看ts流中的连续计数这个字段的值来判断是否丢失了媒体封包。 

为了便于用户查看，在整个过程中，分别计算了DF的最大、最小和平均值，MLR的最大、最小和平均值。以DF:MLR的形式显示他们瞬时值的同时还显示了它们的最大、最小和平均值，有利于长时间监测下判断故障。 

考虑到维护人员可以把信息带回去分析，所以需要自动的以文件的形式记录过大的DF值，并记录每个值发生的时间(包括年月日时分秒)。但是为了防止单个文件过大，一个文件以记录250条为界，文件名最后一位逐个累加，并通过文件名的不同来区分是组播监测文件、单播监测文件还 是组播仿真文件。 

组播监测流程如图3所示。 

在组播仿真中，频道切换时间是指，从发出离开某一频道的命令到收到加入的某一频道的第一个数据包的时间，这个时间比用户感知的切换时间要短，因为机顶盒需要收到一些特别的包后才能进行解码、播放。包统计能够记录下收到的音频包、视频包和其他包的数量，观察看能够判断是否视频或音频包有断流的情况发生。该测试模块还包括了ping测试，可以通过ping某些平台，例如EPG平台，来确认网络的连接情况。 

单播监测中主要包括单播的MDI测试，码流速率以及点播响应时间，码流速率各地有所不同，以上海为例，标清标准一般在1.6M左右，切换时间小于2秒。 

本实施例使用时，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，进行以下测试操作：a.局端数据查询、b.测试数据上传下载、c.测试用户信息下载、d.组播频道表更新、e.EPG服务器地址更新和f.IPTV测试仪软件版本更新， 

在a步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，输入所需要的用户信息，得到数据库中存储着的在局端各个节点所测试得到的数据； 

在b步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，将当时的测试结果上传到服务器，直接保存；同时查看下载到该用户其他几个测试点已经存在的测试数据； 

在c步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，得到用户的帐号信息； 

在d步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的组播频道表； 

在e步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的EPG服务器地址，用于测试EPG服务器的连通性能； 

在f步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，内置的软件程序通过局端服务器升级到当前的最新版本。 

本实施例默认情况下进入测试状态，既可以通过软键盘的按钮切换到FTP模式，也可以通过测试仪的设置界面，通过触摸屏进行设置的，以达到融入测试系统之中的效果。 

实施例2 

一种融入电信运维体系的IPTV测试仪，IPTV质量测试模块还包括频道选择模块24和频道切换扫描模块25，如图2所示，这三个模块通过通讯线依次连接，频道切换扫描模块25通过通讯线和数据采集模块21连接，自适应基于以太网的点对点协议(即PPPoE)和动态主机配置协议(即DHCP)两种线路接入方式。其他结构都和实施例1同。 

Claims (4)

1.一种融入电信运维体系的IPTV测试仪，包括ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、控制模块和操作按钮，其特征是：

ADSL线路测试模块、IPTV质量测试模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块和操作按钮都分别通过通讯线和控制模块连接，

ADSL线路测试模块通过通讯线和ADSL调制解调器连接，ADSL线路测试模块通过ADSL调制解调器搜集ADSL的连接速率、可达速率，线路衰减、信号衰减、噪声裕量、输出功率和各种误码参数信息，并提取字段发送到显示模块予以显示，

IPTV质量测试模块内置数据采集模块、数据分析提炼模块和数据计算模块这三个模块，数据采集模块通过通讯线和ADSL调制解调器连接以采集IPTV数据包，同时把采集到的数据包发送给数据分析提炼模块，数据分析提炼模块根据各个数据包的协议号区分，区分之后进不同的模块进行处理分解，提炼出字段发送给数据计算模块，数据计算模块计算出各个参数值，并通过通讯线和显示模块连接将参数值传送给显示模块予以显示，各个模块都启用了特定的线程，通过线程间的交互、通信、同步来完成参数的提炼、计算与显示，

IPTV质量测试模块完成组播监测、组播仿真和单播监测，组播监测测试媒体流传输指标MDI，组播码流速率，组播加入时间、离开时间、切换时间，PCR间隔和数据包统计，MDI由延迟因素DF和媒体包丢失率MLR组成，DF表征着至少需要多少毫秒的缓存能消除网络抖动带来的影响，从而流畅的收看IPTV节目，MLR为每秒丢失的连续包数，组播码流的测试能看出所测线路接收的数据速率是否正常，通过码流测试来体现传输是否有问题，PCR间隔测试是测试每隔固定时间发送的PCR包，在用户侧收到的间隔是否一致，结果以图形界面的形式来显示，在组播仿真中，频道切换时间是指，从发出离开某一频道的命令到收到加入的某一频道的第一个数据包的时间，单播监测中主要包括单播的MDI测试，码流速率以及点播响应时间，

数据分析模块是对测试仪所测试得到的数据进行综合分析，根据内部的判断故障的阀值，给出最终测试结果，

数据传输模块完成与IPTV运维体系的连接和数据传输，可以将测试仪中的数据上传到IPTV运维体系的数据库中，也可以将运维体系数据库中的相关数据下载到测试仪中，进行综合分析，来判断故障的定位。

2.如权利要求1所述的融入电信运维体系的IPTV测试仪，其特征是：IPTV质量测试模块还包括频道选择模块和频道切换扫描模块，能够自适应基于以太网的点对点协议和动态主机配置协议两种线路接入方式，以仿真模式进行测试。

3.如权利要求1或2所述的融入电信运维体系的IPTV测试仪，其特征是：显示模块采用触摸屏。

4.如权利要求1或2所述的融入电信运维体系的IPTV测试仪的使用方法，其特征是：将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，进行以下测试操作：a.局端数据查询、b.测试数据上传下载、c.测试用户信息下载、d.组播频道表更新、e.EPG服务器地址更新和f.IPTV测试仪软件版本更新，

在a步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，输入所需要的用户信息，得到数据库中存储着的在局端各个节点所测试得到的数据；

在b步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，将当时的测试结果上传到服务器，直接保存；同时查看下载到该用户其他几个测试点已经存在的测试数据；

在c步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，得到用户的帐号信息；

在d步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的组播频道表；

在e步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，获取最新的EPG服务器地址，用于测试EPG服务器的连通性能；

在f步骤中，将测试仪通过数据传输模块连接到IPTV运维体系数据库，内置的软件程序通过局端服务器升级到当前的最新版本。 

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