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1、固定視頻指標體系白皮書 Page 1 of 33 固定視頻指標體系白皮書 文檔版本文檔版本 0101 發布日期發布日期 20172017- -0 07 7- -1010 華為華為技術技術有限有限公司公司 固定視頻指標體系白皮書 Page 3 of 33 修訂記錄修訂記錄 版本 日期 描述 作者 V1.0 2017.7.10 介紹固定視頻指標體系的提出背景、設計思路和應用場景 張紅軍/00162471 劉凱/00181247 樊美珍/00402118 曹祥勇/00265606 固定視頻指標體系白皮書 Page 4 of 33 目目 錄錄 目錄 固定視頻指標體系白皮書 . 1 華為技術有限公司.

2、2 目 錄 . 4 1 視頻業務發展趨勢及對網絡帶來的挑戰. 5 2 固定視頻指標體系提出的背景 . 7 3 固定視頻指標體系設計思路 . 9 3.1 固定視頻指標體系的分層架構. 9 3.2 固定視頻建議的重點指標項 . 10 3.3 各層次指標之間的關聯關系 . 11 3.4 實驗室驗證結果及分析 . 12 3.5 面向視頻體驗的承載網絡需求. 20 4 固定視頻指標體系應用場景 . 23 4.1 體驗可視-視頻用戶質差率區域排名 . 23 4.2 體驗可管-質差故障定界定位 . 25 4.3 網絡能力可提升-視頻網絡能力衡量 . 28 5 展望未來 . 31 附錄 A 參考文獻 . 32

3、 附錄 B 縮略語 . 32 固定視頻指標體系白皮書 Page 5 of 33 1 視頻業務發展趨勢及對網絡帶來的挑戰 1.11.1 未來未來 1010 年年將將是是視頻業務發展的視頻業務發展的黃金時代黃金時代 體驗經濟走上社會舞臺，服務產業已經逐步把體驗作為核心競爭力與首要的盈利手段。作為服務產業中的基礎電信服務提供者，運營商關注的視角也正在從網絡經營轉向體驗經營，如何在基礎網絡能力上構筑服務經營的差異化體驗，從中獲取額外的經營價值， 成為當下運營商的關鍵訴求。 而視頻， 是社會信息發展和人類對體驗極致追求的必然選擇， 是信息爆炸時代傳遞信息的主要渠道，是人類感知世界的普遍需求、剛性需求。視

4、頻技術持續創新，視頻從黑白到彩色，從標清到高清、4K，再到 AR/VR/MR 視頻需求還遠遠沒有得到滿足。 1.21.2 視頻已經視頻已經成為成為網絡網絡上的最主要流量，上的最主要流量，視頻用戶視頻用戶體驗成為衡量體驗成為衡量網絡質量網絡質量的最關鍵的最關鍵指標指標 全球 IP 視頻流量：2019 年，每月 134.8EB。20142019 年，IP 視頻流量將增長3倍。到2019 年，消費類 IP 視頻流量將占消費類 IP 流量的 84%，商業 IP 視頻流量將占據商業IP 流量的 63%。 全球互聯網視頻流量：2019 年，每月 105EB。從 20142019 年，互聯網視頻流量將增長4

5、 倍。到 2019 年，消費類互聯網視頻流量將占消費類互聯網流量的 80%，商業互聯網視頻流量將占商業互聯網流量的 65%。 高清和超高清（4K）互聯網視頻流量：2019 年，每月 66EB。20142019 年，復合年增長率為 53%。到 2019 年，高清和超高清互聯網視頻將占互聯網視頻流量的 63%。 從 2014 年到 2019 年，高級互聯網視頻（高清和超高清）將增長 8.5 倍。 全球消費者視頻點播（VOD）流量：到 2019 年，每月 26.8EB。從 2014 到 2019 年，視頻點播流量將增長近 2 倍。 視頻將在運營商網絡中無處不在， 消費者對運營商網絡質量的評價從原來的

6、話音質量好固定視頻指標體系白皮書 Page 6 of 33 壞和上網速率快慢逐步向視頻觀看體驗優劣遷移， 構建以視頻體驗為核心的網絡是運營商提升品牌影響力和市場競爭力，從而取得商業上持續成功的關鍵。 1.31.3 以以體驗為體驗為目標目標，實現高價值，實現高價值建網建網 用戶體驗究竟可以帶來多大程度的溢價呢？一項針對中國在線視頻業務的調研結果表明：78%的視頻用戶關心視頻播放流暢、清晰，即視頻觀看體驗。 來源：iResearch中國移動付費視頻用戶白皮書 然而，用戶通常樂意為高清、4K、VR 體驗買單，但不一定愿意為4M、8M、16M的數字買單。用戶體驗是主觀感受，并不能簡單地用速率來評價，但

