Клиенты приходят к оператору IPTV, когда могут получить от него нужный контент по доступной цене и в хорошем качестве. Клиенты быстро теряют лояльность, когда контент беднеет или не развивается, цены перестают быть заманчивыми, а качество ухудшается. А что такое хорошее качество и плохое? Когда мы смотрим новости, и диктор начинает дёргаться, как от нервного тика, заикаться или разваливаться на «квадратики», качество телепередачи вряд ли покажется нам хорошим. Вопрос о единицах измерения качественных показателей IPTV и их контроле актуален для российских операторов, и к его решению существует несколько подходов. Попробуем в них разобраться.
Соглашение об уровне предоставляемых сервисов в IP сети (SLA) обычно выражается в определённых параметрах – Quality of Service, QoS. Это может быть полоса пропускания в мегабитах в секунду, временные задержки в миллисекундах, количество ошибочных, потерянных пакетов. Когда по сети в режиме реального времени передаётся аудио или видео, удобнее оперировать понятием «качества, исходя из опыта» – Quality of Experience, QoE. Это метод субъективный, свою оценку высказывают эксперты – в нашем случае, телезрители. QoE отражает степень удовлетворённости пользователей, их настроение. Вся проблема заключается в том, что об испортившемся настроении пользователей оператор обычно узнаёт слишком поздно – в лучшем случае, из гневных звонков в службу поддержки, а в худшем – по тому, как тает абонентская база, когда клиенты «голосуют ногами». QoE должно быть выражено в конкретных численных величинах и подвергаться постоянным измерениям.
Как измерять?
Можно выделись два основных подхода к измерениям QoE. Один из них предполагает, что если всё в порядке в сети, то всё будет хорошо и на телеэкране. Самый распространённый показатель – Media Delivery Index, MDI – включает в себя данные о потерянных и ошибочных пакетах, джиттере и задержках. Оценке подвергаются значения, полученные в произвольный короткий промежуток времени.
DF (Delay Factor) и MLR (Media Loss Rate) – ключевые параметры сети передачи, к которым чувствителен трафик реального времени. Потеря IP пакета, как правило, приводит к заметным искажениям на экране (например, провоцирует замирание кадра, ухудшает разрешение). 0,5% потерянных пакетов, скорее всего, уже будут различимы глазом, если же потери достигнут 5%, динамичные сцены будут настолько повреждены, что просмотр передачи придётся прекратить. Кроме того, потерянный пакет способен существенно увеличить время переключения канала. Вычисления MDI могут проводиться в режиме реального времени средствами протокола RTP (Real Time Protocol). Он предоставляет функциональность, позволяющую измерять джиттер и потери пакетов в заданные промежутки времени. Достоинства MDI – это относительная простота реализации, масштабируемость, независимость от методов кодирования трафика. Недостатки – непрямая зависимость индекса от фактического состояния «картинки» у клиента, исключение из поля зрения искажений, вносимых вне сети передачи (например, при кодировании, компрессии видеопотока).
Итак, MDI контролирует состояние сети, по которой видео доставляется к пользователю.
Второй подход к измерениям основан непосредственно на оценке качества видео. Разрабатываемая несколькими лабораториями в последнее десятилетие методика Moving Picture Quality Metric (MPQM) и её практическая реализация V-Factor представляют собой механизм по обнаружению таких искажений, которые заметны зрителю – «рассыпание» изображения, замирание, нарушение цветности, наличие «артефактов» и тому подобных. На вход алгоритма MPQM подаётся исходная последовательность кадров, взятая в начальной точке измерений, и её искажённый вариант, дошедший до абонента. Эти последовательности раскладываются по цветовым каналам, проходят через 17 пространственных и 2 временных фильтра, оцениваются по 34 параметрам, важным для зрительного восприятия, анализируется их контрастность и «размытость». В итоге, на выходе формируется результат по пятибалльной шкале, по образцу классического для телефонии MOS (Mean Opinion Score) – от 5 (очень хорошо) до 1 (очень плохо). Как недостаток этого метода можно отметить его достаточно большую ресурсоёмкость. Преимущества же очевидны: ориентированность на восприятие человеком, возможность контроля на любом этапе – от формирования сигнала до его доставки, информация о фактическом состоянии видео.
