本发明公开了一种IPTV测试方法，该方法包括：局端测试设备通过抓线矩阵连接到IPTV接入设备的待测用户端口，并接入IP承载网络；局端测试设备从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，并对频道列表和直播内容进行分析，得出IPTV测试项目的测试结果。本发明还提供了一种IPTV测试系统以及局端测试设备。本发明能够在局端完成对IPTV的自动测试，不需要维护人员在用户端做任何配合。本发明可以通过外部抓线矩阵分别连接多个用户端口进行测试，即可以对每一个用户都进行测试。另外，本发明不需要对机顶盒进行抓包分析，因此测试不依赖于机顶盒的运行情况，大大方便了测试人员的使用。
1.一种网络电视IPTV测试方法，其特征在于，该方法包括：局端测试设备通过抓线矩阵连接到IPTV接入设备的待测用户端口，并接入IP承载网络；
局端测试设备从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，并对频道列表和直播内容进行分析，得出IPTV测试项目的测试结果；
所述对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果的步骤包括：根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态和/或将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，
计算频道中音视频数据包的因特网组管理协议IGMP延时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入IP承载网络的步骤包括：局端测试设备通过软件虚拟拨号PPPOE接入IP承载网络；或者，局端测试设备通过动态主机配置协议DHCP接入IP承载网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频道列表包括频道的统一资源定位符URL；
所述根据频道列表接收IPTV直播内容的步骤包括：根据频道的URL与IPTV网络进行交互，获取频道的组播地址和端口号，根据所述组播地址和端口号加入组播组，并接收组播内容。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频道列表包括频道的组播地址和端口号；
所述根据频道列表接收IPTV直播内容的步骤包括：根据所述组播地址和端口号加入组播组，并接收组播内容。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，局端测试设备预先收到来自控制中心的测试项目请求；
局端测试设备在得出测试结果之后，进一步将所述测试结果返回给控制中心。
6.一种IPTV测试系统，该系统与IPTV接入设备相连接，其特征在于，该系统包括局端测试设备，所述局端测试设备，用于通过抓线矩阵连接到IPTV接入设备的待测用户端口并接入IP承载网络，从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，以及对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果，所述局端测试设备包括：
扫频测试模块，用于根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态和/或将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，音视频数据包速率测试模块，用于计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，音视频数据包抖动测试模块，用于计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，音视频数据包丢包率测试模块，用于计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，IGMP延时测试模块，用于计算频道中音视频数据包的IGMP延时。
7.根据权利要求6所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述IPTV接入设备为数字用户线接入复用器DSLAM。
8.根据权利要求6所述的IPTV测试系统，其特征在于，该IPTV测试系统进一步包括：控制中心，用于管理局端测试设备，以及接收用户的测试控制信息，并根据测试控制信息控制局端测试设备进行IPTV测试。
9.根据权利要求8所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述控制中心包括测量台TOS和中心测试服务器CTS，其中：所述TOS用于接收用户的测试控制信息，并将测试控制信息输入CTS；
所述CTS用于管理局端测试设备，以及根据从TOS输入的测试控制信息控制BTU进行IPTV测试。
10.根据权利要求9所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述CTS为单个服务器。
