Pcr accuracy error что это

Тестирование IPTV в режиме эмуляции ресивера (STB EMULATION)

Продолжаем серию статей про тестирование IPTV при помощи анализатора Greenlee DataScout 1G. В этом разделе мы рассмотрим тестирование в режиме эмуляции ресивера (STB EMULATION).

В режиме STB EMULATION устройство DataScout 1G подключается как конечное устройство для эмуляции ресивера телевещания (отправка запроса IGMP join). Приложение поддерживает стеки сетевых протоколов UDP/MPEG-2 TS и UDP/RTP/MPEG-2 TS.

Рисунок 1 – Схема тестирования IPTV в режиме эмуляции STB

ADSL2 или VDSL2

xDSL modem w/router

Модем xDSL с маршрутизатором

Головная станция видеосигнала

В приборе DataScout 1G должен быть установлен IP адрес и выбрана нужная (или создана новая) конфигурация прибора в меню «Настройки».

Перед началом эмуляции STB устройству DataScout 1G потребуется список каналов. Этот список включает номера каналов и IP-адреса, которые будут использоваться для тестирования. Список можно ввести вручную или импортировать через USB-порт устройства DataScout 1G. Подробнее работа со списком каналов описана в разделе «Импортирование, создание или редактирование списка тестируемых IPTV каналов».

После загрузки списка каналов (Channel List) для каждого канала будет отображено действие Connect (подключиться). После нажатия на Connect (подключиться) обозначение измениться на Disconnect (отключиться). Это означает, что при запуске эмуляции STB будет запрашиваться подключение к этому каналу. В зависимости от используемой полосы пропускания можно запросить одновременное подключение к нескольким каналам. Рекомендуется не превышать скорость 40 Мбит/с.

Запуск эмуляции STB

1. Далее следует выбрать каналы, к которым необходимо подключиться.
2. Чтобы запустить тестирование эмуляции, нажмите кнопку «Старт». В случае нахождения на экране списка каналов (Channel List), нажмите кнопку «Влево», чтобы перейти к экрану LIVE.

Подождите, пока не появится список подключенных каналов.

Рисунок 2 – Пример подключенного IPTV потоков

На рисунке 3 показан список подключенных потоков. Щелкните на значке «+», чтобы развернуть дерево с информацией о номерах PID внутри потока:

• Тип PID (таблица типа PAT/PMT/. и данные аудио/видео)
• Номер PID
• Пропускная способность для каждого PID, соответственно.
• Общая пропускная способность для всех подключенных каналов. (Примечание: Если общая пропускная способность превышает 40 Мбит/с, лишние каналы будут отключены.)

Рисунок 3 – Пример дерева с информацией о номерах PID внутри потока IPTV

В любое время во время тестирования можно вручную изменить состояние канала Connect/Disconnect (подключиться/отключиться) в списке каналов.

Если линии передачи имеются другие потоки, кроме перечисленных в списке каналов, они будут показаны как пассивные (если в настройках включена функция пассивного мониторинга (Passive Monitoring)).

Результаты тестирования IPTV в режиме эмуляции ресивера (STB)

Чтобы просмотреть подробные результаты, нужно щелкнуть на соответствующем узле дерева потоков на экране LIVE, а затем нажать кнопку «Вправо», чтобы перейти на экран статистики. Для каждого PID, а также для всего потока, на трех вкладках, обозначенных как Basic (основные), Packets (пакеты) и TR101290, будут представлены подробные показатели и информация о состоянии.

Вкладка Basic (основные)

Рисунок 4 – Результаты измерения IPTV: информация о потоке (STREAM) или PID в потоке

На этой вкладке представлена информация о потоке (STREAM) или PID в потоке, включая:

• Адрес многоадресной передачи
• Тип данных (поток/PID)
• Номер PID только для PID
• Битрейт
• IP-адреса источника и адресата
• UDP-адрес источника и адресата

Вкладка Packets (пакеты)

Рисунок 5 – Результаты измерения IPTV: информация о статистике пакетов потока

На этой вкладке представлена информация о статистике пакетов потока (STREAM), включая:

