iptv视频传输质量测试 - rfc4445 mdi(media delivery index)媒体传输质量指标详解

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1、IPTV视频传输质量测试标准－RFC4445MDI(MediaDeliveryIndex)媒体传输质量指标详解IneoQuest公司黎致斌alex.li@ineoquest.comMDI(MediaDeliveryIndex)媒体传输质量指标是由思科公司和IneoQuest共同提出的，对视频流在IP网络传输质量进行评估的测量指标。作为IP视频流传输质量测试的行业标准，MDI测量指标广泛地应用于IPTV和IP有线数字电视网络质量评估和监测。首先，本文对RFC4445MDI的测试原理进行详细解析。然后，介绍MDI的典型应用：IP视频流传输质量监测，视频服务器输出性能分析，网络设备视频流承载性能评

2、估，机顶盒网络容忍能力分析。RFC4445MDI参数定义对IP视频流的传输质量用RFC4445MDI标识为：DF：MLR。MDI包括了两个参数：DelayFactor（延迟因素，简称DF）：该数值表明被测试视频流的延迟和抖动状况。DF的单位是毫秒(ms)。DF将视频流抖动的变化换算为对视频传输和解码设备缓冲的需求。被测视频流抖动越大，DF值越大。当网络设备和解码器的缓冲区容纳的视频内容时间不小于被测视频流DF读数时，将不会出现视频播放质量的下降。因为网络节点需要分配不小于DF值的缓冲用于平滑视频流抖动，所以DF的最大值为视频内容通过该网络节点的最小延迟。MediaLossRate（媒体丢

3、包速率，简称MLR）：MLR的单位是每秒的媒体封包丢失数量。该数值表明被测试视频流的传输丢包速率。由于视频信息的封包丢失将直接影响视频播放质量，理想的IP视频流传输要求MLR数值为零。因为具体的视频播放设备对丢包可以通过视频解码中进行补偿或者丢包重传，在实际测试中MLR的阈值可以相应调整。读者从IETF网站下载RFC4445MDI的标准文档：http://www.ietf.org/rfc/rfc4445.txtIPTV视频传输质量测试-RFC4445MDI(MediaDeliveryIndex)媒体传输质量指标详解1IP网络对视频质量影响的因素网络传输特性往往归纳为三个指标：延迟，抖动和丢包

4、。延迟在视频传输应用中，恒定的延迟表现为视频观看时间的推迟。为了避免网络抖动而产生视频播放效果恶化，网络节点和视频解码器往往需要对视频流进行缓冲。实验数据表明，视频播放延迟不影响视频观看的质量。抖动抖动产生有多种原因：视频编码器/服务器性能变化，网络线路出现拥挤，网络设备性能变化都可以导致视频流的抖动变化。观测视频流的抖动变化可以帮助运维人员提前发现视频传输质量恶化的趋势。丢包丢包对视频播放质量有直接的影响。试验表明，无论视频丢包的类型（I,B,P帧），在没有适当的视频解码补偿或者丢包重传机制下，视频播放质量都会出现不同程度的下降。IPTV视频传输质量测试-RFC4445MDI(MediaD

5、eliveryIndex)媒体传输质量指标详解2MDI测量的原理DF（延迟因素）流媒体应用有实时性的特点。在流媒体通过IP网络传输的同时，终端解码器在消耗已接收到的媒体流信息。IP网络传输媒体流出现的抖动表现为同一媒体流的IP封包传输的间隔不均匀。在采样周期中，DF首先计算在测量点每个IP视频封包到达时间变化。然后，与预期的视频流速度对比得出。采样周期默认为1秒。DF的数值在每次采样周期完成后更新。具体DF的计算公式如下：假设在测量点有虚拟缓存大小为X,X=

6、接收到的字节数–解码所需的字节数

7、接收到的字节数为实际测量得到；解码所需的字节数通过对媒体流解码分析得到。那么,DF=[最大值(X)–

8、最小值(X)]/媒体流码率媒体流码率单位是：字节/秒。最大值（X）和最小值（X）是在采样周期内所得数值。DF的计算将网络抖动换算为对媒体流解码缓冲的需求。当解码器的缓存保存媒体信息不小于DF数值，解码器不会出现缓存内容耗尽的情形；因此，网络的抖动将不影响视频播放的质量。DF期望值（ExpectedDF）是在理想状态下得到的MDI：DF数值。这个数值等于媒体流在没有拥挤的线路传输。可以看作设备把一个视频封包转移到下一节点或者视频解码器的同时，另外一个视频封包立刻到达缓冲区。DF期望值=IP封包的MPEG内容/媒体流码率假设每个IP封包包括了7个MPEG-2TS封包，每个MPEG-2TS封包为1

9、88字节，则该IP封包包括了1316字节的视频内容。视频流码率为2MbpsCBR。则:DF期望值=1316*8/2,000,000=5.26msIPTV视频传输质量测试-RFC4445MDI(MediaDeliveryIndex)媒体传输质量指标详解3MLR（媒体丢包速率）MLR计算媒体封包在采样周期内的丢失总数：MLR=媒体封包丢失总数/采样周期默认采样周期为1秒。媒体封包在MPEG-2TS封装格式是指有效