11.根据权利要求9所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述CTS为多个服务器组成的群机。
12.根据权利要求11所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述CTS进一步包括：负载均衡器，用于在多个服务器之间进行负载均衡。
13.根据权利要求6所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述局端测试设备为宽带测试单元BTU。
14.根据权利要求6～13中任意一项所述的IPTV测试系统，其特征在于，所述IPTV测试系统包括所述抓线矩阵；或者，所述抓线矩阵是所述IPTV接入设备的功能模块。
15.一种局端测试设备，其特征在于，该局端测试设备包括接入模块、接收模块和测试模块，其中：所述接入模块用于接入IP承载网络；
所述接收模块用于从IPTV网络下载频道列表，并根据频道列表接收IPTV直播内容；
所述测试模块用于对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果，所述测试模块包括：扫频测试模块，用于根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态以及将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，音视频数据包速率测试模块，用于计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，音视频数据包抖动测试模块，用于计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，音视频数据包丢包率测试模块，用于计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，IGMP延时测试模块，用于计算频道中音视频数据包的IGMP延时。
16.根据权利要求15所述的局端测试设备，其特征在于，所述局端测试设备为BTU。
一种网络电视测试方法、系统以及局端测试设备
技术领域
[0001] 本发明涉及网络电视测试技术领域，特别是一种网络电视测试方法、系统以及局端测试设备。
[0002] 发明背景
[0003] 网络电视(IPTV)是随着宽带网络、流传输、编解码等技术的发展而出现的一种互联网新业务，实现了被业界称为“Triple play”(同时传输语音、数据与多媒体视频)的业务。目前IPTV业务在全球迅猛发展，广大运营商普遍将其作为固网宽带网络业务中新的利润增长点。由于IPTV业务面向普通大众提供电视播放，因此具有用户容量大、新业务种类多等特点，所述新业务包括直播电视、时移电视、准点播、点播、快进、快退、实时录制等等，这些业务对IPTV的播放质量要求很高。因此，如何保证IPTV的业务质量(QoS)，从而为用户提供实时、流畅、高清晰的音视效果引起了运营商的极大关注。IPTV业务急需一种IPTV的测试设备，来衡量IPTV的播放质量，以及进一步定位故障、排除故障，从而提高IPTV业务的QoS。
[0004] 目前IPTV测试技术才刚刚起步，没有统一的技术方案，支持IPTV测试的厂家和专门的IPTV测试产品不多。目前主要利用一些手持的仪表工具在用户端通过对IPTV播放的过程进行抓包分析，来完成一些IPTV测试项目。
[0005] 这些手持的IPTV测试仪表的主要缺点有：(1)需要测试人员进入用户家中，手动接入仪表进行测试，而不能在局端实现自动测试；(2)该技术只是通过对机顶盒播放过程进行抓包来分析测试，而不能实现与IPTV网络的对接，如果机顶盒不播放或者机顶盒故障，这些仪表就不能进行测试；(3)该技术只能对单个用户进行测试，不能对多个用户同时进行测试。
发明内容
[0006] 有鉴于此，本发明实施例提出了一种网络电视测试方法，用以实现在局端进行IPTV测试。本发明实施例还提出一种网络电视测试系统以及一种局端测试设备。
[0007] 本发明实施例提供了一种IPTV测试方法，该方法包括以下步骤：
[0008] 局端测试设备通过抓线矩阵连接到IPTV接入设备的待测用户端口，并接入IP承载网络；
[0009] 局端测试设备从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，并对频道列表和直播内容进行分析，得出IPTV测试项目的测试结果；所述对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果的步骤包括：根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态和/或将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，计算频道中音视频数据包的因特网组管理协议IGMP延时。
