IPTV业务异常导致SSN4EGS4板丢包使视频点播出现马赛克

问题描述

1、Optix OSN2500 IPTV系统业务流经传输设备绑定1个155M带宽的以太网通道,点播节目后，场景切换较快的画面会出现马赛克，机顶盒有LOS（丢帧）计数增加，约5～10分钟会出现一次；一套节目平均所需带宽为2Mbps。

2、组网图如下图所示：

 告警信息

SSN4EGS4板承载的视频点播业务出现马赛克。

 处理过程

1、配置中心局#210网元5-EGS4-1至＃213网元EGS2-1、中心局#210网元4-EGS4-3至＃213网元EGS2-2两条绑定1个VC4带宽的以太网通道，在＃213网元EGS2板使用光纤将PORT1和PORT2直接环回，在＃210网元EGS4板GE口使用业界公认的SmartBits仪表发140Mbps速率测试(速度已接近绑定带宽的极限)， 连续挂表58分钟无任何丢包现象,证明传输设备不存在问题。

2、接入IPTV点播业务流，视频接收设备能连接视频服务器，但点播节目后，一直黑屏，经分析并确认是视屏接收设备工作模式设置问题，匹配工作模式后，能正常点播节目，场景切换较快的画面会出现马赛克，机顶盒有LOS（丢帧）计数增加，约5～10分钟会出现一次。从EGS4单板GE口的RMON统计分析，EGS4单板没有收到超长包、超短包或FCS错包，排除了错包的可能性。

3、使能#210网元5-EGS4-1口（与思科路由器对接端口）的流控后，效果明显好转，绝大部分节目点播时机顶盒LOS（丢帧）计数为0，播放《速度与激情4》15分钟画面切换速度较快的场景，机顶盒LOS（丢帧）计数为2；禁止流控后，机顶盒LOS（丢帧）计数增加5倍，说明IPTV业务流存在严重突发。判断的依据是：由于EGS4单板的业务芯片有反压机制，如果出口缓存已满则业务芯片会自动通过入端口向上游设备（即思科设备）发送Pause帧，上游设备收到Pause帧后应该会暂停发送业务报文，这样EGS4单板就可以避免因为无法缓存突发报文而丢弃包文。

4、在CISCO6509配置GE端口镜像，使用ETHREAL抓包工具分析，禁止5-EGS4-1端口流控，抓包和点播操作同时启动。

点播《速度与激情4》场景变化非常快且变化很大的影片，观察机顶盒LOS（丢帧）计数变化及马赛克时间点，发现第228秒时，机顶盒LOS（丢帧）计数增加3，分析抓取到的数据。

5、分析抓取《速度与激情4》节目的数据包，发现第228秒出现马赛克时，数据包存在严重突发，抓包数据如下：

第83145帧时间戳为228.716956S

第83186帧时间戳为228.718349秒

这42帧持续时间只有0.001393秒，这42帧合计约37.2Kbytes，此时间窗内的带宽突发达到：37.2*1000*8bytes/0.001393秒=213.6Mbps。

分析视频数据流，该套节目的平均流量只有2Mbps,在每个以太网帧长平均为888bytes（抓包统计取得）时，1秒钟只需发281.5帧，在出现马赛克时，只用了0.001393秒(1/717秒)持续发完42帧,这42帧如果以平均速率发送，需要42/281.5秒，即约1/7秒完成，因此，从抓包分析的结果表明，该视频业务流存在严重的流量突发。

6、由于利用传输以太网板实现了GE到1个VC4通道的带宽收敛，存在带宽瓶颈，如下图所示：

B区为单板可用于流量突发的缓存，当突发流量A区部分的大小超过B区就会出现正常的丢包现象。只要带宽存在收敛，在流量严重突发情况下，就可能存在正常的丢包现象。（作为传输设备，EGS4单板的端口缓存队列较小，每端口仅有40Kbytes，除开单板内部附加的开销字段实际可以缓存的报文最少时仅能达到20Kbyte，因此能容忍的突发报文也较少，当存在带宽收敛时，瞬间的突发报文容易引起正常丢包。）

7、为进一步验证流量突发对带宽收敛的冲突，采用如下组网

不经传输设备，使用思科千兆交换机完成GE到FE的收敛后进一步测试，以验证交换机能否承受业务流的突发：

经验证，在该组网下进行节目点播测试，视频信号会出现马赛克现象，说明该交换机的缓存也不足已承受该视频业务突发流量的冲击。因此视频源业务流存在严重的突发是问题的关键所在。

8、客户反馈W市至H市的通道也只有1个155M带宽，但没有出现马赛克问题，经进分析确认，该业务流是采用的TPC/IP协议，将该业务流经传输绑定1个VC4带宽的以太网通道承载后，点播业务也没有任何马赛克现象，因为TPC/IP协议有重传机制，这也为后续解决提供了一种经验证过的解决办法。

9、由于客户视频设备不支持TPC/IP协议传送视频流，且客户不愿意开启上游路由器流量整形功能，因此采用增加1倍速带宽的方式，极大缓解了丢包的概率，客户点播视频流不再有马赛克。

1、传输以太网通道出现丢包；

2、Optix OSN2500 IPTV点播流数据包文存在严重突发。

 建 议

1、上游路由器完成基于VLAN业务流的流量整形；

2、视频源设备完成更好的瞬时流量调节控制,从源头解决问题；

3、由于以太网板配置GE口到绑定了1个VC4的VCTRUNK会存在带宽瓶颈问题，加大带宽，缓解丢包的概率；

4、当流量存在严重突发，导致少量丢包时，IPTV使用的UDP协议没有重传机制，如使用TCP/IP协议，可以规避该问题，同时也可规避因光路误码导致的马赛克问题。