1 U-vMOS重新定義視頻體驗(yàn)評估標(biāo)準(zhǔn)
視頻已成為網(wǎng)絡(luò)上的最主要流量，視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)已成為衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。伴隨著視頻分辨率的不斷提升（從720P/1080P逐漸過度至4K/8K），視頻業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高。如何評價(jià)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)下視頻業(yè)務(wù)的體驗(yàn)，對用戶和運(yùn)營商來說意義越來越重大。
IP承載網(wǎng)是一個“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)占用帶寬資源較多、實(shí)時性要求較高，并且對分組丟失、時延、抖動等網(wǎng)絡(luò)特性非常敏感，尤其是時變的網(wǎng)絡(luò)特性嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)的質(zhì)量。通過對網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量的監(jiān)控和反饋，可以調(diào)節(jié)編解碼器或信道的參數(shù)，改善傳輸視頻的服務(wù)質(zhì)量。因此，需要實(shí)時準(zhǔn)確地對網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，獲得反映用戶感受的視頻體驗(yàn)質(zhì)量。
早在2009年ITU-T就啟動了針對視頻業(yè)務(wù)的vMOS標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目，并于2012年參考語音MOS指標(biāo)體系發(fā)布了第一個基于視頻體驗(yàn)的VMoS指標(biāo)，用于監(jiān)控視頻經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸后的質(zhì)量損失，關(guān)注點(diǎn)在于視頻QoE的檢測和問題定位。這套指標(biāo)完全參考了語音MOS的定義，先定義影響因素Compression、packet-loss、rebuffering，自下而上地計(jì)算vMOS。出發(fā)點(diǎn)是為了發(fā)現(xiàn)問題，用于視頻質(zhì)量監(jiān)控，只站在技術(shù)視角看問題，沒有考慮消費(fèi)者對視頻體驗(yàn)優(yōu)劣的評價(jià)是跨越視頻業(yè)務(wù)的全流程，也沒有站在最終消費(fèi)者體驗(yàn)的角度去橫向比較不同的分辨率帶給用戶的不同體驗(yàn)。因此也無法完整的指導(dǎo)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
華為認(rèn)為在原有vMOS的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)以用戶體驗(yàn)為中心的評價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)，用統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，來評價(jià)不同網(wǎng)絡(luò)，不同屏幕，不同場景應(yīng)用下的視頻體驗(yàn)的好壞。基于以上出發(fā)點(diǎn)，華為視頻研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合人體工程學(xué)實(shí)驗(yàn)，樣本調(diào)研和深入技術(shù)研究，提煉出適配全場景的視頻體驗(yàn)TOP3影響因子，即視頻質(zhì)量（sQaultiy），互動體驗(yàn)(sInteraction)和觀看體驗(yàn)(sView)。華為基于三大核心思想，設(shè)計(jì)了視頻體驗(yàn)衡量體系評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)U-vMOS，使TOP3視頻體驗(yàn)影響因子得以量化，使得視頻體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)現(xiàn)可采集、可評估、可演進(jìn)。
影響視頻質(zhì)量，操作體驗(yàn)和播放體驗(yàn)三個模塊的主要因素如圖2所示U-vMOS的評價(jià)模型主要分為三個部分，即視頻質(zhì)量（sQuality），操作體驗(yàn)（sInteraction）和播放體驗(yàn)（sView），擬合出如下公式。
1 基于U-vMOS的固定寬帶網(wǎng)絡(luò)評估的流程
對當(dāng)前固定寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行基于U-vMOS的網(wǎng)絡(luò)評估，需要達(dá)到如下幾個目的：
- 體現(xiàn)單個典型用戶的U-vMOS指標(biāo)
- 體現(xiàn)整網(wǎng)的U-vMOS指標(biāo)
