Test de la qualité vidéo au sein de réseaux mobiles

Cette carte d'application analyse les meilleures pratiques pour le test de qualité de service vidéo sur les réseaux mobiles et évoque les différents types de services vidéo et les récents changements dans le streaming vidéo.

Votre tâche

Les services vidéo consomment la plus grosse partie des données au sein des réseaux mobiles d'aujourd'hui et leur part de consommation de données ne fera qu'augmenter. De nouveaux services pour les applications XR et VR utiliseront des techniques de transmission similaires et consommeront encore plus de données. La résolution augmente en fonction de la capacité de stockage et les écrans haute résolution sur les smartphones rendent les attentes des utilisateurs toujours plus exigeantes. La qualité du service vidéo a un impact important sur la satisfaction client. La décision de fournir une résolution et une qualité supérieures ou inférieures peut considérablement influencer l'infrastructure de l'opérateur de réseau mobile (MNO) en raison des quantités énormes de données qui sont transmises.

Le temps d'attente (temps pour la première image), la qualité de l'image et la fluidité de la lecture vidéo (aucun arrêt d'image, taux de trame suffisant) déterminent la satisfaction de l'utilisateur final. Les fournisseurs de contenus vidéo adaptent en permanence la compression, la diffusion et la mise en mémoire tampon vidéo afin de faire face à des réseaux imparfaits, à des pannes potentielles, à des goulots d'étranglement et pour trouver le meilleur compromis entre ces facteurs de qualité d'expérience (QoE).

Impact de la performance du réseau sur la qualité vidéo

La transmission vidéo n'est pas toujours un flux continu. Le streaming depuis une plateforme commune ressemble plus à une série de téléchargements de fichiers. Comme des parties d'une vidéo sont stockées dans la mémoire tampon, il y a toujours des moments où le réseau mobile ne transmet pas. Les téléchargements bloc par bloc, comme des fichiers, permet de masquer de nombreux problèmes potentiels dans le réseau, atténuent les pannes et la dégradation de la capacité. Si un MNO ne peut pas obtenir les informations relatives à ces problèmes, elles resteraient invisibles.

L'adaptation client / serveur a une certaine marge de manœuvre lorsqu'il s'agit de réagir à des problèmes réseau avec un téléchargement et une mise en mémoire tampon de type fichier. Les vidéos en temps réel ont beaucoup moins d'options. Le streaming TV en direct utilise un court délai et la vidéo peut uniquement être mise en mémoire tampon pour quelques secondes sur l'appareil. Des transmissions de données fréquentes et quasiment continues sont nécessaires. Puisque la mémoire tampon ne peut combler que des petites pannes, il existe un risque plus conséquent que la vidéo fige. La performance du réseau peut être surveillée quasiment d'une manière parfaite car il y a plus d'activité sur le réseau.

L'utilisation des ressources réseau varie en fonction de la méthode de fourniture de la vidéo. Tous les services vidéo ont la demande client vidéo (sur le smartphone) et reçoivent des informations vidéo codées depuis un serveur de contenus, généralement une partie tierce externe au réseau MNO. Pour des services qui ne sont pas en temps réel, une vidéo est préalablement mise en mémoire tampon pour quelques secondes avant le début de la vidéo. Les services temps réel ne peuvent pas faire la même chose, ils commencent généralement la lecture sur la trame de synchronisation qui suit. Il existe différentes stratégies pour transmettre un fichier vidéo vers la mémoire tampon d'un smartphone :

  • Téléchargement complet
  • Téléchargement progressif (ligne rouge)
  • Transmission bloc par bloc de parties de vidéo (ligne bleue)
  • Vidéo / TV en direct (ligne verte)
  • Stream vidéo temps réel (ligne orange)

Le streaming qui n'est pas en temps réel est encore dominant. Cependant, les services temps réel sont à la hausse, comme les commandes à distance avec des retours d'informations visuels, des services de surveillance et d'autres. La transmission en temps réel doit être fluide, même les plus petites interruptions ou délais peuvent être observés. Les services vidéo sont déjà très exigeants sur les réseaux mais les services temps réel seront essentiels.