[0010] 本发明实施例还提供了一种IPTV测试系统，该系统与IPTV接入设备相连接，该系统包括局端测试设备，所述局端测试设备用于通过抓线矩阵连接到待测用户端口并接入IP承载网络，从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，以及对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果，所述局端测试设备包括：扫频测试模块，用于根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态和/或将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，音视频数据包速率测试模块，用于计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，视频数据包抖动测试模块，用于计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，音视频数据包丢包率测试模块，用于计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，IGMP延时测试模块，用于计算频道中音视频数据包的IGMP延时。
[0011] 本发明实施例还提供了一种局端测试设备，该局端测试设备包括接入模块、接收模块和测试模块，其中：所述接入模块用于接入IP承载网络；所述接收模块用于从IPTV网络下载频道列表，并根据频道列表接收IPTV直播内容；所述测试模块用于对频道列表和直播内容进行分析得出IPTV测试项目的测试结果，所述测试模块包括：扫频测试模块，用于根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态以及将没有直播内容的频道标记为空闲状态；和/或，音视频数据包速率测试模块，用于计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；和/或，音视频数据包抖动测试模块，用于计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；和/或，音视频数据包丢包率测试模块，用于计算频道中音视频数据包的丢包率；和/或，IGMP延时测试模块，用于计算频道中音视频数据包的IGMP延时。
[0012] 从上述方案中可以看出，由于本发明实施例在局端连接到IPTV接入设备的待测用户端口，然后模拟机顶盒与IPTV网络对接，并实时接收IPTV直播内容，进行具体的IPTV测试项目，从而得到IPTV测试结果，因此，本发明实施例能够在局端完成对IPTV的自动测试，不需要维护人员在用户端做任何操作。由于在局端连接到DSLAM等IPTV接入设备，因此本发明实施例可以通过外部抓线矩阵分别连接多个用户端口进行测试，即可以对多个用户都进行测试，而不是只能针对某一个用户进行测试。另外，本发明实施例不需要对机顶盒进行抓包分析，因此测试不依赖于机顶盒的运行情况。进一步，本发明实施例能够实现多种测试项目，例如可以支持扫频、音视频最大速率、最小速率、平均速率、音视频数据包抖动、音视频数据包的丢包率、IGMP延时等IPTV测试项目的测试。
[0013] 附图简要说明
[0014] 图1为本发明实施例中进行IPTV测试的网络结构示意图；
[0015] 图2为本发明实施例中进行IPTV测试的流程示意图；
[0016] 图3为本发明实施例中获取直播频道列表的流程示意图；
[0017] 图4为本发明实施例中进行具体测试项目的流程示意图。
[0018] 实施本发明的方式
[0019] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
[0020] 如图1所示的是本发明实施例中进行IPTV测试的组网图。
[0021] 参照图1，在图1的上部是IPTV网络，主要包括IP承载网络、汇接点(Rendezvous Point，RP)、宽带电视(Broadband TV，BTV)设备、业务管理系统(Service management System，SMS)、电子节目指南(Electronic Program Guide，EPG)设备、宽带接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)，其中BTV设备作为IPTV网络的内容服务系统。这一部分与现有的网络相同，本实施例不再对其进行详细的描述。另外，图1中的IPTV网络只是作为一种示例，本领域技术人员应当明白，本发明实施例的技术方案能够对各种形式的IPTV网络进行测试。
[0022] 与IPTV网络连接的本地分局(Local Branch)主要包括数字用户线接入复用器(Digital Subscriber Line Access Multiplexer，DSLAM)、外部抓线矩阵(External Test Access Matrix，ETAM)、宽带测试单元(Broadband Test Unit，BTU)。本地分局通过DSLAM与BRAS连接，从而连接到IPTV网络。ETAM和BTU为测试系统的分局部分。其中，BTU是在局端负责具体IPTV测试的宽带测试设备；ETAM负责提供宽带测试总线给BTU，ETAM可以通过连接每一个DSLAM用户端口接入IP承载网络，从而使得ETAM接入IPTV网络进行IPTV测试。
