网络视频流云监测解决方案

如今,越来越多的视频服务器通过IP网络进行传输,视频服务商不仅利用互联网基础设施来发送视频数据到终端用户,也利用IP网络作为主干网络视频传输方式。随着IP视频传输越趋普遍,视频的处理工作也是越来越倾向于通过软件来进行,因此视频服务商也渐渐地将部分或者全部的视频处理的功能转到云端来进行,从而可以减少对于硬件设备构建及维护的需求。网络视频服务还有一个优点:建立云视频流系统后,输出的视频数据能直接发送到CDN网络从而传输到客户终端。

云视频服务结构

互联网点播服务已存在多年,内容源一般都存储在云端,流媒体服务器能够读取内容从而传输给用户。客户端应用程序通过流媒体服务器下载内容后就可以播放视频。如果是直播视频,视频源通过UDP/RTP等其他其他流媒体传输协议被推送到云端,经过进一步处理之后,再分发到用户。

云视频服务架构图

图一: 云视频服务

源视频被推送到云端后,有可能会被转码并与其他节目数据复用。之后,直播流可能会生成RTMP/HLS/MMS/MPEG DASH等格式以便用于不同的用户端设备上。最后,这些视频流被推送到CDN后,再分发到不同区域的客户终端。

云视频服务监测软件的工作流程

由于很多高质量的的视频服务在云端加工完成并通过网络传输,因此对于网络视频服务者来说,能够将传输服务的质量达到与传统的广播方式例如电缆、有线电视、卫星信号和IPTV的质量相当,是非常重要的。因此,为了实现这一目标,部署一个实时分析和具备监测功能的系统是尤为重要。

密视达IP视频监测探针 (TSM100) 能够满足云端监测的需求。与传统视频监测设备不一样的是,这是一款基于软件的产品,不需要放置专门的硬件设备到云端,可以直接将软件安装到云端的电脑,非常便捷。因此,它可以在任何公共云端进行安装和部署。

为了在任何时间和设备上能够服务客户,网络视频服务商提供多种视频播放协议和多种比特率以便用户能够在不同设备和不同网络带宽环境下都能播放视频节目。传输到云端的视频流协议和用户端的协议也有可能不一致,因此监测工具需要支持多种不同视频流协议:例如UDP, RTP, RTMP, HLS, RTSP 和 MPEG DASH.

密视达TSM100 监测探针也能安装在云端或者云外,尤其是当视频服务分布在不同的地理区域时,监测探针也可以安装在客户的附近位置。探针收集到的数据可以送回到NOC进行另外的分析和人性化的视图展示。

视频流质量分析

密视达TSM100 能够监测被推送的传输流,例如UDP/RTP,也可以获取流媒体服务器上的流数据并且分析下载的流。它能在视频和音频层面及IP传输层进行各种分析。针对UDP/TRP和HLS流, TSM100探针可以对MPEG TS层进行综合分析。TSM100系统支持MPEG-2, AVC, HEVC 视频格式, 也支持一般的音频格式例如MP3, AAC, AAC plus, 和 AC3。TSM100系统能够解码DVB SI 和ATSC PSIP元数据表并检验这些数据是否符合标准。

TSM100探针可以根据DVB测试指南TR101 290进行传输流错误检测并且报告所有的三级错误。系统分析传输流的节目结构,测量PID比特率,进行PCR和缓冲区分析。它还解码关键帧,并检测是否出现黑帧、静帧和音视频丢失。

如果需要监测的流不是MPEG传输流格式例如RTMP, RTSP, MMS流, TSM100 探针可以通过模拟视频播放的客户端,解码所有音视频的关键帧,并进行视频分析,从而找出静帧、黑帧,并计算和监测音频响度值。

除了视频层测试外,系统也可以进行IP和HTTP层面测试。MDI包括IP数据包抖动和丢包率,由UDP/IP流计算而来。针对HLS流, TSM100系统通过比对平均下载时间和媒体时间来监测下载延迟。一条流的质量分数是通过总结所有监测到的错误所得,这个分数可以帮助网络视频运营商了解流整体的质量。

远程访问和错误报警

密视达TSM100 探针可以在没有人工持续监看的情况下在云端持续运行。 测试结果可以通过密视达TSM Web,使用网络浏览器访问的网站界面进行远程查看。该网站界面能够显示通过TSM100探针监测到的所有视频分析结果及缩略图,并收集报警信息。另外,所有监测到的历史错误都会被存储在数据库,并且可以通过 TSM WEB搜索和查看,并生成报告。

TSM100 系统产品安装好之后,也会有一个桌面客户端。这个客户端能够显示详细的实时分析结果和动态图表。只要用户的电脑和TSM探针都在同一局域网内,该用户界面客户端口也可以在远程电脑上运行。一个客户也可以链接多个不同的TSM探针来收集测试结果。另外有一个节目总结窗口,可以让你更直观的查看到多个TSM探针监测到的节目状态,该程序能够在云端的同一窗口实例上运行,也可安装在NOC上来查看多个TSM探针的监测结果。

一旦传输流错误被监测出来,TSM探针会立刻发出报警信息。报警方式有多种:邮件、信息和SNMP,可由用户自己设置。即使视频运营商不在现场,TSM100探针也可以提供7天24小时实时监管。

网络监管结构

为了将网络视频传送到不同区域的观众,视频服务商通常是通过CDN来完成视频分布,这时他们会关注不同区域的视频服务质量。密视达TSM探针能够提供非常合适的多点网络视频监控解决方案。

密视达TSM 探针可以安装在云端也可以安装在云端外的靠近用户端的硬件设备上,测试结果能够通过NOC远程接口查看。除了提供分析数据,密视达TSM探针也能够对输入视频进行转码后以HLS格式生成新的传输流,新的传输流能够在远程NOC中被查看和录制,能够让NOC技术人员直观的看到视频质量。

如果需要在NOC中远程管理TSM探针并播放节目,密视达可以提供TSM WEB网络管理软件和IP视频多画面监测软件。同时, TSM探针也支持SNMP 服务,视频运营商能够使用现有的 SNMP 管理工具来接收SNMP Traps并查询错误信息和机器运行状况。

多点网络视频监测架构图

图二:多点网络视频监测


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