超越現有電視服務品質 QoE為IPTV致勝關鍵

2007-08-13
IPTV由於具備高互動性與隨選的優勢,因此被電信業視為未來極具潛力的應用服務。然而,IPTV需要極高的頻寬、訊號品質與低封包遺失率,能否跨過上述門檻,將是IPTV起飛的關鍵。
在網路電視(IPTV)問世之前,提供電信網路上的視訊服務並非首見,舉例來說,90年代中期就有許多電信公司實驗性質的推出電視與隨選視訊(VOD)服務,但只有少數進展到全面的寬頻部署。  

會讓電信公司投入此種視訊服務的原因,是因為他們發現自身處於日益複雜的市場中,這帶來了極大的壓力,促使他們尋求善用其技術基礎架構的方式,以支援新的業務成長範疇。電信公司面臨的挑戰包括:

語音飽和
  這限制未來的成長機會。如西歐的行動市場已達到超過80%的滲透率,讓市場成長變得更加艱困。
下滑的收益
  語音與資料服務的平均用戶貢獻度(ARPU)持續下滑。
重要客戶流失
  客戶流動率持續居高不下,爭取新客戶的成本不斷上升,增加了新的挑戰。
政府解除管制
  開放的市場讓其他競爭者受惠於現有電信公司的基礎架構,而毋須負擔提供和維持服務的所有相關成本。
激烈的競爭環境
  非傳統的供應商正使得競爭白熱化,例如,行動虛擬網路(MVNO)與有線業者。
而這些壓力與挑戰自然促使電信業者不斷催生新技術,希望能一舉超越競爭對手,在市場占有率與利潤營收上拔得頭籌。  

產業具備成功的技術要素  

如前文所述,隨著日益增加的客戶需求,得以支援網路應用中新興高頻寬服務的技術需求,也已落實。  

像是MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC和VC-1等視訊壓縮技術,都得以運用現有銅軸纜線的最後一哩技術,提供視訊服務。而快速的傳輸與存取技術,如FTTx、xDSL進展,也促成了提供給家庭與視訊服務內容供應商的寬頻服務。另外,現行的數位版權管理(DRM)技術,被證明具有防制盜版的效果,也大大鼓勵了內容供應商同意數位內容的發布傳輸。  

上述技術的進展,都驅動了邁向新一代網路的轉換與投資。以滿足過去無法提供資料、語音、視訊、音訊與互動性需求的資訊娛樂服務等。值得一提的是,在這些服務中,視訊尤其被視為是主要的特色,更激發了對於IPTV與三合一服務(Triple Play)的極大興趣。寬頻使用者也被教育成,希望能控制收看內容的時間、地點與方式,讓具備雙向特性得以達到此一功能的IP網路更加當紅。  

特別是在美國,電信公司所面對的現實是,供應這些服務已被視為是長期生存策略的關鍵要素,因而對三合一服務的投入自然不會稍歇。在美國之外,這些服務則被視為是未來的主要利潤所在。  

部署階段導致測試需求差異  

不過,要談IPTV的部署,仍應考慮連續性。這可從設計、製作到完全部署來說明,各階段都有不同的測試目標和需求,而為了以具成本效益的方式,有效率地完成各階段的演進,對於測試與選擇正確測試設備的需求,更是重要。  

從設計端來說,須要針對標準相容性以及視訊與網路基礎架構設備的互通性,進行深度的測試。  

至於在製造層面,則需要一致、快速、可重複性的功能性測試及結果紀錄,讓成品問世時程與品質都符合需求。  

而在早期部署與試驗方面,須要提供快速故障辨識,以及診斷IP、視訊和語音錯誤的工具。這方面需要同級最佳的點監控與分析解決方案,可檢視如用戶資料等內容、控制訊息等設定,以及實體層的診斷。  

全面部署與持續系統管理的重點將從監控與測試部分網路,轉移到整個網路,除了全天候二十四小時即時監控之外,更可往全球延伸。也因為整個網路的監控不會放心交由小型利基廠商進行,因而最頂尖的系統供應商將是首選。  

提供IPTV服務的挑戰  

透過IP網路提供穩定的廣播視訊,帶給服務供應商眾多特殊挑戰。包括畫質與回應遠端控制指令的時間、視訊需要保證的可用頻寬,且無法容忍網路抖動,以及遺失和序列混亂的封包。這些都會影響個別使用者的經驗。  

