CN102572531A - 一种iptv网络丢包故障定界方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种IPTV网络丢包故障定界方法及系统，所述方法包括：S1：通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；S2：根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；S3：若Na＞0，判断在该监测点的上游节点存在丢包；S4：若Na＝0且Nb＞0，判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；转至步骤S5；S5：若Nb＜＝Tr，估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为最大丢包重传数门限值。本发明通过在单个网络中间监测点统计RTP丢包和重复包，来判断其上、下游节点的丢包情况，从而作为网络丢包定界的依据。

Description

一种IPTV网络丢包故障定界方法及系统

技术领域

本发明属于通信测试技术领域，涉及一种IPTV网络测试方法，尤其涉及一种IPTV网络丢包故障定界方法；同时，本发明还涉及一种IPTV网络丢包故障定界系统。

背景技术

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。

正是由于电信和广电在“三网融合”领域竞争的加剧，运营商越来越重视IPTV网络的业务质量保障，他们十分迫切地需要能主动发现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。而另一方面，由于IPTV业务发展初期的用户规模和营业收入都还比较小，运营商必须严格控制IPTV网络的运营成本，用尽可能低的成本来部署IPTV业务质量监测和故障诊断系统。

IPTV网络结构比较复杂，视频媒体流从IPTV平台的视频服务器发起后，需要经过IP核心网、宽带接入网和用户家庭网络等众多环节才能最终到达机顶盒，而这些网络设备和链路都有能对视频媒体流的传输造成损伤，并影响终端用户对IPTV业务的体验质量。

一般地，为了进行IPTV业务质量故障排查，可在网络某中间点部署监测设备(探针)进行媒体流监测，统计网络丢包和抖动等KPI指标。采用传统的IPTV故障诊断方法，如果在该监测点未检测到网络丢包，则可判断其上游节点未引入丢包，而仍无法确定其下游节点是否有丢包。为了进一步排查故障，则需要将监测点逐级下移测试。此外，由于电信网络维护体系中存在不同部门间的责任划分(例如IPTV平台、IP核心网、宽带接入网很有可能是由不同的部门来负责维护)，而用户家庭网络则不属于电信运营商的维护范围，这对部署IPTV探针造成了各种非技术性障碍。在很多情况下，电信运营商内部会出现不同运维部门相互间责任推诿的现象；用户往往也不希望电信工程师在故障定界未明确的情况下，直接到家里来进行故障排查。因此，电信维护部门十分迫切的需要一种能进行快速IPTV网络故障隔离的测试方法和工具。

由于IPTV业务所基于的IP网络本身是一种面向无连接的不可靠传输体系，不可避免地会带来不同程度的丢包。根据相关研究表明，网络丢包是造成IPTV视频质量下降(如马赛克、花屏、卡屏、黑屏等现象)的最关键原因。

为了提升IPTV网络的业务质量，网络运营商往往会采用各种差错恢复机制来增强IPTV系统对网络丢包的容错能力。ARQ(Automatic Repeat Request)自动重发请求是一种通过丢包反馈重传实现丢包恢复的措施，它一般适用于IPTV单播媒体流的丢包差错恢复。ARQ的数据处理流程大致如下：

(1)视频服务器将媒体数据流经过编号(例如RTP序号)后发送到IP网络，在这些媒体流数据到达IPTV终端(如机顶盒)前可能存在丢包；

(2)IPTV终端根据RTP序号向视频服务器反馈丢失信息分组的信息；

(3)视频服务器根据机顶盒的反馈信息，重传丢失的媒体数据包。

接下来，分析RTP层丢包和重复包计算的方法。图1是RTP数据包头的格式。

在以上的RTP包头格式中，RTP序列号字段是一个16个比特的字段，它对每个以源/目的IP地址和SSRC字段为索引的RTP流进行连续性计数，即将属于同一个RTP流的连续RTP包打上连续的序列号标签(例如：0，1，2，3，...，65535，0，1，2，...)。由此可见，RTP序列号字段可用于进行RTP丢包、乱序包和重复包个数的计算。

图2为一个在启动了ARQ机制的IPTV网络中，出现网络丢包，并通过ARQ机制进行了媒体包重传恢复的示例。从该示例中可以看到在1，2，3，4监测点无RTP丢包，但检测到RTP重复包，这说明在这些监测的上游节点不存在丢包，而其下游节点出现了丢包，但丢包被ARQ重传机制恢复了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种IPTV网络丢包故障定界方法，可通过在网络中间监测点统计RTP丢包和重复包，来判断其上、下游节点丢包情况。

