经典案例-电信视频业务感知优化案例

廊坊电信视频业务感知优化案例视频业务介绍概述视频流媒体下载速率是一项衡量视频业务和反映网络传输能力综合性指标，下载速率受终端、无线、传输、核心网、SP等影响较大，问题的场景也较为复杂，因此定位和优化下载速率问题是一项相对复杂的工作。视频流媒体初始缓冲时延、视频流媒体停顿频次、视频流媒体停顿占比等指标都会影响下载速率，因此要提升流媒体下载速率这一指标，可从提升以上三个指标入手。不同视频分辨率介绍对MBB业务来讲，决定时延大小的最关键因素为带宽，即承载速率。视频业务对速率的要求最高，典型的视频格式，不同分辨率码率参考值如下：简称实际分辨率参考码率(Kbps)主要码率范围(Kbps)240p(国内国际)427*240250200-300360p(国内国际)640*360550400-800720p(国内TOP)1280*72012001000-1500720p（YouTube）1280*72022001500-30001080P(国内TOP)1920*108028001500-30001080p（YouTube）1920*108060004000-8000用户视频业务感知为Excellent（缓冲时延<2.5s）时，不同码率对应的感知速率：分辨率缓冲阶段播放阶段平均下行带宽要求（kbps）平均下行带宽要求平均下行带宽参考(kbps)240P>10*平均码率/规划的初始缓冲时延1000>1.2*平均码率300360P2200>1.2*平均码率660720P8800（国际）>1.3*平均码率2860（国际）4800（国内）1560（国内）1080P24000（国际）>1.5*平均码率9000（国际）11200（国内）4200（国内）视频业务感知指标简介视频业务流程视频流媒体业务的流程如下图所示：移动网络中的视频流媒体业务流程主要包括如下四个过程：接入过程：对应图中SignalingFlowProcess，具体过程和处理同网页浏览。视频流媒体主页面打开过程：对应VideoMainPageProcess，具体过程和处理同网页浏览，计入网页浏览分析，Streaming业务不作分析。视频流媒体初始缓冲过程：终端用户与业务服务器建立连接，开始视频流媒体的下载，包括DNS（可选分析）、TCP建立及视频流媒体请求过程，之后下载视频流媒体数据，直到缓冲结束，对应图中的A～C之间的过程；视频流媒体播放过程：从缓冲结束开始到视频流媒体下载结束，对应图中的C～G之间的过程；视频流媒体业务KQI指标的统计点是在1）~7）过程中，包括业务的接入性、完整性2个维度反应用户视频流媒体的业务感知体验。视频质差分析思路质差区域分析如果能够获取全部测试结果，可以基于此数据进行地理化分析，看是否存在连片指标差的区域，优先重点分析和优化TOP质差区域。空口分析视频文件下载阶段与小文件下载类似，如果出现视频下载平均速率低的问题，可以先通过FTP排查空口。空口分析主要是确认在一个定点或路测过程中FTP速率是否达到预期，是否存在明显的调度/空口重传等问题。理论上，视频文件下载和FTP下载可以达到相同的速率，但是由于视频服务器可能存在限速（视频播放的首要感受是不卡顿，下载速率达到一定值后就可以保证不卡顿，所以某些网站可能会限速），同时视频文件可能较小（电信业务感知测试最小只有2M，TCP下载速率无法冲到很高速率），视频下载平均速率可能会比FTP低。但是如果FTP速率也很低，低于对应的视频速率预期，那么此时的首要问题就是数传速率低的问题。用户面问题排查用户面排查主要依靠TCP抓包工具分析入手，重点分析是否存在窗口、时延、丢包、重传等问题。通过抓包分析存在丢包乱序问题需要隔离定位时需要安排进行多点转变进行定位，需要在问题复现时同时抓取终端侧，基站S1，核心网等点的用户面数据，然后通过TCP序号核对，确定问题引入的节点。以三点抓包为例来说明分析过程，假设TCP数据的流向是A→B→C，C点是客户端PC，C点的抓包过滤发现有重传，将视频业务数据滤波器拷贝到A、B、C三点的抓包文件中同时执行，根据过滤得到的包数量可以判断错误类型。如下表，滤波器在A、B、C三点过滤得到的包数量VSTCP异常类型表格：A点B点C点TCP异常类型001A或者B点漏抓包211AB点之间丢包221BC点之间丢包222乱序或者超时重传视频业务KQI定界方案业务定界是为了确定业务异常产生的问题点相对于定界点来讲是哪方面的问题。对于在S1-U接口进行抓包进行业务评估定界的方案来讲，就是确定问题点是在S1-U接口以上的网络侧问题造成的，还是在S1-U接口以下的无线网络问题造成的或是由于终端本身问题造成，进而采取相应的措施解决问题。视频流媒体定界思路：对每次视频流媒体业务质量情况进行分析，判断是否存在业务质量问题，对于存在业务质量问题的视频流媒体业务，结合定界的指标，对问题进行隔离，区分是上层网络问题、无线网络的问题或终端问题。业务质量问题定界在确定异常话单后，结合该话单的TCP层的信息，可以进一步定位出异常原因是网络侧问题、无线网络问题还是终端问题。视频流媒体业务初始停顿/下载速率慢定界表序号视频流媒体播放停顿或下载速率低分类问题定界1片段间终端请求时延长无线侧原因2TCP下行RTT时延大无线侧原因3下游丢包率高无线侧原因4上游传输速率低CN/SP侧原因5上游丢包率高CN/SP侧原因6终端零窗口终端问题7终端接收窗口小终端问题8码率过高视频流媒体源问题9服务器发送窗口小CN/SP侧原因原因解释：片段间终端请求时延长：表示在视频流媒体缓冲过程中，两个片段间累加的时间超过一定的门限值。这类原因主要是由无线网络原因引起的，所以一般归类为无线网络原因。TCP下行RTT时延大：表示视频流媒体下载过程中，从服务器发送的数据包到达接口开始，到终端发送该数据包的确认包到达接口为结束，平均的下行RTT时延。这类原因主要由无线网络原因引起，所以一般归类为无线网络问题。