7、用戶體驗也一定是可定義、可衡量、可管理的，作為數據時代電信基礎業務的視頻業務， 我們需要定義一個統一的指標體系，來衡量不同網絡、不同終端、不同場景應用下的視頻業務體驗的好壞，并以此來指導網絡規劃和建設。 固定視頻指標體系白皮書 Page 7 of 33 2 固定視頻指標體系提出的背景 2.1 什么是什么是指標體系指標體系 指標體系指的是若干個相互聯系的統計指標所組成的有機體。 指標體系的建立是進行預測或評價網絡以及網絡上承載業務的前提和基礎， 它是將抽象的研究對象按照其本質屬性和特征的某一方面的標識分解成為具有行為化、 可操作化的結構， 并對指標體系中每一構成元素（即指標）賦予相應權重的過程。

8、 2.2 固定視頻固定視頻指標體系指標體系的概念的概念 分析和評價運營商發展固定視頻業務狀況如何， 除了進行定性的描述和分析之外， 更重要的是需要對其進行定量描述和定量分析。所謂的定量分析就是要尋找或建立一個度量標尺，通過這一度量標尺去測量運營商發展固定視頻的狀況。固定視頻指標體系是全維度的，如下圖所示，包括業務體驗、性能表現、資源供給和安全運行。白皮書的重點放在業務體驗和網絡性能表現相關指標，對資源供給和安全運行指標也會加以介紹。 2.3 為什么為什么提出固定視頻指標體系提出固定視頻指標體系 隨著運營商發展視頻業務的深入， 對于視頻發展良好的運營商， 從前期關注視頻業務發固定視頻指標體系白皮

9、書 Page 8 of 33 展到開始關注如何保障客戶使用視頻的體驗， 因此需要有一套衡量固定視頻體驗狀態的指標體系來指導運營商對視頻業務的日常運維，支撐日常部門考核。 當前業界不同的標準組織基于特定層次定義了不同的指標， 但在固定網絡領域， 特別是在視頻業務上, 暫無統一的體系和標準。如下圖所示： 因此本白皮書針對當前業界現狀，參考標準組織已定義的相關指標，以體驗為驅動， 構建不同層次之間的關聯關系， 形成可衡量的視頻指標體系， 同時基于指標體系定義測量方法，實現固定視頻指標的可視、可管、可提升。 固定視頻指標體系白皮書 Page 9 of 33 3 固定視頻指標體系設計思路 本章節的設計思

10、路首先會介紹指標集的分層架構、 建議的重點指標項以及層次之間指標的關聯關系。 然后提供實驗室模擬驗證的結果和分析供參考。 最后介紹了較為典型的視頻良好體驗評判標準，并將其分解到網絡性能。 3.13.1 固定視頻指標體系的分層架構固定視頻指標體系的分層架構 固定視頻指標體系架構 電信網絡上的視頻業務是在傳統的語音、寬帶業務基礎上發展而來的。網絡 KPI 和業務 KQI 是基于電信網絡提供的業務都需要關注的兩個重要內容，視頻業務也不例外。除了這兩個層次以外，基于用戶體驗的 QoE 層對視頻業務也非常重要。 本白皮書將固定視頻指標集劃分為三個層次：用戶體驗 QoE 層、業務質量 KQI層和網絡性能

11、KPI 層， QoE 面向用戶 （Users） ， KQI 面向業務 （Service） ， KPI 面向網絡 （Network） 。白皮書暫時僅涵蓋與觀影體驗強相關的指標項，不包含用戶對播放/搜索等操作的簡易性、內容的喜好、EPG 界面友好程度、套餐豐富度、價格、節目獲取難易程度等方面。應用范圍主要包括運營商采用電視+機頂盒方式自營的 IPTV業務（包括直播、 點播、回看、 時移等）和 OTT TV業務，對于 PC 或移動終端觀看互聯網 OTT 視頻，也可以參考。 固定視頻指標體系白皮書 Page 10 of 33 業務質量 KQI 層涵蓋衡量 IPTV和 OTT 視頻的主要指標項。網絡 K

12、PI 層除了傳統分段的 KPI 指標外，為了更好的衡量網絡對視頻業務質量的支撐，實現端到端的分析、監測、診斷、定位、優化，補充一部分網絡端到端和網元級指標項。 對于網絡指標， 通常都是生成類的客觀指標， 即通過系統可直采到的， 例如端口光功率、帶寬利用率。 對于業務指標，部分是相對客觀指標，如 MDI、流媒體下載速率、EPG 響應時延等；部分引入了主觀因素，如首次緩沖時長，需要定義首次緩沖的起止時間；卡頓時長占比，需要定義卡頓的判斷規則，并與觀看時長求占比。 對于用戶觀影體驗指標，通常是一個擬合類指標，如 vMOS、U-vMOS，是通過多個子指標進行建模后計算得出。 概括來說，越貼近網絡，指標