[0023] BTU可以包括接入模块、接收模块和测试模块。其中接入模块负责接入IP承载网络，例如通过软件虚拟拨号(PPPOE)认证或动态主机配置协议(DHCP)认证接入IP承载网络。接收模块用于从IPTV网络下载频道列表，根据频道列表接收IPTV直播内容，并向频道列表和IPTV直播内容提供给测试模块。测试模块则对频道列表和直播内容进行分析，得出IPTV测试项目的测试结果。
[0024] 由于需要进行多种具体的IPTV测试项目，因此BTU可以进一步包括针对各种测试项目的测试模块，例如：扫频测试模块、音视频数据包速率测试模块、音视频数据包抖动测试模块、音视频数据包丢包率测试模块、因特网组管理协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)延时测试模块。其中，扫频测试模块用于根据频道列表对所有IPTV频道进行扫频，并将有直播内容的频道标记为激活状态以及将没有直播内容的频道标记为空闲状态；音视频数据包速率测试模块用于计算频道中音视频数据包传输的最大速率、和/或最小速率、和/或平均速率；音视频数据包抖动测试模块用于计算频道中音视频数据包的网络抖动时间；音视频数据包丢包率测试模块用于计算频道中音视频数据包的丢包率；IGMP延时测试模块用于计算频道中音视频数据包的IGMP延时。各模块的具体测试方法将在下面的流程中描述。
[0025] 继续参照图1，控制中心(Control Center)包括中心测试服务器(Centralized Test Server，CTS)和测量台(Test Operator Station，TOS)。
[0026] 进行IPTV测试的测试系统包括上述控制中心以及各分局的BTU和ETAM。如上所述，控制中心包括CTS和TOS，其中TOS是面向测试人员的客户端测量台，可以接收测试人员的测试控制信息，以及将测试结果显示给测试人员；而CTS负责管理调度所有分局的BTU和ETAM进行测试。CTS可以配成单个服务器或者配成多个服务器组成的群机，在采用多个服务器的实现方式时，进一步可以用F5负载均衡器进行负载均衡，CTS的处理能力可以根据当前网络中待测试的分局的数量以及BTU和ETAM的数量配置负载均衡的群机来无限扩展。
[0027] 在图1中还给出了现有用户端的机顶盒(Set Top Box，STB)和用户端设备(Customer Premises Equipment，CPE)。
[0028] 在图1所示的系统中，抓线矩阵是一个独立的设备，并且属于IPTV测试系统的一部分。然而，在DSLAM等IPTV接入设备中也可以带有抓线矩阵，即抓线矩阵是DSLAM的一个功能模块。这样，IPTV测试系统就不用再包括专门的抓线矩阵。
[0029] 图2为本发明实施例中进行IPTV测试的流程示意图，在该IPTV测试过程中，BTU模拟STB与IPTV网络对接完成IPTV测试。参照图2，采用如图1所示的系统进行IPTV测试时，包括以下步骤：
[0030] 步骤100，控制中心的TOS发起IPTV自动测试请求，将测试命令下发给CTS。CTS首先通过BTU控制ETAM抓线将BTU连接到DSLAM上待测号码的用户端口，然后CTS调度并下发IPTV测试命令给BTU，BTU通过PPPOE认证或DHCP认证接入IP承载网络。
[0031] 步骤200，BTU携带IPTV用户帐号通过超文本传输协议(HTTP)协议向IPTV网络的EPG设备发起下载直播频道列表的请求，EPG对IPTV用户帐号的认证通过后，向BTU返回直播频道列表。频道列表中包含每个直播频道的频道标识(ID)、频道名称、频道的统一资源定位符(URL)或者频道的组播地址和端口号等信息。
[0032] 其中，BTU从EPG设备下载直播频道列表的过程具体如图3所示，包括以下步骤：
[0033] 步骤201，CTS向BTU下发获取频道列表的请求，BTU接收来自CTS的获取频道列表的请求。
[0034] 步骤202，BTU通过PPPOE认证或者DHCP认证接入IP承载网络。本发明实施例并不局限于这两种接入方式，也可以使用其它可行的方式接入IP承载网络。
[0035] 步骤203，BTU用HTTP协议从EPG设备上下载直播频道列表。频道列表中包含每个直播频道的频道ID、频道名称、频道的URL或者频道的组播地址和端口号等信息。
[0036] 步骤204，BTU将所有频道的频道ID、频道名称、频道的URL或者频道的组播地址和端口号返回给CTS，以供CTS发起具体测试项目时使用。
[0037] 通过上述步骤201至步骤204，就实现了对频道列表的下载。
[0038] 步骤300，BTU从IPTV内容服务系统获取某频道的直播内容。
[0039] 如果直播频道列表中包含的是频道的URL，BTU根据频道的URL通过实时流协议(Real Time Streaming Protocol，RTSP)与IPTV网络的内容服务系统进行交互，获得频道的组播地址和端口号，然后通过IGMP加入组播组，从而实时接收组播内容。