Interface graphique utilisateur du test de qualité vidéo dans QualiPoc Android
Interface graphique utilisateur du test de qualité vidéo dans QualiPoc Android
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Solution Rohde & Schwarz

La mesure des fonctionnalités techniques clés telles que la résolution, le taux de trames, l'estimation du taux de bit et le nombre d'images figées sont vitaux. Enfin, ces fonctionnalités déterminent la qualité perçue par l'utilisateur. La compression vidéo est très évolutive et se base sur des algorithmes et des réglages. La qualité de l'image peut être différente pour la même résolution et taux de bit. Une mesure intégrante basée sur la perception illustre de manière plus fiable les effets de la compression et de la dégradation de la résolution, y compris les affichages vidéo saccadés et la vidéo figée. Ces facteurs sont combinés dans un seul score. Les mesures de qualité vidéo perçue devront être basées sur une analyse directe de l'image, générant un score moyen d'opinion (MOS) pour une vidéo, lequel relate les perceptions réelles de la qualité par l'utilisateur.

Le score moyen d'opinion (MOS) est une méthode largement acceptée et normalisée pour la mesure et la prédiction de la qualité vidéo perçue. L'ITU-T a approuvé la méthode TU-T J.343.1 développée par Rohde & Schwarz SwissQual AG. La méthode analyse les informations vidéo actuelles reçues et les images affichées afin de prédire la qualité visuelle telle que perçue par un spectateur humain "moyen". Comme un spectateur humain, l'algorithme analyse juste la vidéo reçue. Puisqu'il n'y a pas besoin de comparaison avec une vidéo source de référence, il peut également être utilisé pour une vidéo en direct et appliqué à tous les services de streaming vidéo mobiles actuels, même le streaming de contenus cryptés. La J.343.1 dans l'ETSI TS 102 250-2 recommande des mesures de la qualité visuelle pour tous les services vidéo mobiles.

Ce nouvel algorithme de qualité vidéo conçu pour les smartphones, est implémenté sous Android et est pris en charge par tous les produits de test de réseaux mobiles Rohde & Schwarz. La gamme de produits de test Rohde & Schwarz comprend tout, du QualiPoc Android portable jusqu'au Benchmarker3 à grande échelle. Le QualiPoc peut noter les vidéos qui arrivent en temps réel, y compris les vidéos en direct (le cas de test le plus sensible pour les réseaux mobiles). Les évaluations de la qualité vidéo sont embarquées dans une solution de test entièrement automatisée pour les services vidéo avec un ensemble complet de paramètres techniques et de KPI. La version de base des produits Rohde & Schwarz peut évaluer des vidéos YouTube et est idéale pour couvrir les taux de bit variables et les résolutions actuellement utilisées par la plateforme.

Résultats et avantages clés

Les solutions de test de la qualité vidéo Rohde & Schwarz permettent aux opérateurs de réseaux mobiles de vérifier si les applications vidéo populaires s'exécutent bien sur leurs réseaux. Puisque la performance du service vidéo est essentielle pour la satisfaction client, les opérateurs de réseaux mobiles auront plus d'abonnés satisfaits, des taux de pertes de clients plus faibles et seront en mesure d'éloigner les clients de la concurrence grâce à des solutions de test appropriées.

Lors de la mesure d'un service de streaming vidéo, toutes les parties de la chaîne de transmission sont analysées, des serveurs de contenus jusqu'aux appareils et logiciels clients sur les appareils de l'utilisateur. La performance du réseau mobile elle-même est seulement un facteur.

Informations complémentaires

Pour plus d'informations sur les solutions et produits de test et mesure (telles que QualiPoc Android et les produits associés tels que le système de sac à dos R&S®FR4 Freerider 4 et Benchmarker3), contactez votre interlocuteur Rohde & Schwarz ou visitez www.rohde-schwarz.com.