13、本身越客觀，越貼近體驗，指標逐漸引入主觀因素，因為體驗好與壞本身就帶有一定的主觀性。 同層間或各層次之間的部分指標并非孤立的， 而是存在一定程度的關聯關系。 3.23.2 固定視頻建議的固定視頻建議的重點指標項重點指標項 本章節具體定義衡量固定視頻業務質量的 QoE、 主要KQI 和視頻承載網絡的性能KPI。 QoE 采用業界標準 vMOS 和華為公司推出的 U-vMOS。業務質量 KQI 包含交互質量、觀看質量和視頻源質量指標，以及 MDI。業務質量 KQI 既有可以直接從業務網元（STB探針、EPG、CDN 等）采集的原始參數，也有需要原始信息進行一定統計、計算得到的數據。 承載網（指家庭

14、網關到源服務器間的網絡）KPI 通常需要承載網網元支持原始信息統計或布放硬件探針統計，通過 NMS、NPM（通常采用 SNMP 或 CLI 方式）等管理系統進行采集、匯總的。 通過 QoE、業務質量 KQI 和承載網 KPI 的關聯，不僅能夠較全面的衡量視頻業務影響用戶體驗的關鍵點，而且能夠有效的支撐視頻業務體驗劣化原因定位及體驗提升的優化。 QOE（Users）業務質量KQI（Service） 承載網性能KPI（Network） vMOS U-vMOS 交互質量 sInteraction E2E管道 承載網E2E雙向時延 VOD點播成功率 承載網E2E丟包率 首次緩沖時長 傳輸層 TCP R

15、TT 直播換臺成功率 TCP建連成功率 直播換臺時長 TCP重傳率 固定視頻指標體系白皮書 Page 11 of 33 EPG請求成功率 TCP亂序率 EPG響應時長 RTP丟包率 DNS解析成功率 網元級 鏈路帶寬利用率（IP鏈路通用） DNS解析時長 端口丟包率（IP端口通用） 流媒體下載速率 端口收發光功率（IP光端口通用） 視頻源質量 sQuality QoS隊列丟包率（IP端口隊列通用） 視頻編碼類型 線路側糾前誤碼率（OTN） 視頻碼率 OTU線路板接收信號光功率（OTN） 視頻分辨率 合路輸出光功率（OTN） 視頻幀率 ONU PON口光功率 觀看質量 sView ONU PON

16、端口線路誤碼率 卡頓次數 CDN CDN請求命中率 卡頓時長占比 CDN存儲資源利用率 花屏次數 CDN節點出方向帶寬利用率 花屏時長占比 家庭網絡 家庭網絡丟包率 MDI MDI-MLR 家庭網絡時延 MDI-DF 固定視頻重點指標項 3.33.3 各層次指標之間的關聯關系各層次指標之間的關聯關系 在視頻業務用戶感知（QoE） 、視頻業務質量 KQI、承載網絡 KPI 等不同層面，業界已經有很多研究并發布對應的規范標準， 但當前標準基本都是在特定層次內給出對應的指標和應用建議。 針對各層次之間指標的關聯關系， 當前可以確定的是下層性能表現是上層性能表現達標的“必要條件” 。 基于當前研究，

17、我們暫時也尚未發現不同層次之間的嚴謹定量關系。 為了更好的在實際視頻業務運維中應用相關指標實現業務質量監控、 故障定界分責， 本白皮書給出主要的KQI之間或 KQI 與 KPI 之間的關聯分析。 分類 業務質量 KQI KQI 之間或 KQI 與 KPI 之間的關聯 交互質量 EPG 響應時長 網絡 KPI：承載網雙向時延、家庭網絡時延 VOD 點播成功率 業務 KQI：DNS 解析成功率 固定視頻指標體系白皮書 Page 12 of 33 網絡 KPI：承載網雙向時延、承載網丟包率、TCP 重傳率、流媒體下載速率、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延 首次緩沖時長 業務 KQI：視頻碼率、DNS 解

18、析時長、MDI-MLR 網絡 KPI：承載網雙向時延、承載網丟包率、TCP 重傳率、TCP 亂序率、流媒體下載速率、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延、CDN 請求命中率 直播換臺時長 業務 KQI：視頻碼率、MDI-MLR 網絡 KPI：承載網雙向時延、承載網丟包率、RTP 丟包率、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延 DNS 解析時長 網絡 KPI：承載網雙向時延、家庭網絡時延 觀看質量 卡頓次數 業務 KQI：視頻碼率、MDI-MLR 網絡 KPI：承載網雙向時延、承載網丟包率、TCP 重傳率、TCP 亂序率、流媒體下載速度、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延 卡頓時長占比 業務 KQI：視頻碼率、MDI-