- 識別當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)承載視頻體驗(yàn)與目標(biāo)的差距及根因
- 基于根因制定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及演進(jìn)方案
基于以上目的，U-vMOS的網(wǎng)絡(luò)評估的流程可以分為如下3個步驟：U-vMOS目標(biāo)設(shè)定、差距和根因分析、優(yōu)化方案實(shí)施
1.1U-vMOS目標(biāo)設(shè)定
基于U-vMOS評估標(biāo)準(zhǔn)，視頻的原始質(zhì)量是U-vMOS的基準(zhǔn)，整體的U-vMOS是在疊加操作體驗(yàn)和播放體驗(yàn)之后得出的。相同分辨率的視頻的基準(zhǔn)體驗(yàn)值在不同的幀率、視頻編碼方式和碼率等條件下所能達(dá)到的U-vMOS基準(zhǔn)不同。因此測量整體U-vMOS前需對網(wǎng)絡(luò)視頻的基準(zhǔn)體驗(yàn)進(jìn)行測量。如下為100英寸屏幕，不同分辨率下所能達(dá)到的基準(zhǔn)質(zhì)量的范圍：
1.1.1評估指標(biāo)的定義
基于HTTP的視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)是目前視頻中占比最高的業(yè)務(wù)，它對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量敏感，定位問題困難。本文的評估主要針對基于HTTP的點(diǎn)播業(yè)務(wù)。基于U-vMOS的評估體系指標(biāo)采集需要考慮到體驗(yàn)、業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)三個層次。
l體驗(yàn)KQI指標(biāo)：從用戶視角出發(fā)，對用戶感知進(jìn)行分解和量化。體驗(yàn)KQI指標(biāo)參考U-vMOS關(guān)鍵要素，如視頻質(zhì)量、操作體驗(yàn)、播放體驗(yàn)。
l業(yè)務(wù)KPI指標(biāo)：以運(yùn)維技術(shù)人員視角，考慮業(yè)務(wù)的交互流程，用于分析影響用戶感知的業(yè)務(wù)流程因素，例如DNS解析時間，CDN調(diào)度時間，視頻分片資源分布等。
l網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)：直接反映網(wǎng)絡(luò)管道運(yùn)行的關(guān)鍵性能指標(biāo)，如帶寬、RTT、丟包率等。
1.1.2測試樣本空間的確定
測量樣本的選擇決定了測量結(jié)果能否完整全面地反映被測網(wǎng)絡(luò)的整體體驗(yàn)情況。樣本包含三個維度的要求。
- 云樣本：即選取哪些視頻內(nèi)容作為被測對象。云樣本的選取要考慮覆蓋不同的視頻提供商的TOP熱點(diǎn)節(jié)目的不同清晰度視頻源。
- 管（網(wǎng)絡(luò)）樣本：即選擇何種網(wǎng)絡(luò)場景下的用戶進(jìn)行測試。管（網(wǎng)絡(luò)）樣本的選擇需要考慮用戶接入類型、用戶套餐、不同區(qū)域、不同的網(wǎng)絡(luò)層次、不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、不同線路質(zhì)量（如：與基站距離的遠(yuǎn)近、光纖接入/銅線接入等）等因素。
- 測量時間段：不同的時間段，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不同，測試時間段需要覆蓋網(wǎng)絡(luò)的忙時和閑時。忙時、閑時可由用戶數(shù)或者流量大小來決定。寬帶發(fā)展聯(lián)盟認(rèn)為通用場景下19：00～23：00為網(wǎng)絡(luò)忙時，但不同運(yùn)營商的用戶行為可能不同，精確的忙時、閑時定義建議提前對運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行用戶數(shù)及流量的評估，從而準(zhǔn)確判斷忙時、閑時時間段。
1.1.3U-vMOS評估指標(biāo)的測量
U-vMOS的測量手段，主要有如下三類：
在機(jī)頂盒、PC、手機(jī)/PAD等終端上集成華為U-vMOS算法引擎，通過視頻播放器獲取加載時長、卡頓、花屏等體驗(yàn)參數(shù)，調(diào)用U-vMOS引擎實(shí)時計(jì)算出結(jié)果并上報(bào)服務(wù)器。
- 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備打點(diǎn)分析
中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以基于播放器的關(guān)鍵行為特征針，對每用戶的視頻交互流程進(jìn)行分析打點(diǎn)，判斷加載時長、頻道切換時長等指標(biāo)進(jìn)行測量。同時還能夠基于CDN與終端的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量判斷卡頓指標(biāo)。
提供一種基于X86/Android通用硬件盒子，集成各種視頻的客戶端播放器，同時集成U-vMOS算法引擎，有選擇性地抽樣部署在網(wǎng)絡(luò)的不同位置（基站、接入機(jī)房或者部分用戶家中），對視頻體驗(yàn)進(jìn)行例行監(jiān)控。