• Потери пакетов (общее количество и процентное соотношение)
• Нарушение последовательности пакетов (общее количество и процентное соотношение)
• Отброшенные пакеты (общее количество и процентное соотношение)
• Полученные пакеты (общее количество и процентное соотношение)

Вкладка TR101290

На этой вкладке представлена информация о показателях потока Priority 1 и Priority 2 для TR101290, включая:

Рисунок 6 – Результаты измерения IPTV: информация о показателях потока Priority 1 и Priority 2 для TR101290

Показатели Priority 1:

• TS Sync Loss (потеря синхронизации),
• Sync Byte Error (ошибка байтовой синхронизации),
• PAT Error (ошибка PAT),
• PAT 2 Error (ошибка PAT2),
• Continuity Error (ошибка последовательности),
• PMT Error (ошибка PMT),
• PMT 2 Error (ошибка PMT 2),
• PID Error (ошибка PID).

Показатели Priority 2:

• Transport Error (ошибка транспорта),
• CRC Error (ошибка CRC), PCR Error (ошибка PCR),
• PCR Repetition Error (ошибка повторяемости PCR),
• PCR Discountinuity Error (ошибка нарушения последовательности PCR),
• PCR Accuracy Error (ошибка точности PCR),
• PTS Error (ошибка PTS),
• CAT Error (ошибка CAT).

Проверка временных меток в Transport Stream

Transport stream (TS) является доминирующим форматом передачи медиа данных в сетях цифрового телевидения IPTV, DVB/ATSC и OTT. Для формирования и воспроизведения TS используются временные метки PTS, DTS, PCR. Проверка временных меток помогает предотвратить проблемы с синхронизацией видео, аудио и других медиа данных. Основное внимание уделяется процессу формирования TS, подробному описанию и методологии проверки временных меток.

Существуют регламенты валидации временных меток. Имеются инструменты, помогающие анализировать TS. В этой статье представлен обзор подходов для проверки транспортных потоков с помощью Elecard Stream Analyzer.

I Мультиплексирование или формирования TS

Процесс можно описать следующим образом:

1. Последовательность сжатых видеокадров и аудио семплов, субтитров, страниц телетекста упаковывается в PES (Packetized Elementary Stream) пакеты.

• PES пакеты имеют переменную длину, их размер может варьироваться в зависимости от размера единицы упакованных данных.
• Каждый PES пакет имеет временную метку: PTS (Presentation Time Stamp) и DTS (Decoding Time Stamp).
• PTS указывает на момент времени, когда должен быть воспроизведен соответствующий элементарный поток данных (elementary stream — ES: видеокадр, аудио сэмпл, страница телетекста, субтитры).
• DTS (Decoding Time Stamp) указывает на момент времени, когда должен быть декодирован видеокадр.
• DTS метка указывается в том случае, если ее значение отличается от PTS.

2. В свою очередь каждый PES фрагментируется на TS (transport stream) пакеты фиксированного размера 188 байт¹.

• Если PTS и DTS это значения времени, то должна быть непрерывная шкала (часы), на которой эти значения отмерены. В качестве такой шкалы выступают PCR (Program Clock Reference) метки. Они указываются в заголовках TS пакетов.

3. В поток добавляются служебные данные — PSI/SI таблицы (Program Specific Information/System Information), SCTE-35, а также иные данные, которые передаются в рамках TS потока. Таким образом, Transport stream представляет последовательность TS пакетов (Рис. 1).

Рис.1 Структура Transport Stream

Мультиплексоры, модуляторы DVB/ATSC, пакетайзеры OTT задействуют PTS/DTS для синхронизации видео, аудио и др. ES. PCR используются для синхронизации часов отправляющей и принимающей стороны.

Ошибки и неточности во временных метках приведут к потере синхронизации, задержкам, проблемам с вещанием и воспроизведением.

Таким образом, контроль временных меток является критически важным для обеспечения высококачественного сервиса. Данная статья посвящена подробному исследованию методики валидации временных меток.

II Проверка TS относительно ETSI TR 101-290

Это технический регламент для цифрового телевидения DVB. Стандарт включает в себя 3 приоритета, ошибки временных меток собраны во втором приоритете.