19、MLR 網絡 KPI：承載網雙向時延、承載網丟包率、TCP 重傳率、TCP 亂序率、流媒體下載速度、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延 花屏時長占比 業務 KQI：視頻碼率、視頻幀率、視頻編碼類型、MDI-DF、MDI-MLR 網絡 KPI：承載網丟包率、RTP 丟包率、家庭網絡丟包率、家庭網絡時延 MDI DF 業務 KQI：視頻編碼類型、視頻碼率 網絡 KPI：承載網雙向時延、家庭網絡時延 MLR 業務 KQI：視頻碼率 網絡 KPI：承載網丟包率、RTP 丟包率、TCP 重傳率、TCP亂序率、家庭網絡丟包率 視頻業務KQI之間或KQI與網絡KPI之間的關聯關系表 3.43.4 實驗室驗證結果及

20、分析實驗室驗證結果及分析 為了更直觀的了解不同視頻內容對業務平臺、 承載網絡的要求，我們在實驗室對一部分典型的網絡環境進行模擬，并通過主管感受、客觀指標監控兩個維度衡量業務質量的變化。播放體驗 sView 主要用于評價花屏和卡頓帶來的視頻劣化情況， 能夠較好地反映網絡KPI的影響，sView 5 分表示播放體驗最優，1 分表示最差。驗證情況可以說明必要的網絡能力和良好的性能表現是支撐視頻業務質量的重要因素。 因為測試組網環境、測試時長、機頂盒芯片和播放器能力等差異性，測試結果在具體測量值的基礎上，更主要展示趨勢，不影響我們驗證 KQI 與 KPI 的關聯關系。 固定視頻指標體系白皮書 Page

21、 13 of 33 測試環境： 播放方式 承載協議 承載模式 其他 直播 RTP over UDP 組播 未開啟 FEC、RET 功能 點播 HTTP over TCP 單播 未開啟快速緩沖，CBR 方式編碼 測試采用Anue網絡損傷儀，時延損傷為雙向損傷，丟包損傷是單向下行損傷。 4.1.14.1.1 帶寬能力對業務質量的影響帶寬能力對業務質量的影響 測試條件 網絡瓶頸帶寬為 1Gbps； 視頻源： 分別以直播和VOD 點播方式播放 4K視頻，碼率為 20Mbps 背景流量在 970M 和 990M 區間快速波動、平均 980M，不部署 QoS，測試sView 得分的趨勢 背景流量在 970

22、M 和 990M 區間快速波動、 平均 980M， 部署 QoS， 測試 sView得分的趨勢 測試現象 測試結果分析 背景流量波動導致網絡輕微擁塞時，直播方式和 VOD 點播方式的 KQI 指標變化趨勢不同：直播是較長時間劣化、但程度較輕，VOD 點播是快速劣化到很差，然后可快速恢復 部署 QoS 后，輕微的網絡擁塞不會導致 KQI變差 4.1.24.1.2 網絡丟包網絡丟包率率對業務質量的影響對業務質量的影響 1 1） 直播直播方式方式 測試條件 網絡瓶頸帶寬為 1Gbps；視頻源：直播方式播放 4K 視頻，碼率為 20Mbps。 使用損傷儀模擬時延損傷雙向和為 5ms， 丟包損傷下行分別

23、為 0.001%、 0.01%、0.1%時的 sView 得分的趨勢 0123455305580105130155180205230255280305330355380405430455sView得分(最高5分)時間(s)直播：背景流量波動直播：背景流量波動+QoSVOD點播:背景流量波動VOD點播:背景流量波動+QoS固定視頻指標體系白皮書 Page 14 of 33 使用損傷儀模擬時延損傷雙向和為 10ms，丟包損傷下行分別為 0.001%、0.01%、0.1%時的 sView 得分的趨勢 測試現象 測試結果分析 對于直播業務， 當網絡時延固定， 隨著丟包率的增加， KQI指標會逐步劣化；

24、丟包率越大，KQI 指標劣化就越厲害、持續時間越長、恢復越慢 網絡時延為 5ms 和 10ms 時，KQI指標隨丟包率的增加的變化趨勢相似 2 2） VODVOD點播點播方式方式 測試條件 網絡瓶頸帶寬為1Gbps； 視頻源： VOD點播方式播放4K視頻， 碼率為20Mbps。 使用損傷儀模擬時延損傷雙向和為 5ms， 丟包損傷下行分別為 0.001%、 0.01%、00.511.522.533.544.55525456585105125145165185205225245265285305325sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延5ms時延+0.001%丟包5ms時延+0.01%丟

