無(wú)論是SRT還是QUIC，UDP都成為實(shí)現(xiàn)低延遲視頻流傳輸?shù)谋剡x項(xiàng)。在剛剛結(jié)束的俄羅斯世界杯，以及即將到來(lái)的重大體育賽事中，SRT與QUIC還將有一番較量。LiveVideoStack對(duì)原文進(jìn)行了摘譯。

文 / Fred Dawson

譯 / 王月美

審校 / Ant

原文：http://www.screenplaysmag.com/2018/08/14/udp-based-streaming-modes-battle-for-traction-as-paths-to-low-latency/

一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)—通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)低延遲、電視級(jí)別的優(yōu)質(zhì)視頻內(nèi)容，已經(jīng)演變成了一個(gè)不那么令人沮喪但仍然令人生畏的挑戰(zhàn)。

對(duì)于執(zhí)行流媒體操作的人員來(lái)說(shuō)，如何在SRT，QUIC，WebRTC和CMAF之間選擇，是日常工作中一個(gè)特別令人惱火的干擾。

在消費(fèi)者擁有比以往更多的服務(wù)選擇時(shí)（根據(jù)Parks Associates的說(shuō)法，僅在美國(guó)就有超過(guò)200種OTT服務(wù)），如果不喜歡他們所看到的東西（而且往往他們經(jīng)常不喜歡），他們可以很容易地選擇離開去其他地方。Parks在2017年第三季度對(duì)超過(guò)10,000個(gè)美國(guó)家庭進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，OTT視頻服務(wù)的累積流失率超過(guò)了50％，這不包括相對(duì)低流失率的Netflix和亞馬遜服務(wù)。

如FCC在其最新的年度寬帶報(bào)告中列出的那樣，當(dāng)下載速度平均高于55 mbps時(shí)，消費(fèi)者不能在忍受啟動(dòng)延遲和卡頓。由Akamai贊助的一項(xiàng)涉及2300萬(wàn)視頻觀看會(huì)議的研究發(fā)現(xiàn)，觀眾開始大量放棄啟動(dòng)時(shí)間延遲超過(guò)兩秒的視頻。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于延遲超過(guò)兩秒的每一秒中就有6％的觀眾停止觀看，這意味著延遲5秒的視頻將會(huì)失去四分之一的觀眾。

由緩沖不足造成的卡頓也會(huì)產(chǎn)生類似的結(jié)果。出席IEEE 2017年網(wǎng)絡(luò)協(xié)議國(guó)際會(huì)議的研究人員表示，他們對(duì)美國(guó)9個(gè)城市625,626名用戶的行為進(jìn)行審查發(fā)現(xiàn)：對(duì)于經(jīng)歷很少或沒有卡頓的用戶，平均每日觀看時(shí)間超過(guò)210分鐘；對(duì)于每分鐘經(jīng)歷0.5次緩沖事件的用戶，平均每日觀看時(shí)間從該值減少到不到30分鐘。另外，Conviva在北美近20億次觀看會(huì)議上編制的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在8％的觀看會(huì)話中，緩沖問(wèn)題至少會(huì)造成一個(gè)卡頓。

在大型電視屏幕上觀看OTT視頻，尤其是涉及直播體育或其他線性內(nèi)容時(shí)，其所帶來(lái)的期望，會(huì)加劇對(duì)性能不佳的無(wú)法容忍。eMarketer表示，目前有55％的美國(guó)人口至少每月有一次在聯(lián)網(wǎng)電視上觀看互聯(lián)網(wǎng)視頻。根據(jù)Conviva最新公布的數(shù)據(jù)，通過(guò)電視觀看視頻的時(shí)間實(shí)際上占據(jù)了第二季度人們觀看視頻流總時(shí)間的51％。

UDP 強(qiáng)大的功能

減少延遲的最新開源方法稱為安全可靠傳輸（SRT），這是一種基于UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的平臺(tái)。自其發(fā)明者Haivision通過(guò)一個(gè)名為SRT聯(lián)盟的支持組織免費(fèi)提供許可證后，該平臺(tái)在過(guò)去一年中迅速獲得了市場(chǎng)關(guān)注。以Haivision和Wowza為聯(lián)合創(chuàng)始人，該聯(lián)盟已經(jīng)吸引了127家公司加入其中，包括Bitmovin，Brightcove，Canal Cable，Comcast Technology Services，Cinergy，Deluxe，Ericsson，Harmonic和Limelight等少數(shù)知名公司以及數(shù)十家小型供應(yīng)商。