В данной статье будут рассмотрены ошибки данного стандарта. Хотя существует аналогичный регламент для ATCS. Разница в подходах проверки временных меток заключается в наличии у ATCS более одного порогового значения на каждую ошибку, при этом базовые пороговые значения совпадают с регламентом ETSI TR 101-290. Он же используется при валидации TS в сетях IPTV и OTT.

Для анализа записи потока будет использовано приложение Elecard Stream Analyzer. Оно проверит поток и отобразит найденные ошибки в окне TR 101-290. С помощью Elecard Stream Analyzer можно убедиться в отсутствии следующих ошибок в записи потока (Рис. 2):

Рис.2 Ошибки ETSI TR 101-290

PCR Repetition error: означает превышение дельты между двумя последовательными значения PCR на 40 мс. Данная ошибка была исключена из регламента, т.к. по мнению экспертов, пороговое значение в 40 мс являлось слишком строгим требованием и не приводило к заметным проблемам.

PCR discontinuity indicator error —детектируется при превышении дельты между двумя последовательными значения PCR на 100 мс.

PCR accuracy — отражает точность расстановки PCR у выбранной программы — показывает разницу между ожидаемым и фактическим значениями PCR. При превышении порога в 500 нс детектируется ошибка. Чем точнее расставлены PCR, тем ровнее будет осуществляться вещание.

PTS error: ошибка возникает, когда повторение отметки времени PTS превышает 700 мс².

Рассмотрим видеопоток с частотой кадров равной 25, где за 1 секунду воспроизводится 25 видеокадров. Следовательно, длительность показа одного кадра составляет 40 мс (дельта между двумя последовательными PTS равна 40 мс). В соответствии с регламентами ошибка будет зафиксирована при превышении дельты PTS на 700 мс. Тогда как дельты 41-700 не будут являться ошибками, однако такие приросты времени свидетельствуют об отсутствии данных или, другими словами, дырах в вещании.

В большинстве случаев проверка ETSI TR 101-290 является достаточной, но не полной, поэтому переходим ко второму этапу.

III Визуальный анализ динамики временных меток

Stream Analyzer позволяет построить график для любого целочисленного значения. Чтобы сформировать график PTS или DTS, на панели Explorer необходимо поставить флажок PES напротив интересующего потока. Список PES пакетов отобразится в центральном окне. Выберите любой пакет, затем на панели Property щелкните правой кнопкой мыши по значению PTS и воспользуйтесь функцией Add to graphic control. В окне Graphics появится график. Для построения графика PCR алгоритм действий аналогичен, однако, метки времени PCR (в отличие от PTS/DTS) расположены в пакетах TS.

PTS и DTS имеют разрешение 90 кГц. Максимальное значение 2³³ — 1, система является цикличной. Значения должны монотонно возрастать с каждым последующим PES пакетом. Данное утверждение справедливо для видео кадров в display последовательности.

! В процессе сжатия энкодер может переупорядочить кадры, создав две последовательности:

• stream, в которой кадры были сжаты и уложены в поток;
• display, в которой кадры будут воспроизведены.

По аналогии с PTS/DTS, значения PCR должны монотонно увеличиваться. Эталонный график динамики временных меток имеет форму прямой (Рис. 3).

Рис.3 Динамика PTS, DTS, PCR

Отклонения свидетельствуют о проблемах с мультиплексированием, что может быть следствием ошибок во входном потоке, некорректно настроенном транскодере или мультиплексоре (Рис. 4).

Рис.4 Неравномерное приращение PTS меток

Рассмотрим вариант с OTT. Плеер воспроизводит HLS TS чанки последовательно. Каждый HLS чанк получается с помощью нарезки единого TS на множество отдельных файлов. Но OTT — это лишь часть дистрибьюции. Поэтому график нескольких последовательно соединенных HLS чанков должен иметь вид прямой, монотонно возрастая без разрывов.

IV Отсутствие ошибок относительно ETSI TR 101-290 и линейные графики временных меток не гарантируют отсутствия проблем в потоке.

Необходимо проверить чередование временных меток. Для этого воспользуемся инструментом Time Dynamics:

1. Выберем мод PTS only, в качестве Base укажем Video PID, а в качестве Complementary Audio PID. График показывает разброс между Видео и Аудио временными метками 3 секунды (Рис. 5).