25、包5ms時延+0.1%丟包00.511.522.533.544.555203550658095110125140155170185200215230245260275290sView分數(最高5分)時間(s)10ms時延10ms時延+0.001%丟包10ms時延+0.01%丟包10ms時延+0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 15 of 33 0.1%時的 sView 得分的趨勢 使用損傷儀模擬時延損傷雙向和為 10ms，丟包損傷下行分別為 0.001%、0.01%、0.1%時的 sView 得分的趨勢 測試現象 測試結果分析 對于 VOD 點播業務，當網絡時延固定為 5ms 時，隨

26、著丟包率的增加，KQI指標無明顯劣化趨勢； 時延為10ms時， 當丟包率為0.1%時出現短時嚴重劣化，但可快速恢復。 4.1.34.1.3 網絡時延網絡時延對業務質量的影響對業務質量的影響 1 1） 直播直播方式方式 00.511.522.533.544.55525456585105125145165185205225245265285305325sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延5ms時延+0.001%丟包5ms時延+0.01%丟包5ms時延+0.1%丟包00.511.522.533.544.55520355065809511012514015517018520021523024

27、5260275290305sView分數(最高5分)時間(s)10ms時延10ms時延+0.001%丟包10ms時延+0.01%丟包10ms時延+0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 16 of 33 測試條件 網絡瓶頸帶寬為 1Gbps；視頻源：直播方式播放 4K 視頻，碼率為 20Mbps。 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為0.01%， 時延損傷雙向和分別為5ms、 10ms、35ms、50ms 時的 sView 得分的趨勢 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為 0.1%， 時延損傷雙向和分別為 5ms、 10ms、15ms 時的 sView 得分的趨勢 測試現象 測試結果分析 對于直播業務，

28、當網絡丟包率固定時，隨著時延的增加，KQI 指標劣化的趨勢、頻度和程度類似； 丟包率為 0.1%時， 隨著時延的增加， KQI 指標劣化的程度、 持續時間都比0.01%丟包率時更嚴重 2 2） VODVOD點播點播方式方式（20M20Mbpsbps碼率碼率） 測試條件 網絡瓶頸帶寬為1Gbps； 視頻源： VOD點播方式播放4K視頻， 碼率為20Mbps。 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為0.01%， 時延損傷雙向和分別為5ms、 10ms、35ms、50ms 時的 sView 得分的趨勢 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為 0.1%， 時延損傷雙向和分別為 5ms、 10ms、15ms 時的 sVie

29、w 得分的趨勢 測試現象 22.533.544.555203550658095110125140155170185200215230245260275290sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.01%丟包10ms時延+0.01%丟包35ms時延+0.01%丟包50ms時延+0.01%丟包234554585125165205245285325365405445485525565605645685725765805sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.1%丟包10ms時延+0.1%丟包15ms時延+0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 17 of 33 測試結果

30、分析 對于 VOD 點播業務，當網絡丟包率固定時，隨著時延增加到一定程度后 KQI出現短暫劣化。 丟包率為 0.01%時，時延達到 50ms 時有偶爾的劣化，5-35ms 時沒有明顯劣化。 丟包率為 0.1%時， 時延為5ms時無明顯劣化， 10ms 以上時會有頻繁的劣化，程度較大、頻度較高，但可快速恢復。 3 3） VODVOD點播點播方式方式（4 40M0Mbpsbps碼率碼率） 測試條件 網絡瓶頸帶寬為 1Gbps； 視頻源： VOD 點播方式播放 4K 視頻， 碼率為 40Mbps 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為0.01%， 時延損傷雙向和分別為5ms、 10ms、012345520 3

31、5 50 65 80 95 110125140155170185200215230sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.01%丟包10ms時延+0.01%丟包35ms時延+0.01%丟包50ms時延+0.01%丟包0123455203550658095110125140155170185200215230245260275290305sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.1%丟包10ms時延+0.1%丟包15ms時延+0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 18 of 33 35ms、50ms 時的 sView 得分的趨勢 使用損傷儀模擬丟包損傷下行 為0.1

32、%， 時延損傷雙向和分別為5ms、 10ms、15ms 時的 sView 得分的趨勢 測試現象 測試結果分析 對于 VOD 點播業務，當網絡丟包率固定時，隨著時延的增加，KQI指標劣化頻度提高，且劣化持續時間增加。 丟包率為 0.01%時，時延達到 35ms 時出現偶爾的劣化，5-10ms 時沒有明顯劣化。 丟包率為 0.1%時，時延為 5ms 開始就出現了頻繁劣化，程度較大、頻度較高，但可快速恢復。 0123455152535455565758595105115125135145155165175185195205sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.01%丟包10ms時延+0

