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网络直播对网络的要求有多高

2020-08-21

  网络直播按需求场景,可以分为两种:高延迟直播,低延迟实时互动直播。

  高延迟直播:是单向传输,只有主播端数据下行到观众端。

  低延迟实时互动直播:是双向的,既有主播端到观众端的下行视频流,也有观众端到主播段的上行视频流。

  高延迟直播:通过CDN进行内容分发,大多数直播平台的做法是,同时选择多家CDN服务商。这种方案的延迟一般是2秒到数十秒。这种方案,是目前的主流方案。

  从架构实现上来说,采用了CDN进行内容的缓存分发。不大可能像某友商说的达到毫秒级延迟。

  从需求上来说,由于主播和观众没有互动。因此,CDN方案没有动力将延迟从秒级降低到毫秒级

  真正对实时通信技术提出挑战的是“低延迟全互动直播”。

直播网络示意

  什么是“低延迟全互动直播”?

  在这种场景下,容许多个主播并存在同一场直播中,也容许主播和观众对话。因此,这种场景下,高延迟是不可忍受的。

  电信级的标准是400ms。延时大于400ms,对话会有明显的不适感,是不适宜对话的。我司新推出的直播产品可以支持7人同时视频连线,100人语音连线。这与其它的P2P连麦方案是不同的。(有兴趣的看官可以自己去求证)

  2s延迟到400ms延迟有多难?

  光在真空中的速度约为300,000km/s,而在其他介质中光 速会大大降低,在普通光纤中,工程上一般认为传输速度是200,000km/s。从现实上来说:

  北京-上海,距离1200km,往返延时12ms

  北京-纽约,距离11000km,往返延时110ms

  赤道周长,距离40000km,往返延时400ms

  这个速度,可以理解为一条专线拉到头的速度。因此,某些宣传说自己零延迟的,基本是违背物理规律了。

  实际应用中,拿北京到上海举例,主播端的视频、音频数据,要经过

  主播的硬件设备前处理-编码:

  传输:中间要经过数个机房、小区宽带、用户的路由器,

  到达用户终端设备,经过用户设备硬件设备解码,后处理,最终呈现到播放出来。

  每一个环节都会产生延时。

  回答题主的问题,网络直播对实时通信的技术要求有多高?

  1、编解码技术。在保证音质、画质的前提下,尽量做到低码率。码率越低,数据包越小,传输越快。

  2、网络传输架构改造。我司没有采用基于TCP协议的CDN方案,从底层协议和布网上开始,创建了基于UDP协议的SD-RTN方案。全球端到端,延时平均76ms。

  端到端是指,从编码器发出开始,进入解码器之前的延时。包含两地传输、server之间的传输、Lastmile的策略。不含捕捉、播放、编码、解码的延时。

  SD-RTN与CDN的区别是:

  (1)基本原理不同。CDN是存储转发结构,设计目的是在各个边缘节点缓存待分发内容,结构上从源站到观众是伞状多级缓存放大方式。SD-RTN本质上一个实时传输网络,用户的数据在网络单元内部和传输线路上都以实时交换方式传送,从而能够保证最低延迟。(2)底层协议不同。SD-RTN采用了专为实时传输设计的UDP协议,避免了采用TCP的延时不可控缺点。能够大大缩短交互延时,延时可从CDN方案的数秒,降低到数百毫秒。(3)内容分发机制不同。SD-RTN是基于自定义路由,选择最优传输路径,直接将内容端到端传输,数据在网络单元中从不缓存,从而最大可能的降低延迟,同时内容安全性也更好。CDN是将内容缓存于缓存服务器中,再将内容就近下发。

  (4)使用场景不同。SD-RTN适用于要求极低时延的实时互动场景,例如网络电话、视频会议、有主播与观众交互需求的互动直播等。CDN适用于对时延要求不高的场景,例如对延时要求不高、类似电视的单点直播、网站加速等。若硬要将CDN改造用于互动直播,那么其结构上对降低延迟的不适应性,始终会成为质量改进需求的瓶颈。

  参考:https://www.zhihu.com/question/50748002/answer/122675227

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