Рис.5 Разброс меток PTS для Видео/Аудио

Чем сильнее разбросаны PTS, тем больше требуется размер буфера для синхронизации данных. Рабочий диапазон — до 1 секунды. Превышение порога может привести к следующим последствиям:

• возникновению дополнительной задержки;
• мультиплексор, модулятор или пакетайзер не сможет сформировать корректный TS, что будет видно по рваному графику вещания и логу с большим числом ошибок;
• с большой вероятностью приставки и плееры не смогут корректно воспроизвести такой поток. Будут наблюдаться рывки и замирания изображения, а также рассинхронизация аудио и видео.

Важно отметить, что на графике не должен наблюдаться тренд на увеличение или уменьшение дельты, т.к. это свидетельствует о постепенном разбегании меток, что точно приведет к описанным выше проблемам.

2. Выберем мод PTS only, Видео PID и PTS/DTS Dynamics. График показывает разницу между двумя последовательными значениями PTS для видео. По аналогии можно построить график для аудио. Данный график визуализирует ошибку второго приоритета PTS error, пороговое значение 700 мс (Рис. 6).

Рис.6 Дельты меток PTS по Видео PID

3. Выберем мод PTS/DTS, Видео PID и PTS/DTS Dynamics. График показывает разницу между PTS и DTS. В нормальных условиях график имеет вид константы, но возможны небольшие коллебания в верхнюю область. Тренд к росту или падению говорит о разбегании меток. Отрицательные дельты соответствуют случаю, при котором значения DTS больше PTS, такого быть не должно. В результате обоих вариантов с большой вероятностью возникнут проблемы с синхронизацией на отправляющей и принимающей стороне (Рис. 7).

Рис.7 Дельты меток PTS/DTS по Видео PID

4. PCR Dynamics показывает дельту между двумя последовательными значениями PCR. Пороговые значения 40 мс и 100 мс, при превышении которых детектируются ошибки 2 приоритета: PCR Repetition error и PCR discontinuity indicator error соответственно (Рис. 8).

Рис.8 Дельты меток PCR по Видео PID

5. Выбираем видео или аудио PID, PTS/PCR Dynamics. График показывает разброс между PTS и PCR метками для одного и того же момента. Рабочий диапазон — до 1 секунды. На рисунке 9 дельта составила 3 секунды. Возможны проблемы, описанные в пункте 1.

Рис.9 Разброс меток PTS/PCR по Видео PID

6. Offset/PCR Dynamics — график показывает дельты между позициями TS пакетов, содержащих метки PCR, и отражает насколько равномерно распределены значения PCR в потоке (Рис. 10). В нормальных условиях график имеет вид константы. На практике возможны колебания вокруг некоторого среднего значения как в нижнюю, так и в верхнюю области. На графике не должен наблюдаться выраженный наклон (тренд) к росту/падению.

Рис.10 Разброс меток PCR в потоке

7. PCR Accuracy — визуализация отклонения значений PCR от ожидаемых значений для выбранной программы (Рис. 11). Допустимое отклонение лежит в диапазоне ±500 нс, в противном случае, детектируется ошибка второго приоритета PCR accuracy. От точности расстановки PCR меток зависит битрейт всей программы, поэтому DVB/ATCS модуляторы крайне чувствительны к данной ошибке.

Рис.11 График PCR accuracy

В этом руководстве мы рассмотрели основные аспекты формирования TS, роль временных меток PTS, DTS, PCR и их валидацию. Приведенная информация поможет более эффективно настраивать, обслуживать и локализовать неисправности в сетях цифрового телевидения IPTV, DVB/ATSC и OTT.

¹В рамках данной статьи не рассматривается вариант реализации с кодами Рида-Соломона.

²В рамках данной статьи мы не рассматриваем вариант «Still pictures».

Александр Круглов — ведущий инженер компании Elecard. Работает в сфере видеоанализа с 2018 года. Александр отвечает за работу с крупнейшими клиентами Elecard, такими как Netflix, Cisco, Walt Disney Studios и др.

ffmpeg: ну очень неровный битрейт

Я тут опять с дурным вопросом. Наверное, блуждаю в трёх соснах. В общем, есть простейшая задача. Надо взять файл и завещать его мультикастом в кольце.