下游丢包率高：表示视频流媒体播放过程中，从服务器发送的数据包到达接口后，出现丢包的比例。这类原因主要由无线网络原因引起，所以一般归类为无线网络问题。上游传输速率低：表示视频流媒体播放过程中，服务器实际有效传输时间过短，长时间无数据传遍。这类原因主要由上层网络问题原因引起，所以一般归类为上层网络问题。上游丢包率高：表示视频流媒体播放过程中，从服务器发送的数据包到达接口前，出现丢包/乱序的比例。这类原因主要由上层网络原因引起，所以一般归类为上层网络问题。终端零窗口：表示视频流媒体下载过程中，终端出现接收窗口满，不能接收服务器发送数据的情况。这类原因主要由终端原因引起，所以一般归类为终端问题。。终端接收窗口小：TCP连接过程中终端ACK中携带的接收窗口小。这类原因主要由终端原因引起，所以一般归类为终端问题。码率过高：表示视频流媒体播放过程中，视频流媒体源本身的码率过大，严重大于现行无线下载速率，导致需要下载更长的时间；服务器发送窗口小：服务器已经发送但还没有被确认的数据量太小。这类原因多发生于服务器太忙，发包速率低，或者上层网络问题原因引起，所以一般归类为上层网络问题。在按照视频流媒体二个维度定界完网络的异常记录后，就可以得到不同原因值占的异常记录的比例，将无线侧原因失败累计起来，可以得到无线侧异常的次数及比率，可以在后续的分析中作为Top小区的筛选的一个参考。视频感知优化案例问题描述省内SEQ平台监控廊坊电信视频下载速率持续偏低，低于全省平均水平：问题分析（1）视频服务器维度分析：分别提取唐山、廊坊访问量TOP400的视频服务器指标，进行对比分析：视频下载速率视频播放次数空口RTT时延服务器RTT时延视频服务器IP唐山廊坊唐山廊坊唐山廊坊唐山廊坊23160.622925.133849536885126.97130.4810.4613.043197.032949.503688635651119.35119.7910.1912.8733154.042925.783580434203121.74138.7410.6712.9773268.403216.003372033007255279.1334.2433.4213284.453229.133378032436252.7266.9633.9134.04783278.443216.603336732325256.34273.8734.0233.72403270.983222.603408832320260.4272.533435.8163283.763241.263262332206244.13277.6334.5634.52393292.573216.253478831742257.15265.0135.5532.76243312.953211.353326231607257.19282.634.0134.95183280.083223.433338631346249.51274.9133.9133.47223285.743213.133274531292250.77283.9134.3634.1803277.553222.663377131222252.18275.2734.1533.9123265.403245.133247931222246.22278.1333.8132.8103260.713217.683308331031257.94271.9835.2434.16统计结果显示：热门服务器平均视频下载速率廊坊较唐山低145kbps平均空口RTT时延，廊坊较唐山差26.8ms，服务器RTT时延廊坊较唐山差4.6ms与唐山市对比，廊坊视频下载速率受限原因主要是无线侧原因导致的视频下载速率偏低，同时，由于省内核心网配置地在唐山市，因此无线侧以上原因对视频下载速率也存在一定影响，目前优化重点应为无线侧受限。无线侧问题需要进行具体分析，主要受限原因有容量、覆盖、基站传输带宽等。（2）小区维度分析提取全网小区级视频业务感知指标，结合无线网管小区负荷数据，进行汇总结果如下：小区负荷分级小区数量视频流媒体下载速率(Kbps)视频流媒体播放请求次数(次数)单小区播放次数视频流媒体播放失败次数(次数)单小区播放失败次数1971234.599072190388619628138269142524211355.153492520493812363260158618310481356.365057800377876373606123444130191623.65009819790926152073168756总计145851593.6166593490352823931490726102注：小区负荷分级1级负荷最高，4级负荷最低高负荷小区视频下载速率明显低于普通小区：高负荷小区视频播放成功率低于普通小区：（2）质差小区覆盖分析过滤高负荷小区，提取现网普通小区视频下载速率TOP质差小区，进行覆盖场景分析：小区名称ECI视频流媒体下载速率(Kbps)视频流媒体播放请求次数视频流媒体播放失败次数固安中际建筑H-3-L8001642713377.1554060香河东兴隆庄东H-31636A36393.25141741开发区中孚粮油H-1161E834422.4199850文安大龙华H-2163AD32436.2662414固安中际建筑H-2-L8001642712451.9472888固安中际建筑H-3-L800、固安中际建筑H-2-L800小区为800M小区，用户由于区域1.8G覆盖偏弱，切换至800M小区，1.8G小区与800M小区负荷正常。3小区覆盖方向有大型建住宅小区，建筑物密度较大，深度覆盖不足。2小区覆盖方向为厂区，站间距较大，覆盖能力不足，导致视频业务感知较差。优化建议：在3小区方向，大型小区内规划室分小区，提高深度覆盖能力，在2小区覆盖方向规划1.8G宏站，增强区域覆盖。香河东兴隆庄东H-3小区主覆盖