- HTTP ABR 視頻傳輸質(zhì)量測量說明

本意是統(tǒng)計在網(wǎng)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(tǒng)計失去意義。

小結

傳統(tǒng)的視頻質(zhì)量分析是基于有損傳輸?shù)?，MOS等指標本意是進行初步的綜合的視頻質(zhì)量指示，以便做服務質(zhì)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(wǎng)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(wǎng)絡丟包、抖動、延時等網(wǎng)絡問題都無法影響到MOS指標，而HTTP ABR業(yè)務中，由于網(wǎng)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(shù)、視頻碼率降低等都無法反應出來。

那么HTTP ABR業(yè)務需要怎樣的視頻質(zhì)量測量體系呢？

三、需要怎樣的指標體系來測量HTTP ABR業(yè)務？

HTTP ABR視頻傳輸質(zhì)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(xù)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(jié)信息，而持續(xù)播放與否也反應了網(wǎng)絡和服務器原因?qū)е碌难舆t、丟包、抖動等傳輸情況。AS反應了用戶在HTTP ABR業(yè)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(nèi)視頻處于圖像靜止的Loading狀態(tài)。

Adaptive Streaming Avg. Fragment Response & Download Time

媒體文件片段平均響應時間（從發(fā)出GET到收到第一個數(shù)據(jù)字節(jié)）和下載時間（收到第一個字節(jié)數(shù)據(jù)到最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)），統(tǒng)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(shù)

Buffer Underrun Fragment用戶等待視頻下載才能播放的次數(shù)，除了用戶剛發(fā)起新的視頻請求播放的之外，在播放過程中該指標在網(wǎng)絡理想情況下應為0，出現(xiàn)額外的Underrun則表示有卡頓。

Pre-Cached Fragment 預下載的文件片段數(shù)量

Bitrate Shift

碼率向上升速的次數(shù)Total Upshifts、碼率向下降速的次數(shù)Total Downshifts、碼率維持不變的次數(shù)Total Rate Maintaining

其他統(tǒng)計計數(shù)
　　Sessions、Channels、Http Requests、Manifest Requests、Fragment Requests的計數(shù)統(tǒng)計

網(wǎng)絡層面

網(wǎng)絡流量、TCP連接統(tǒng)計、TCP SYN/ACK時間統(tǒng)計、Round Trip時間統(tǒng)計、TCP重傳超時統(tǒng)計、TCP收到第一個數(shù)據(jù)包的時間統(tǒng)計、估算服務器響應時間統(tǒng)計、TCP Checksum fail、Bad header length、Bad data length、Duplicate、Out of sequence、Timeout統(tǒng)計等等網(wǎng)絡參數(shù)，以分析網(wǎng)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(yè)務所設計的整套ABR測量指標體系是業(yè)界領先的測量體系，已成為該業(yè)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(lián)網(wǎng)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(xiàn)有的測量標準主要針對的是有損傳輸?shù)膽脠鼍?，目前還沒有針對HTTP ABR這種OTT Internet業(yè)務的已發(fā)布標準。

附錄A：HTTP ABR傳輸機制說明

圖8、HTTP ABR視頻分發(fā)機制