Questa scheda applicativa esamina le best practice per il test della qualità dei servizi video sulle reti mobili e discute i diversi tipi di servizi video e i recenti cambiamenti alle applicazioni di streaming video.
Attività da eseguire
I servizi video trasmettono la maggior parte dei dati nelle reti mobili di oggi, e la loro quota di consumo di dati è destinata ad aumentare. I nuovi servizi per le applicazioni XR e VR utilizzeranno tecniche di trasmissione analoghe e consumeranno ancora più dati. La risoluzione aumenta di pari passo con la capacità di trasporto, e gli schermi ad alta risoluzione degli smartphone rendono le aspettative degli utenti sempre più ambiziose. La qualità del servizio video ha un forte impatto sulla soddisfazione dei clienti. A causa delle enormi quantità di dati trasmessi, la decisione di fornire una risoluzione e una qualità più o meno elevate può influenzare notevolmente l'infrastruttura dell'operatore di rete mobile (ORM).
La soddisfazione dell'utente finale viene determinata dal tempo di attesa (tempo per la prima immagine), dalla qualità dell'immagine e dalla fluidità della riproduzione video (nessun fermo immagine, frame rate sufficiente). Per far fronte a reti imperfette, possibili interruzioni e colli di bottiglia, nonché per individuare il miglior compromesso tra questi fattori che influenzano la QoE (Quality of Experience), i fornitori di contenuti video continuano ad adeguare la compressione, le tecniche di trasmissione e il buffering video .
La trasmissione di video non è sempre costituita da un flusso continuo. Lo streaming da una piattaforma comune assomiglia più a una serie di download di file. Dal momento che parti di un video vengono memorizzate nel buffer, si verificano sempre degli intervalli in cui la rete mobile non trasmette. La modalità di download a blocchi, analoga a quella dei file, aiuta a mascherare molti potenziali problemi della rete, a superare e a colmare le interruzioni e il degrado della capacità. Se un operatore di rete non riesce a ottenere informazioni su questi problemi, essi rimarrebbero invisibili.
L'adattamento client-server ha un certo margine di manovra quando si tratta di reagire a problemi di rete con download di tipo file e buffering. I video live in tempo reale hanno molte meno opzioni. Lo streaming TV in diretta utilizza un breve ritardo, e il video può essere bufferizzato sul dispositivo solo per pochi secondi. Sono necessarie trasmissioni di dati frequenti e quasi senza interruzioni. Visto che il buffer consente di colmare solo le interruzioni brevi, c'è un rischio maggiore di un congelamento del video. Le prestazioni di rete possono essere monitorate quasi continuamente, visto che sulla rete c'è sempre attività.
L'utilizzo delle risorse di rete varia in base al metodo di trasmissione video. Tutti i servizi video prevedono che il client video (sullo smartphone) richieda e riceva informazioni video codificate da un server di contenuti, solitamente una terza parte al di fuori della rete dell'operatore di rete. Per i servizi non in tempo reale, un video viene pre-bufferizzato per alcuni secondi prima dell'avvio della riproduzione. I servizi in tempo reale non possono effettuare il pre-buffer; solitamente, essi iniziano la riproduzione al successivo fotogramma di sincronizzazione. Esistono diverse strategie per trasmettere un file video al buffer dello smartphone:
A farla ancora da padrone è lo streaming non in tempo reale. Tuttavia, i servizi in tempo reale stanno crescendo, come i controlli da remoto con feedback visivo, i servizi di sorveglianza e altri. La trasmissione in tempo reale deve avvenire senza interruzione; anche le interruzioni o i ritardi più brevi possono essere percepiti. I servizi video richiedono già grandi sforzi alle reti, ma i servizi in tempo reale saranno critici.
Interfaccia grafica del test di qualità video in QualiPoc Android
Soluzione Rohde & Schwarz
La misura di caratteristiche tecniche chiave come la risoluzione, la frequenza dei fotogrammi, la stima del bit rate e il conteggio dei fermi immagine è fondamentale. In definitiva, queste caratteristiche determinano la qualità percepita dall'utente. La compressione video è altamente scalabile e si basa su algoritmi e impostazioni mirate. La qualità dell'immagine può variare a parità di risoluzione e velocità di trasmissione. Una misura integrativa basata sulla percezione illustra, in modo più affidabile, gli effetti della compressione e della degradazione della risoluzione, tra cui la visualizzazione a scatti e il congelamento del video. Questi fattori vengono riuniti in un unico punteggio. Le misure della qualità video percepita dovrebbero basarsi sull'analisi diretta delle immagini, generando un punteggio MOS (Mean Opinion Score) per un video che si riferisce alle reali percezioni della qualità da parte degli utenti.
Il punteggio MOS è un metodo ampiamente accettato e standardizzato per misurare e prevedere la qualità video percepita. L'ITU-T ha approvato il metodo TU-T J.343.1 sviluppato da Rohde & Schwarz SwissQual AG. Il metodo analizza le informazioni video ricevute e le immagini visualizzate per prevedere la qualità visiva percepita da uno spettatore umano medio. Analogamente a un essere umano, l'algoritmo si limita a esaminare il video ricevuto. Poiché non è necessario alcun confronto con un video sorgente di riferimento, il metodo può essere utilizzato anche per i video in diretta e applicato a tutti gli attuali servizi di streaming video mobile, anche per lo streaming di contenuti criptati. La specifiche J.343.1 in ETSI TS 102 250-2 raccomanda di misurare la qualità visiva per tutti i servizi video mobili.
Questo nuovo algoritmo di qualità video è stato realizzato per gli smartphone, è completamente implementato in Android ed è supportato da tutti i prodotti Rohde & Schwarz per il test delle reti mobili. La gamma di prodotti per test Rohde & Schwarz comprende tutto, dal portatile QualiPoc Android al Benchmarker3 su larga scala. Lo snello strumento QualiPoc è in grado di calcolare, in arrivo in tempo reale, il punteggio dei video, compresi i video in diretta (il caso di test più critico per le reti mobili). Le valutazioni della qualità video sono incorporate in una soluzione di test completamente automatizzata per i servizi video con una serie completa di parametri tecnici e KPI. La versione di base dei prodotti Rohde & Schwarz è in grado di valutare i video di YouTube ed è ideale per coprire i bit rate e le risoluzioni variabili attualmente utilizzati dalla piattaforma.
Le soluzioni di test della qualità video Rohde & Schwarz consentono agli operatori di rete mobile di verificare se le applicazioni video più diffuse funzionano correttamente sulle loro reti. Poiché le prestazioni dei servizi video sono fondamentali per la soddisfazione dei clienti, gli operatori di rete mobile avranno così abbonati più soddisfatti, tassi di abbandono della clientela più bassi e saranno in grado di sottrarre clienti alla concorrenza grazie a soluzioni di test adeguate.
Quando si misura un servizio di streaming video, si analizzano tutte le parti della catena di trasmissione, dai server dei contenuti ai dispositivi degli utenti e ai client software sui dispositivi degli utenti stessi. Le prestazioni della rete mobile rappresentano solo uno dei fattori.
Ulteriori informazioni
Per ulteriori informazioni sulle soluzioni e sui prodotti di misura e collaudo (come QualiPoc Android e i prodotti correlati quali il sistema backpack R&S®FR4 Freerider 4 e Benchmarker3), contattare l'ufficio vendite Rohde & Schwarz o visitare il sito www.rohde-schwarz.com.
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