33、.01%丟包35ms時延+0.01%丟包50ms時延+0.01%丟包0123455152535455565758595105115125135145155165175185195205215sView分數(最高5分)時間(s)5ms時延+0.1%丟包10ms時延+0.1%丟包15ms時延+0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 19 of 33 高碼率 VOD 點播業務，對時延的增大更為敏感。 4.1.44.1.4 不同碼率視頻對承載能力的容忍度不同碼率視頻對承載能力的容忍度 測試條件 網絡瓶頸帶寬為 1Gbps； 視頻源： VOD 點播方式播放 4K 視頻， 碼率為 20M、40Mbp

34、s。 使用損傷儀模擬時延損傷雙向和分別為 5ms/10ms，丟包損傷下行 分別為0.001%、0.01%、0.1%時的 sView 得分的趨勢。 使用損傷儀模擬丟包損傷下行為 0.01%， 時延損傷雙向和 分別為 35ms/50ms時的 sView 得分的趨勢。 測試現象 測試結果分析 0123455203550658095110125140155170185200215230245260sView得分(最高5分)時間(s)5ms時延20M碼率0.001%丟包20M碼率0.01%丟包20M碼率0.1%丟包40M碼率0.001%丟包40M碼率0.01%丟包40M碼率0.1%丟包012345520

35、3550658095110125140155170185200215230245260sView得分(最高5分)時間(s)10ms時延20M碼率0.001%丟包20M碼率0.01%丟包20M碼率0.1%丟包40M碼率0.001%丟包40M碼率0.01%丟包40M碼率0.1%丟包固定視頻指標體系白皮書 Page 20 of 33 對于 VOD 點播業務， 時延為 5ms 時， 丟包率增大到0.1%后， 40M 碼率的 KPI受到的影響比 20M 碼率更大。 時延為 10ms 時，丟包率增大到 0.1%后，40M 比 20M 碼率 KPI 劣化的頻度更高、恢復更慢。 碼率越高，時延和丟包率的增大對

36、 KQI 影響都較為明顯 4.1.54.1.5 實驗室測試實驗室測試分析分析結論結論 背景流量疊加測試背景流量疊加測試（帶寬（帶寬） 1）帶寬是影響用戶視頻體驗的關鍵因素； 2）在網絡擁塞場景下，部署針對視頻業務的 QoS 可以提升用戶視頻體驗。 3）在網絡擁塞場景下，相同碼率的直播方式比 VOD 點播方式的視頻體驗要好； 4）在網絡擁塞場景下，視頻碼率越大，VOD 點播業務的 KPI指標劣化越嚴重。 損傷儀加擾測試損傷儀加擾測試（時延（時延、丟包丟包） 1） 對于直播業務， 時延增加對 KQI 影響并不明顯， 網絡丟包率對KQI 指標影響更大； 2）對于 VOD 點播業務，隨著時延增大 KQ

37、I 會產生短期劣化，網絡丟包率對 KQI 指標的影響更大。低時延可以抵消部分網絡丟包率的影響； 3）視頻源碼率越大，對網絡 KPI 的要求越嚴苛、感知越敏感。 3.53.5 面向視頻面向視頻體驗的體驗的承載承載網絡需求網絡需求 視頻業務特點是高帶寬、 高并發、 高突發、 高感知、 低時延， 其體驗是 “云” ，“管” ，“端”E2E 共同作用的結果。在片源質量確定的情況下，結合交互質量和觀看質量目標，可分解出滿足體驗的 TCP/UDP 通量要求和典型網絡KPI 參數集。 基于業界和華為公司 iLab 實驗室的一些研究，對于直播和點播，我們定義了一個較為典型的良好體驗評判標準，并以 TCP 吞吐

38、量公式和測試數據為基礎，將其分解到網絡性能。 固定視頻指標體系白皮書 Page 21 of 33 下表是基于高清/4K 片源質量，按照良好體驗評判標準分解的網絡 KPI 目標（包括用戶帶寬、E2E 時延、丟包率） 。以運營級 4K 為例，要求用戶 E2E 帶寬40Mbps，RTT20ms，PLR5.0E-5。 業務業務類型類型 FHD 入入門級門級 4K 運營級運營級 4K 編碼類型 H.264 H.265 H.265 分辨率 1920*1080 3840*2160 3840*2160 幀率 25P/30P 25P/30P 50P/60P 直播（CBR/UDP 組播） 碼率范圍 810Mbps