此外，本发明还提供一种IPTV网络丢包故障定界系统，可通过在网络中间监测点统计RTP丢包和重复包，来判断其上、下游节点丢包情况。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种IPTV网络丢包故障定界方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

步骤S2：根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；

步骤S3：若Na＞0，则判断在该监测点的上游节点存在丢包；

步骤S4：若Na＝0且Nb＞0，则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；转至步骤S5；

步骤S5：若Nb＜＝Tr，则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为设定的最大丢包重传数门限值。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3还包括：专家系统提示在该监测点的上游节点存在丢包。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4还包括：专家系统提示在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包。

作为本发明的一种优选方案，Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

一种IPTV网络丢包故障定界系统，所述系统包括：

视频媒体流数据捕获模块，用以在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

参数统计模块，用以根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；

丢包判断模块，若Na＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点存在丢包；若Na＝0且Nb＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；若Nb＜＝Tr，丢包判断模块则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

本发明的有益效果在于：本发明提出的IPTV网络丢包故障定界方法及系统，在IPTV业务质量测试工具(或系统)的实现中，通过在单个网络中间监测点统计RTP丢包和重复包，来判断其上、下游节点的丢包情况，从而作为网络丢包定界的依据。

附图说明

图1为RTP数据包头的格式示意图。

图2为IPTV网络中媒体包重传恢复的示意图。

图3为本发明IPTV网络丢包故障定界方法的流程图。

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IPTV网络丢包故障定界方法，所述方法包括如下步骤：

【步骤S1】通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

【步骤S2】根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；

【步骤S3】若Na＞0，则判断在该监测点的上游节点存在丢包；由专家系统提示在该监测点的上游节点存在丢包。

【步骤S4】若Na＝0且Nb＞0，则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；同时，专家系统提示在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包。转至步骤S5；

【步骤S5】若Nb＜＝Tr，则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

本发明同时揭示一种IPTV网络丢包故障定界系统，所述系统包括：视频媒体流数据捕获模块、参数统计模块、丢包判断模块。

视频媒体流数据捕获模块用以在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获。

参数统计模块用以根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb。

若Na＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点存在丢包；若Na＝0且Nb＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；若Nb＜＝Tr，丢包判断模块则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

综上所述，本发明提出的IPTV网络丢包故障定界方法及系统，在IPTV业务质量测试工具(或系统)的实现中，通过在单个网络中间监测点统计RTP丢包和重复包，来判断其上、下游节点的丢包情况，从而作为网络丢包定界的依据。

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。

Claims (5)

1.一种IPTV网络丢包故障定界方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：通过采集设备在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

步骤S2：根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTP QoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；

步骤S3：若Na＞0，则判断在该监测点的上游节点存在丢包；

步骤S4：若Na＝0且Nb＞0，则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；转至步骤S5；

步骤S5：若Nb＜＝Tr，则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为设定的最大丢包重传数门限值。

2.根据权利要求1所述的IPTV网络丢包故障定界系统，其特征在于：

所述步骤S3还包括：专家系统提示在该监测点的上游节点存在丢包。

3.根据权利要求1所述的IPTV网络丢包故障定界系统，其特征在于：

所述步骤S4还包括：专家系统提示在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包。

4.根据权利要求1所述的IPTV网络丢包故障定界系统，其特征在于：

Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

5.一种IPTV网络丢包故障定界系统，其特征在于，所述系统包括：

视频媒体流数据捕获模块，用以在某个IPTV网络中间点进行被动式的视频媒体流数据捕获；

参数统计模块，用以根据RTP序列号对视频媒体流数据进行各种RTPQoS参数统计，包括RTP丢包数Na和RTP重复包数Nb；

丢包判断模块，若Na＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点存在丢包；若Na＝0且Nb＞0，丢包判断模块则判断在该监测点的上游节点不存在丢包，而下游节点存在丢包；若Nb＜＝Tr，丢包判断模块则估算下游丢包个数为Nb，否则判断下游发生严重丢包，且存在无法通过ARQ差错恢复补偿所有丢包的可能；其中，Tr为ARQ标准所规定的最大丢包重传数门限值。

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