[0040] 如果直播频道列表中已经包含了频道的组播地址和端口号，则直接加入组播组即可实时接收组播内容。
[0041] 获取的直播内容音视频数据包封装在媒体流的传输协议中，业界通常使用两种媒体流的传输协议，一种是因特网流媒体联盟(Internet Streaming Media Alliance，ISMA)标准的实时传输协议(Real Time Transport Protocol，RTP)/实时传输控制协议(Real Time Control Protocol，RTCP)，另一种是国际电信联盟(ITU)-13818标准定义的传输流(Transport Stream，TS)协议，协议里面的负荷(payload)是用活动图像专家组(Motion Picture Expert Group，MPEG)-2或MPEG-4编码的音视频数据。这些协议只是本发明实施过程中的一种方式，并不限制其保护范围。
[0042] 步骤400，BTU对直播频道列表和直播内容进行分析，得出IPTV测试项目的结论。
[0043] 下面描述几个具体的测试项目来说明步骤300和步骤400的实施。如图4所示，该过程包括：
[0044] 步骤501，CTS下发某个具体的IPTV测试项目的请求，所述请求包括所要测试的频道的URL或者频道的组播地址和端口号，还包括测试项目，例如表示测试项目的代码或者标志。BTU从CTS接收到该请求。
[0045] 步骤502，BTU判断所述IPTV测试项目请求中的输入参数是频道的URL还是频道的组播地址和端口号，如果是某个频道的URL，则执行步骤503；如果是某个频道的组播地址和端口号，则执行步骤504。
[0046] 步骤503，BTU根据该频道的URL通过RTSP与IPTV网络的内容服务系统进行交互，获取频道的组播地址和端口号，然后通过IGMP加入组播组。然后执行步骤505。
[0047] 步骤504，BTU根据频道的组播地址和端口号，直接加入组播组。
[0048] 步骤505，BTU在加入组播组之后，就可以实时地接收组播音视频数据包。
[0049] 步骤506，BTU根据测试项目请求判断具体的测试项目是什么，然后执行步骤507中相应的操作。
[0050] 步骤507，根据具体的测试项目，进行相应的IPTV测试，并得到测试结果。以下具体列出一些IPTV测试项目的例子。
[0051] 如果测试项目是扫频测试，则BTU对所有直播频道逐个获取频道的直播内容，如果某个频道有直播内容，则标记该频道状态为激活(Active)，如果某个频道没有直播内容，则标记该频道状态为空闲(idle)。
[0052] 如果测试项目是音视频速率测试，则BTU通过收取的音视频数据包的字节长度与收取包的间隔时间可以算出音视频数据包的最大速率、最小速率和平均速率。例如，用每个音视频数据包的字节长度除以收取该包的间隔时间，就可以得到该音视频数据包的速率。然后，比较所收到的音视频数据包的速率，得到最大速率和最小速率。另外，用在一段时间内接收到的所有音视频数据包的字节长度之和除以这段时间内接收的最后一个数据包与第一个数据包的时间间隔就可以得到平均速率。
[0053] 如果测试项目是音视频数据包的抖动测试，则过程如下。由于每个音视频数据包传输过程中的网络延时不一样，音视频数据包到达接收端播放时出现抖动，假设在理想情况下，网络延时固定为某个常数，那么通过音视频数据包的编码时间加上这个固定的网络延时就能得出音视频数据包的理想时间。BTU可以用音视频数据包的编码时间作为纵坐标以及用音视频数据包的实际到达时间作为横坐标来表示一个坐标系，在这个坐标系中根据每个音视频数据包的编码时间和实际到达时间画出对应的点，然后采用诸如最小平方差等方法将这些点拟合成一条直线，该直线与横坐标的交点就代表音视频数据包的理想到达时间，这些点与该直线的横向距离也就是音视频数据包的实际到达时间偏离理想的到达时间的值，也就是每个音视频数据包的抖动。
[0054] 如果测试项目是音视频数据包的丢包率测试，则BTU可以通过比较收到的音视频数据包包头里的序列(sequence)字段的值，如果sequence字段的值出现不连续的情况，就表明有丢包的发生。这是因为，在正常情况下各个音视频数据包的sequence字段的值是连续单调递增到最大值又从最小值开始循环递增的。可以通过统计在sequence值一个循环内的丢包数量，然后用这个丢包数量除以sequence最大值，即可得到音视频数据包的丢包率。
[0055] 如果测试项目是IGMP延时测试，则BTU计算从用IGMP协议加入组播组后到收到第一个音视频数据包的时间差值，就得到了IGMP延时。
[0056] 步骤508至步骤509，具体测试项目完成后，BTU可以退出组播组，当然也可以不退出。然后BTU将测试结果返回给CTS，CTS再返回给TOS，并在TOS的图形用户接口(GUI)上将测试的结果展示给测试人员。
[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