39、 2530Mbps 2535Mbps 碼率參考值 10Mbps 28Mbps 30Mbps 網絡 KPI要求（組播復制點到 STB） 用戶帶寬 10Mbps 28Mbps 40Mbps 時延 12Mbps 24Mbps 38Mbps 時延 60ms 20ms 40ms 60ms 20ms 40ms 60ms 丟包率 2.0E-4 6.6E-5 4.0E-5 2.0E-5 5.0E-5 2.0E-5 1.0E-5 來源：華為 iLAB 4K Ready 網絡承載 KPI 模型分析 前面介紹了面向體驗所分解的網絡 KPI 目標，對于每一種固定承載網絡，城域網和骨干網架構是類似的，變化最多的地方在于

40、接入網絡。對于不同的接入網絡，時延、丟包率和帶寬總是在一個范圍內變化。 固定視頻指標體系白皮書 Page 22 of 33 接入接入 RTT PLR 每用戶帶寬每用戶帶寬 VDSL2 1020ms 10-4-5 50Mbps1000m Vectoring 1020ms 10-4-5 50120Mbps800m Super Vector 1020ms 10-4-5 100300Mbps300500m G.Fast 26ms 10-4-5 200M1.2Gbps100500m FTTH 23ms 4*10-7 20M1Gbps (常見規劃) 城域城域/骨干骨干 RTT PLR 帶寬帶寬 SDH 5

41、0120us/跳 0/跳（無擁塞） 無擁塞 WDM 25us/跳 0/跳（無擁塞） 無擁塞 Router 3050us/跳(無擁塞) 0/跳（無擁塞） 無擁塞 Switch 5us/跳 0/跳（無擁塞） 無擁塞 Fiber 5us/km 4*10-7 無擁塞 典型的固定承載網絡 KPI 值 對于一張典型的視頻承載網絡，城域網由 1 臺 Switch + 2 臺 Router + 200km Fiber 構成，RTT 時延通常小于 10ms，對于跨城域或層級較多的網絡，可能達到 30ms。對于接入網，銅線技術影響視頻業務的關鍵是帶寬， 影響帶寬的關鍵因素主要有采用的銅線技術、 最終用戶的距離、線

42、路質量造成的丟包、時延等。FTTx接入通常在 KPI 上可以滿足視頻業務，主要因素是光纖接入技術和分光比。 基于時延、丟包率和帶寬綜合考慮，FTTH、G.FAST 接入網在帶寬滿足的情況下可以支持運營級 4K。對于 Super Vector、Vectoring、VDSL2，疊加家庭與城域網時延后存在吞吐量不足的可能，需要進行合理的網絡規劃和線路質量優化。 固定視頻指標體系白皮書 Page 23 of 33 4 固定視頻指標體系應用場景 固網的生成類指標是客觀存在的，且數量相對比較固定，通過對生成類指標進行帶有一定主觀因素的公式擬合，形成評價業務體驗的擬合類指標。 另外，由于固網的成網屬性，運營

43、類指標較為豐富，通過引入閾值的判斷，定義統計方式，對單會話、單用戶、單網元指標進行規整。對運營類指標進行建模組合，可以實現建立標尺，優化建網與運維規范的目標。 下面從對視頻業務體驗的可視、可管與可提升三個場景介紹指標體系的應用。 4.14.1 體驗可視體驗可視- -視頻視頻用戶用戶質差率區域質差率區域排名排名 一、一、 視頻用戶視頻用戶質差率質差率（IPTV） 以實時的 U-vMOS 作為用戶觀看視頻時的體驗評價依據， 設計出視頻用戶質差率這一運營指標，支撐運營商準實時掌握各個區域的視頻用戶體驗狀態，通過區域間的排名， 促使各個區域從用戶體驗出發進行網絡改進。 生成/擬合類指標 運營類指標 定

44、制化因素 U-vMOS 視頻用戶質差率 視頻質差U-vMOS閾值、采樣周期、質差用戶定義、質差率統計周期 指標獲取指標獲取 機頂盒探針每秒鐘計算一次用戶當前觀看視頻的 U-vMOS，并以 N 分鐘為周期向 SQM上報一次 U-vMOS，包括 N 分鐘內 N*60 個 U-vMOS 的直方圖。 建模建模 單用戶 N 分鐘時間內質差時長 = N 分鐘時間內 U-vMOS 質差 U-vMOS 閾值的時間 單用戶 N 分鐘時間內可用率 = 1 (N 分鐘時間內的質差時長/XX 分鐘時間內的播放時長） 固定視頻指標體系白皮書 Page 24 of 33 M分鐘時間內的視頻用戶質差率 = 單用戶M分鐘時間

