[发明专利]一种IPTV网络丢包故障定界方法及系统

说明书

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：