Таким образом, MPQM контролирует параметры видеопотока, причём именно с точки зрения пользователя.
Когда и где измерять?
Начинаются измерения на этапе тестирования. Опытным путём находятся слабые места, проводится подготовка к вводу IPTV в эксплуатацию с приемлемыми качественными параметрами. Важным моментом являются измерения со стороны абонента при его подключении. Монтажник тестирует параметры линии, тем самым выясняя, не будет ли являться причиной деградации «последняя миля», измерения на которой впоследствии вряд ли будут проводиться без поступления жалоб со стороны клиента.
Предположим, что наш клиент пользуется услугой уже год и в течение 11 месяцев вполне удовлетворён качеством. А в последний месяц ситуация меняется в худшую сторону. Скорее всего, его результирующая оценка QoE по итогам года будет невысока. Ещё одно предположение: мы проводим измерения качественных параметров раз в час в течение минуты и получаем положительные результаты, а в оставшиеся 59 минут услуга оказывается недоступной. Напрашивается вывод, что контроль качества должен быть постоянным, проводиться в режиме 24/7 365 дней в году. Для MDI – средствами RDP, или для MPQM ─ с помощью аппаратных агентов, это вполне реализуемо, но, в особенности во втором случае, достаточно дорого.
Удары по качественным показателям могут происходить на любом звене цепи формирования и доставки видео. Часто сеть передачи данных действительно является самым слабым звеном, но заведомо плохо сформированный и сжатый видеоматериал нанесёт не меньший вред QoE.
Мониторинг
Сегодня в России наиболее распространены решения, контролирующие MDI. На различных участках транспортной сети собираются описанные в методике MDI параметры; портативные измерительные приборы могут быть временно установлены даже у абонента. Полученные данные помогают локализовать проблемный участок.
На практике пока редко используются «серьёзные» аппаратно-программные комплексы, контролирующие всю цепочку IPTV – от контент-провайдера через транспортную сеть и последнюю милю к Set-top-Box и телеэкрану.Стандартным подходом к тестированию при внедрении и эксплуатации IPTV у многих операторов стала элементарная отправка пакетов определённой длинны. При прохождении этих пакетов по сети обращают внимание на значения составляющих MDI параметров (всё те же Delay Factor, Media Loss Rate). Если пакеты пробежали по тестируемому участку без потерь – сеть считается пригодной для предоставления услуги. К сожалению, такой упрощённый метод вряд ли можно считать достаточным.
Переход к углублённому тестированию подразумевает использование отдельных приборов, обладающих функциональностью эмулирования разнородного трафика, поддерживающих широковещательные услуги, анализ MDI и даже MPQM.
Можно предположить, что в дальнейшем более широкое практическое применение найдут решения, основанные на методике MPQM, контроль качества сместится в сторону абонентских устройств. Например, уже сейчас существуют программные компоненты, интегрированные в Set-top-Box, способные вести непрерывный контроль по алгоритмам V-Factor. Они могут быть активированы с разрешения абонента, владеющего устройством.
Нельзя забывать, что IPTV, как правило, не является единственной услугой оператора, а представляет собой часть комплекта TriplePlay, наряду с IP телефонией и широкополосным доступом в Интернет. В «домашней» сети самой распространённой причиной потерь являются соседние с IPTV потоки – закачка файлов, игровой трафик и так далее. Соответственно, подход к контролю качества должен быть комплексным. В единую систему мониторинга и хранения статистики измерений стекается информация о состоянии сети, отображается в виде сервисно-ресурсной модели. Когда возникает опасная ситуация, связанная с деградацией услуг, анализ полученной информации должен помочь разобраться в том, что стало причиной проблемы. Например, массовое переключение пользователями канала после окончания телепередачи или лавина звонков с поздравлениями в праздничный день по IP телефону. А может быть, авария произошла у контент-провайдера.
Такая система мониторинга должна помогать в выявлении слабых мест, не допускать повторения аварийных ситуаций, способствовать планированию развития сети и внедрению новых услуг, поддерживая QoE на высоком уровне.