45、內可用率 可用率閾值的IPTV賬號數 / IPTV賬號總數 閾值設定： 視頻質差U-vMOS閾值：小于2.5分 機頂盒采樣周期：N=5分鐘 區域質差率統計周期：M=5分鐘/24小時 質差用戶可用率閾值：可用率小于95% 二、二、 卡頓卡頓時長占比時長占比達標率達標率（OTT） 對于采用OTT方式運營視頻，視頻業務采用單播方式承載，用戶的卡頓時長占比是衡量體驗的重要指標。 生成/擬合類指標 運營類指標 定制化因素 卡頓時長 卡頓時長占比達標率 達標閾值，達標率統計周期 指標獲取指標獲取 機頂盒探針每秒鐘計算一次用戶當前觀看視頻的卡頓時長與觀看時間，并以N分鐘為周期向SQM上報。 建模建模 單用戶

46、 N 分鐘時間內卡頓時長占比= N 分鐘時間內卡頓總時長 / 播放總時長 M 分鐘時間內的卡頓時長占比達標率 = 單用戶 M 分鐘時間內卡頓時長占比 1%的視頻賬號數 / 視頻賬號總數 閾值設定： 卡頓時長占比達標閾值：小于1% 1）無故障：0%； 2）偶爾故障：0%1%； 3）較多故障：1%2%； 4）嚴重故障：大于2% 機頂盒采樣周期：N=5分鐘 區域質差率統計周期：M=1小時/24小時 應用與應用與呈現呈現 區域質差率：24 小時質差用戶總數 / 24 小時觀看了視頻的 IPTV賬號總數 OLT 質差用戶率：OLT 下掛質差用戶總數 / OLT 下掛觀看了視頻的 IPTV賬號總數 固定視

47、頻指標體系白皮書 Page 25 of 33 區域質差率與OLT質差率呈現 4.24.2 體驗可管體驗可管- -質差故障質差故障定界定界定位定位 視頻業務端到端鏈條通常比較長，對運維能力的要求更為苛刻。根據第 3 章的分析，就承載網而言，用戶的視頻體驗與網絡的 KPI（時延、丟包、帶寬）密切相關。根據規劃與運維經驗，將網絡KPI 映射到網元或端口的指標，包括不限于光功率、誤碼率、隊列丟包率、帶寬利用率、分光比等可直觀測量的指標。 通過視頻用戶質差率的變化， 結合網絡的KPI變化，快速定界或識別故障因素，提前消除網絡隱患。 生成/擬合類指標 運營類指標 定制化因素 U-vMOS 視頻用戶質差率

48、視頻質差U-vMOS閾值、采樣周期、質差用戶定義、質差統計周期 光功率 端口收發光功率 統計范圍（使用中的OLT上聯端口，交換機以太端口，傳輸設備以太端口，路由器以太端口） 、光功率達標閾值、統計周期 ONU PON口光功率 統計范圍（ONU PON口接收OLT的光功率） 、光功率達標閾值、統計周期 OTU線路板接收信號光功率 統計范圍（OCh的線路側OTU單板） 、光功率達標閾值、統計周期 合路輸出光功率 統計范圍（光放單板） 、根據合波數和系統規格下的標稱輸出光功率、統計周期 誤碼率 ONU PON端口線路誤碼率 統計范圍（ONU PON口與OLT PON口間的雙方向線路誤碼） 、線路誤碼

49、類型、統計周期 線路側糾前誤碼率 統計范圍（OTU單板線路側端口） 、糾前誤碼率達標閾值、統計周固定視頻指標體系白皮書 Page 26 of 33 期 端口丟包率 統計范圍（以太端口入方向CRC、 Symbol等） 、丟包率達標閾值、 統計周期 QOS隊列丟包率 QoS隊列丟包率 統計范圍（部署端口QOS的以太端口） 、不同碼率對丟包率要求的模型、統計周期 流入流出帶寬利用率 CDN節點出方向帶寬利用率 統計范圍（末級CDN網絡（業務平臺組網交換機）到承載網出方向的帶寬利用率） 、統計維度（忙時均值、峰值、均值） 、帶寬利用率達標閾值、統計周期 鏈路帶寬利用率 統計范圍（使用中的OLT上聯端口

50、，交換機以太端口，傳輸設備以太端口，路由器以太端口的帶寬利用率） 、統計維度（忙時均值、峰值、均值） 、帶寬利用率達標閾值、統計周期 指標獲取指標獲取 機頂盒探針每秒鐘計算一次用戶當前觀看視頻的 U-vMOS，并以 N 分鐘為周期向 SQM上報。 網管或 NPM 系統每個采集周期采集，通常周期是分鐘級：以太端口收發光功率、ONU收光功率弱光、PON 端口線路誤碼、端口 QOS 隊列丟包率、以太端口帶寬利用率。 網管系統定期采集， 通常周期是小時級： OTN 合路輸出光功率、 端口線路側糾前誤碼率。 建模建模 當發生區域群體質差時，通過業務路徑還原，與網絡 KPI 性能的劣化進行匹配，發現質差因