事實上,經驗品質(QoE)是IPTV成功的關鍵。消費者將預期等同或超越現有電視經驗的服務品質,因而任何更低的品質將無法被接受,而可能導致服務被拒絕,並增加客戶流動率的各種原因,將是電信公司所極力避免的。而QoE有相當大的程度是取決於網路的服務品質(QoS)。而在談視訊服務的QoS時,須要注意下列要素:

頻寬
  可讓服務成功傳送的高可用與足夠的保證頻寬,是讓QoS提升的重要關鍵。在本質上,IP網路是「盡力而為」的網路,因此,供應保證的頻寬是一大挑戰。若沒有保證的頻寬,視訊的傳送將會變成「爆發性」,而這樣的資料量,對預期具備固定的位元速率和正確序列資料量的機上盒(STB)來說,可能會帶來品質問題,進而影響用戶收視經驗。
允許短暫傳輸延遲
  在標準廣播服務中,所有通道都提供給接收方使用,而一旦選擇了所要的通道,接收方就會立即重新調整至正確的通道,這就是所謂的多重廣播。但在IPTV系統中,網路內的重新調整,只會在提供給接收端的選取通道上進行,這就是所謂的單點廣播(Unicasting)。由於網路的傳輸延遲會影響使用者的經驗品質,因此如何掌控遠端控制所要求的回應時間,也是決定QoS的因素之一。
低網路抖動
  由於抖動會影響透過網路到達之封包的變異性,而此變異性將會導致接收端機上盒的緩衝區低位(Underflows)與溢位(Overflows),並影響到在不同網路元件處的封包處理方式,簡單的說,如果抖動過高,佇列排程軟體便會試圖在網路元件處平衡負載流量,而使封包遺失的可能性增加。
低封包遺失
  在一般的情況下,每遺失一個IP封包,大約會損失七個視訊傳輸串封包。封包遺失對於接收視訊的品質的衝擊力最大,除了導致高度的可見阻塞錯誤外,更加降低客戶的滿意度。

測試提供IPTV的網路  

IPTV的部署重點,是要讓系統正確運作,因此面臨三個問題:首先,就是IP通道能夠有效設立與解除嗎?由於三合一網路須要確保可用的網路資源和頻寬,以提供視訊服務,且視訊需要大量的頻寬,所以同樣重要的,是確保不再需要的通道可釋出。對系統人員來說,他們需要能夠建立和測試IP通道,並提供網路抖動與封包遺失統計數字的測試設備,而這些需求也適用於網路語音通訊協定(VoIP)服務的供應。  

其次,來源和目的地的視訊正確嗎?在IP通道建立後,接下來重要的是,透過通道傳送與接收的視訊資料是否正確無誤。這樣的工作須要針對編碼器、多工器和前端輸出的傳輸串(TS)進行監控與分析。在接收端也需要類似的監控與分析,以確保視訊在透過系統傳送時沒有劣化,而這些通常被稱為「用戶資料」量測的工作,也是決定IPTV品質的原因之一。  

最後一個問題是:這是絕佳的客戶經驗嗎?早期部署的最後階段,是要設定系統以提供高經驗品質。這樣的工作須要進行「控制訊息」(IGMP與RTSP)參數的最佳化,也正是這些通訊協定,影響了回應使用者從遙控器所發出要求的時間,也就是「切換時間」。切換時間絕大部分取決於IGMP協定離開一個服務與加入另一個服務所需的時間。  

複合世界中的量測工具  

而若要提供對的測試方法與解決方案,就需要適當的量測工具。舉例來說,針對壓縮視訊測試,若能以橫跨多重標準與視訊層、深度產生與分析的解決方案來進行,就能收事半功倍之效。  

對於廣播和網路業者,由於他們需要的是可延伸的解決方案,因此負責偵測傳輸和分送期間所導致訊號衰減的MPEG傳輸串監視器,即可防止觀眾遭受訊號遺失的缺憾。  

至於檢視並解決最細微複雜和間歇出現的數位電視問題,則須仰賴壓縮數位視訊除錯器/分析儀,以提供即時視訊網路分析與紀錄,讓測試工程師分析IP層與 MPEG-IP跨層級時序。  

最後,VOD服務傳送須要擴充使用伺服器技術,以將視訊儲存並傳送給終端使用者。透過自動化驗證系統,可供檔案式數位視訊內容使用,更可測試儲存為壓縮和非壓縮格式的視訊與音訊,以避免人為監控可能產生的錯誤。  

(本文作者為太克資深業務經理)

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