Файл изначально был в Mp4. Я очень аккуратно транскодировал его, аж в два прохода. Вот так:

ffmpeg -hide_banner -fflags +genpts -y -i sample_file.mp4 -c:v libx264 -profile:v high -b:v 4000K -g 25 -pass 1 -an -f mpegts /dev/null ffmpeg -i sample_file.mp4 -c:v libx264 -profile:v high -b:v 4000K -g 25 -pass 2 -c:a copy -b:a 128k -f mpegts sample_file.ts 

Тем самым я очень рассчитывал добиться более-менее ровного битрейта в выходном мультикасте. Ведь ffmpeg’у при таких делах вроде как и ремукса делать не надо, надо просто взять файлик и пульнуть его в виде udp-потока.

Вот параметры файла для вещания:

Input #0, mpegts, from 'sample_file.ts': Duration: 00:08:14.46, start: 1.458667, bitrate: 4490 kb/s Program 1 Metadata: service_name : Service01 service_provider: FFmpeg Stream #0:0[0x100]: Video: h264 (High) ([27][0][0][0] / 0x001B), yuv420p(progressive), 1920x1080 [SAR 1:1 DAR 16:9], 25 fps, 25 tbr, 90k tbn, 50 tbc Stream #0:1[0x101](und): Audio: aac (LC) ([15][0][0][0] / 0x000F), 48000 Hz, stereo, fltp, 139 kb/s 

Вот как я это сделал:

ffmpeg -threads 0 -re -stream_loop -1 -i sample_file.ts -c copy -f mpegts "udp://@235.5.5.5:1234?pkt_size=1316"

И что же получилось? Плеваться хочется. Ну, ошибки типа PCR error и PCR accuracy error — это неизбежное зло. Бес с ними. PAT error и PMT error меня немного удивили. Хотя понятно, что появляются они на стыке, когда ffmpeg заканчивает вещание файла и приступает к его чтению заново. Но неужто там никакой буферизации нет? Или её, буферизацию, надо как-то задавать заранее?

Но вот битрейт. Взгляните сами. Исходный файл, как показано выше, имеет битрейт около 4,5 Mbps. А у мультикаста он скачет как сумасшедший.

В результате когда я подаю этот поток на ремультиплексор (чисто для выравнивания битрейта), то на особо резвых скачках получаю адову пачку CC error, что есть ад и ужас.

Где грабельки? Что я не предусмотрел? Как поправить дело?

What is the definition error 2.4: PCR_accuracy_error?

What is the definition error 2.4: PCR_accuracy_error?

Ответ :

The formal definition of this error is given in the TR 101 290: Measurement guidelines for DVB systems document that is published by ETSI. A brief summary of this error is given below. For more information about this error or the test that generates it, please consult ETSI TR 101 290.

MPEG transport streams must periodically contain PCR (program clock register) values which are a snapshot of the encoders’ program clock at the time that PCR value was generated. These values are then used on the decoder end to reconstruct the 27MHz system clock and ensure that the stream is kept in sync.

A PCR _accuracy_error occurs when a transmitted PCR value differs from what is expected by more than 500 nanoseconds. The expected PCR value is calculated using an extremely stable internal clock in the test device and previous PCR values. The calculated PCR is then compared to the transmitted PCR values to check for accuracy. It is important to note that most receivers do not contain very accurate clocks and therefore can be severely affected by this error.

Эти часто задаваемые вопросы относятся к

Серия приборов не найдена

Идентификатор часто задаваемых вопросов 64136

О компании Tektronix

Мы — компания, обладающая глубокими знаниями и пониманием процессов измерений, которая стремится к максимальной эффективности с учётом возможностей. Компания Tektronix разрабатывает и реализует решения для испытательного и измерительного оборудования, позволяющие обойти вопросы сложности и ускорить процесс внедрения инноваций по всему миру.

Справка и обучение

• Свяжитесь с нами
• Связаться со службой технической поддержки
• Owner Resources
• Учебный центр
• Блог