2. Bố cục luận văn:
3.3.3. Phương pháp đo gián tiếp chất lượng video:
Trên thực tế, không thể dễ dàng sử dụng các mô hình tham chiếu đầy đủ hay rút gọn trong tất cả các vị trí trên mạng vì có thể không có được tín hiệu tham chiếu. hơn nữa, phương pháp không tham chiếu sẽ rất tốn kém để triển khai rộng rãi cho việc giám sát chất lượng mạng mà trên đó có rất nhiều luồng video cần giám sát độc lập, mỗi luồng đòi hỏi bộ giải mã riêng.
Phương pháp gián tiếp, sử dụng các tham số suy giảm chất lượng mạng gói như thời gian gói đến, trễ, rung pha, tỉ lệ mất gói, khoảng thời gian suy giảm chất lượng và số thứ tự của gói để ngoại suy chất lượng video. Trên thực tế, giải pháp này được thể hiện bằng phép đo chỉ số truyền tải tín hiệu đa phương tiện.
Chỉ số truyền tải tín hiệu đa phương tiện (Media Delivery Index) là tiêu chuẩn công nghiệp quy định trong RFC 4445. Chỉ số này được sử dụng để đo chất lượng dịch vụ tại các điểm khác nhau trên mạng như trung tâm số liệu, các phần tử chuyển mạch và định tuyến và ngay tại IPTVCD. MDI là cơ cấu đánh giá chỉ thị các mức chất lượng tín hiệu video và cũng nhận dạng các thành phần mạng đang ảnh hưởng tới QoE của đối tượng sử dụng. Điều này đạt được bằng cách đo các mức rung pha tức thời và các gói mất tại các điểm khác nhau của mạng IPTV. Ví dụ, giá trị MDI tại lối vào của bộ định tuyến là thấp và giá trị tại lối ra là cao thì có biểu thị rõ ràng bộ định tuyến đó có một số vấn đề gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng luồng tín hiệu. MDI cũng được sử dụng để chẩn đoán các vấn đề mạng. MDI được biểu thị với hai giá trị, hệ số trễ (delay factor) và tỉ lệ mất gói (media loss ratio) phân cách bởi dấu :.
Hệ số trễ - giá trị này đo lượng thời gian cần thiết đối với bộ đệm để xử lý rung pha do mạng gây ra. Các giá trị rung pha có được bằng cách đo trễ gói so với tốc độ của luồng. Nói cách khác, nếu tốc độ lối ra của máy chủ là 2.4 Mbps và luồng lối vào IPTVDC là 2.4 Mbps thì giá trị rung pha ở điều kiện lý tưởng bằng 0. khi rung pha bằng 0, bộ giải mã xử lý các gói đến với tốc độ không đổi. Hình 3.5 minh họa các gói tin IPTV được xử lý với tốc độ không đổi khi rung pha trong mạng bằng 0.
Hình 3.5: Mạng IPTV với rung pha bằng 0.
Giá trị rung pha bằng 0 là rất hiếm và khó xảy ra trên thực tế do mỗi phần tử mạng trên luồng truyền dẫn sẽ góp phần tạo ra rung pha. Do đó, các bộ đệm được sử dụng để xử lý các trường hợp lưu lượng quá cao và quá thấp so với mức danh định.
Hình 3.6: Mạng IPTV có rung pha.
Hình 3.6 minh họa sự xuất hiện của rung pha trong mạng IPTV. Có thể thấy trong hình, các gói tới với tốc độ khác nhau làm tăng khả năng xuất hiện hiện tượng mất gói tại IPTVCD.
Điều cũng cần chú ý là rung pha thực tế không gây hại tới nội dung bên trong các gói IPTV. Do đó, nếu tại nguồn, chất lượng video tốt thì nội dung được giải mã tại IPTVCD cũng sẽ có cùng mức chất lượng. Các thiết bị đo và bài đo QoS thường được sử dụng để tính giá trị DF đối với từng thiết bị mạng riêng biệt, bao gồm những bước sau:
•Khi gói tới, đo khoảng thời gian giữa thời điểm gói trong bộ đệm và tốc độ gói ra khỏi bộ đệm.
•Trong một khoảng thời gian xác định tiến hành đo các khoảng cực tiểu và cực đại hay hiệu giữa hai giá trị này.
•Chia kết quả cho tốc độ luồng IPTV.
Khi đã tính được giá trị DF, nhà quản lý IPTV biết được lượng không gian bộ nhớ hay trễ yêu cầu tại mỗi thành phần mạng để xử lý lượng rung pha trên mạng. Lấy ví dụ, nếu một luồng tín hiệu IPTV nào đó có giá trị DF cỡ 40 ms thì bất kỳ thiết bị IPTVCD cần giải mã luồng tín hiệu này sẽ đòi hỏi bộ đệm có khả năng lưu trũ tối thiểu là 40 ms. Điều đáng chú ý là các giá trị DF cao cũng chỉ ra sự nghẽn mạng xuất hiện trong các phần của mạng.
Tỉ lệ mất gói - số đo MDI thứ hai này xác định số các gói IPTV mất trên giây. Cùng với chỉ thị số các gói mất, MLR cũng cho nhà quản lý biết số các gói tới bộ giải mã của IPTVCD không theo thứ tự. Bất kỳ giá trị MLR lớn hơn 0 nào đều có tác động đến QoE của đối tượng sử dụng.
Hình 3.7: Tính các giá trị MDI tại các điểm khác nhau trong mạng IPTV.
MDI thực tế tổ hợp cả hai giá trị nêu trên và biểu thị số đo QoS dưới dạng DF:MLR.
Hình 3.7 minh họa các giá trị MDI được tính tại các điểm khác nhau trên mạng với một kênh quảng bá. Như có thể thấy, MDI đối với kênh quảng bá 1 tại lối ra máy chủ là 5:0. Do vậy, quá trình đệm của máy chủ cần tối thiểu 5 ms để xử lý trễ rung pha. Tỉ lệ mất gói duy trì tại mức chấp nhận được là 0. Tiếp theo, MDI không thay đổi tại R1 và R2; tuy nhiên, tỉ lệ mất gói tăng tại chuyển mạch. Điều này chỉ ra rằng chuyển mạch mạng có thể có vấn đề trong việc xử lý với các mẫu lưu
lượng và tải thay đổi. Giải pháp đối với vấn đề này là nâng cấp chuyển mạch hay tăng dung lượng băng thông của các tuyến vào và ra. Vấn đề mất gói có tác động chuỗi và cũng xuất hiện trên tuyến giữa DSLAM và RG.
Tuy nhiên, giá trị DF hay sự “bùng phát” của luồng cũng tăng tới giá trị “6” trên chặng cuối cùng tới RG. Điều này chỉ thị DSLAM đã đưa vào một lượng rung pha nhỏ, cần phải tiến hành kiểm tra chi tiết hơn nữa. Nguyên nhân tăng giá trị DF có khả năng nhất là các trễ trong quá trình xếp hàng tại DSLAM. Bởi vậy, sử dụng MDI không chỉ cung cấp cho nhà quản lý tham số đo QoS mà còn giúp họ cách ly các vấn đề gây ra phân đoạn mạng đối với nhiều luồng IPTV. Khi các vấn đề được xác định, có thể tiến hành hành động khắc phục và điều chỉnh để nâng cao QoS tổng thể của mạng từ đầu cuối-tới-đầu cuối.