本意是統計在網絡損傷下,視頻編碼的I/B/P幀分別的接收和丟失情況。同樣由于TCP的重傳機制,視頻編碼的I/B/P幀都是100%傳送,不會丟失,統計失去意義。
小結
傳統的視頻質量分析是基于有損傳輸的,MOS等指標本意是進行初步的綜合的視頻質量指示,以便做服務質量對比,再進一步做深入的指標分析,例如分析媒體流損傷情況、網絡層丟包、抖動、延時等問題,最終找到影響用戶體驗的原因,并予以解決。
但由于HTTP ABR的特殊性,不存在圖像損傷,網絡丟包、抖動、延時等網絡問題都無法影響到MOS指標,而HTTP ABR業務中,由于網絡損傷而真正影響用戶體驗的主要問題,緩沖等待時間、等待次數、視頻碼率降低等都無法反應出來。
那么HTTP ABR業務需要怎樣的視頻質量測量體系呢?
三、需要怎樣的指標體系來測量HTTP ABR業務?
HTTP ABR視頻傳輸質量測量體系分為三個層面,Spirent測試方案對應給出了測試的方法和指標:
用戶感知層面
Adaptive Streaming Score
Spirent提供了一個綜合評估用戶體驗的,專門針對HTTP ABR設計的指標Adaptive Streaming (AS) score。AS score指示了有多少比例的用戶收到最高速率的碼流,并持續播放。AS score的范圍是0-100,極端情況下“0” 表示所有用戶都在最低碼率下, “100”表示所有用戶都在服務器能提供的最高碼率下。
該指標綜合指示了用戶實際感知:碼率包含了分辨率、幀率、色階、清晰度等圖像細節信息,而持續播放與否也反應了網絡和服務器原因導致的延遲、丟包、抖動等傳輸情況。AS反應了用戶在HTTP ABR業務中的 QoE。該指標便于測試者作為測試分析的入口。也便于將不同的測試結果進行對比。
在下圖的例子中,視頻被編碼成多個碼率,最低碼率是64K,最高碼率的1.5M。一開始用戶都集中在64K最低碼率,隨時間推移有更多用戶從低碼率跳到了高碼率的視頻,在播放一分鐘后,所有用戶都在使用1.5Mbps的碼率視頻,對應的Adaptive Streaming Score也從0一直上升到了100。
圖3、Adaptive Streaming Score
媒體服務層面
Adaptive Streaming Buffering Wait Times
在線的HTTP ABR媒體流Buffer等待時間,Buffer等待時間是指在這個時間內視頻處于圖像靜止的Loading狀態。
Adaptive Streaming Avg. Fragment Response & Download Time
媒體文件片段平均響應時間(從發出GET到收到第一個數據字節)和下載時間(收到第一個字節數據到最后一個字節數據),統計顯示兩個時間之和,并檢查該文件片段是屬于哪個視頻碼率段的,對該碼率段的所有響應和下載時間取均值。該指標是指示在某個碼率段中文件片段的響應和下載時間。
Adaptive Streaming Active Video Channels
實時顯示在線的HTTP ABR媒體流在各個碼率段分布情況
圖4、HTTP ABR媒體流的碼率分布
Fragment Run Statistic
Abort Fragment Request下載文件片段中斷次數
Buffer Underrun Fragment用戶等待視頻下載才能播放的次數,除了用戶剛發起新的視頻請求播放的之外,在播放過程中該指標在網絡理想情況下應為0,出現額外的Underrun則表示有卡頓。
Pre-Cached Fragment 預下載的文件片段數量
Bitrate Shift
碼率向上升速的次數Total Upshifts、碼率向下降速的次數Total Downshifts、碼率維持不變的次數Total Rate Maintaining
其他統計計數
Sessions、Channels、Http Requests、Manifest Requests、Fragment Requests的計數統計
網絡層面
網絡流量、TCP連接統計、TCP SYN/ACK時間統計、Round Trip時間統計、TCP重傳超時統計、TCP收到第一個數據包的時間統計、估算服務器響應時間統計、TCP Checksum fail、Bad header length、Bad data length、Duplicate、Out of sequence、Timeout統計等等網絡參數,以分析網絡層面的抖動、時延、丟包、錯包等各種問題。
ABR Scores測量體系正在成為IETF標準
Spirent針對HTTP ABR業務所設計的整套ABR測量指標體系是業界領先的測量體系,已成為該業務測量的新標桿,并已提交IETF即將成為IETF標準。
注1:Spirent是The Internet Engineering Task Force (IETF 互聯網工程組)的重要成員,先后制定過很多如RFC 2544等測量領域重要的標準文檔。
ITU等標準組織現有的測量標準主要針對的是有損傳輸的應用場景,目前還沒有針對HTTP ABR這種OTT Internet業務的已發布標準。
附錄A:HTTP ABR傳輸機制說明
圖8、HTTP ABR視頻分發機制
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