[發明專利]一種IP視頻凈切換系統的測量方法

有效

• 申請號: 201711225934.5
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107888909B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 顏金堯;蔡洋
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;H04N5/268
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種IP視頻凈切換系統的測量方法，其特征在于：

測試中兩路SDI視頻源A、B需要經過網關轉換成IP化的視頻流傳輸；兩路IP視頻流經凈切換交換機或源端切換或目的端切換輸出一路IP視頻流，再經過網關將IP視頻流還原成原始SDI信號經過測試，

當IP視頻凈切換系統執行切換時，會一直有IP數據包捕獲工具捕獲IP視頻凈切換系統鏈路中IP數據包；IP數據包捕獲工具使用Wireshark軟件和針對視頻流開發的插件，軟件安裝在高性能計算機上以保證實時抓包性能，并且高性能計算機包含如下功能：萬兆網卡支持PTP和硬件時間戳，抓包的時間戳精確到納秒級，實時抓包鏈路流量達到6Gbps時也不會出現丟包現象；

(1).找到Wireshark軟件中記錄視頻切換點切換點就是Wireshark軟件記錄中連續規律出現的IP層的數據包源地址和目的地址突然發生變化的地方；這樣連續規律出現的IP層的數據包源地址和目的地址的次數不少于當前記錄的一個視頻幀應該包含的IP視頻數據包數，當找到Wireshark軟件中記錄視頻切換點的位置后，接下來要檢驗發生在這次切換點位置的切換是否是凈切換；

(2).檢驗發生在這次切換點位置的切換是否為凈切換發生凈切換，應滿足切換丟包數為0的限制；不滿足的話，則本次切換不是凈切換；

(3).測量發生在切換點的切換丟包數的方法

測量中有從信號源A切換到信號源B和從信號源B切換到信號源A的數據，兩者切換次數一樣；現在假設從信號源A切換到信號源B，

測量方法如下；

1)檢驗緊鄰切換點處信號源A的IP視頻幀數據包是否為幀尾；如果是幀尾，則信號源A在切換點沒有丟包，并且信號源A在切換點丟包數記為N_A＝0；如果不是幀尾，計算出還差多少個數據包到達此幀幀尾，記為N₁，則信號源A在切換點丟包數記為N_A＝N₁；

2)檢驗緊鄰切換點處信號源B的IP視頻幀數據包是否為幀首；如果是幀首，則信號源B在切換點沒有丟包；并且信號源B在切換點丟包數記為N_B＝0；如果不是幀首，計算出此幀幀首處還差多少個數據包到達緊鄰切換點處信號源B的IP視頻幀數據包，記為N₂，則信號源B在切換點丟包數為N_B＝N₂；

3)本次切換總的丟包數N_Packetloss＝N_A+N_B；

當能檢驗出發生在切換點位置的切換是否為凈切換時，就可以測量出IP視頻凈切換系統的凈切換成功率：視頻切換成功的樣本數占視頻切換總樣本數的比例；

(4)測量IP視頻凈切換系統的切換成功率的方法

如果在m個樣本中有a個樣本發生錯誤，則錯誤率E＝a/m；相應的，(1-a/m)×100％稱為“精度”，這里的精度也就是所說的凈切換成功率；采用的切換速度范圍為4到10次每秒；

當要測量凈切換交換機交換時延，IP視頻凈切換系統不執行切換，并且一直有IP數據包捕獲工具捕獲IP視頻凈切換系統鏈路中IP數據包；

(5).測量凈切換交換機交換時延的方法

1)網關不斷發送視頻流IP數據包，其中某個數據包A經過交換機泛洪給Wireshark高性能計算機和凈切換交換機；

2)凈切換交換機讓泛洪來的數據包A再按原路轉發出去變成數據包A'，數據包A'再次經過交換機泛洪給Wireshark高性能計算機，從而記錄了t_A和t_A'；其中交換機交換時延T_SF可測得，線路傳輸時延T_WL＝線路長度÷線路傳輸速度；

3)凈切換交換機交換時延表示為T_SF凈＝t_A'-t_A-T_SF-T_WL

4)同樣條件實驗多次，然后取記錄時間的平均值為凈切換交換機交換時延；

(6).測量IP視頻凈切換系統的端到端時延的方法

當要測量IP視頻凈切換系統的端到端時延，IP視頻凈切換系統不執行切換，視頻源端播放帶時間碼的視頻源，顯示終端呈現視頻源；取一臺攝像機，每秒拍攝x幀，x大于視頻源的幀頻，記錄視頻源端和顯示終端對應同一個時間碼的視頻幀所差的時間為端到端時延。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(6).測量IP視頻凈切換系統的端到端時延的方法采用另外一種方法：是讓視頻源，視頻網關和Wireshark高性能計算機采用PTP同步，Wireshark捕獲到在源端視頻網關輸出后的數據包B，Wireshark時間記為t_B1，然后Wireshark又捕獲到此數據包B在終端視頻網關輸入前的記錄時間t_B2，利用數據包B里面的RTP層Timestamp，Timestamp是記錄數據包在視頻網關封裝時間，記為t_B3，Timestamp和真實的Wireshark記錄顯示的數據包時間有換算公式；最后端到端時間表示為t_B2-t_B3。