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根據(jù)Haivision全球聯(lián)盟副總裁Sylvio Jelovcich的說(shuō)法，在5月份插頭音樂(lè)節(jié)上，利用芝加哥，蒙特利爾，丹佛和德國(guó)的測(cè)試設(shè)施，15個(gè)聯(lián)盟成員成功完成了50多項(xiàng)測(cè)試，并驗(yàn)證了攝像機(jī)，編碼器，解碼器，網(wǎng)關(guān)，多視圖和播放器之間的SRT流。Jeloveich說(shuō)：“看到廣泛的新SRT就緒解決方案不斷在流媒體和廣播界推出是令人興奮的”。

SRT侵犯了Quick UDP Internet Connections（QUIC）已經(jīng)占據(jù)的領(lǐng)地。谷歌發(fā)明的協(xié)議作為IETF標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在處于最終草案階段，目標(biāo)是在年底前完成。SRT和QUIC旨在克服UDP的數(shù)據(jù)包丟失和排序問(wèn)題，同時(shí)消除TCP（傳輸控制協(xié)議）常見的緩沖延遲。這兩種協(xié)議都利用最新版本的傳輸層安全協(xié)議TLS 1.3來(lái)提供安全傳輸。

QUIC通過(guò)分發(fā)和接收端的算法調(diào)整來(lái)修改UDP的實(shí)現(xiàn)，即將UDP的實(shí)現(xiàn)修改為一種流中封裝HTTP 1.1或HTTP / 2格式流的優(yōu)越傳輸替代方法。這使得QUIC傳送的流能夠無(wú)縫轉(zhuǎn)換為接收設(shè)備上的HTTP，意味著QUIC可以傳輸ABR使用的多個(gè)流。事實(shí)上，QUIC通過(guò)TCP恢復(fù)到HTTP作為后備，以緩解發(fā)往多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)流可能落后于阻塞的UDP流量的罕見情況。

QUIC采用多種技術(shù)來(lái)最小化阻塞：例如基于每個(gè)流所采用的路徑的持續(xù)帶寬估計(jì)來(lái)生成數(shù)據(jù)包，以及主動(dòng)重傳最重要的數(shù)據(jù)包，支持諸如糾錯(cuò)或啟動(dòng)加密之類的事情。

QUIC還通過(guò)減少建立連接所需的往返次數(shù)以及避免在建立主連接后在網(wǎng)頁(yè)上建立與二級(jí)源的連接來(lái)降低延遲。在初始設(shè)置中合并了與握手，加密設(shè)置和初始數(shù)據(jù)請(qǐng)求相關(guān)聯(lián)的多個(gè)步驟，而使用壓縮和多路復(fù)用過(guò)程（如HTTP / 2采用的那些）來(lái)避免單獨(dú)設(shè)置以訪問(wèn)頁(yè)面上的子源。

SRT采用了許多這些技術(shù)的變體，包括快速會(huì)話建立，帶寬估計(jì)和通過(guò)低延遲重傳技術(shù)處理丟包恢復(fù)，當(dāng)擁塞程度較高時(shí)，通過(guò)丟棄數(shù)據(jù)包來(lái)緩和該現(xiàn)象。但是，SRT不是依靠HTTP和ABR來(lái)改變比特率以適應(yīng)帶寬可用性的變化，而是實(shí)時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)狀況并濾除抖動(dòng)、噪聲和擁塞的影響。

人們可能會(huì)迷失在SRT與QUIC細(xì)微差別中。但有一點(diǎn)似乎是肯定的：增強(qiáng)型UDP注定要取代TCP來(lái)傳輸?shù)脱舆t視頻流。

目前關(guān)于UDP的思考帶來(lái)了流媒體傳輸?shù)娜姘l(fā)展。由RealNetworks發(fā)明的第一個(gè)廣泛部署的媒體流平臺(tái)Real Time Streaming Protocol就是基于UDP的；隨后是第一個(gè)基于HTTP的流媒體模式，它們最初也基于UDP。TCP在兩種環(huán)境中都取代了UDP，并且它是基于HTTP的ABR占據(jù)主導(dǎo)的流媒體傳輸基礎(chǔ)。

SRT和QUIC的戰(zhàn)場(chǎng)

由于SRT與HTTP流媒體直播（HLS），MPEG-DASH和其他ABR模式的流媒體規(guī)范完全不同，因此它在中間和最后一英里應(yīng)用中將面臨著一場(chǎng)艱苦的戰(zhàn)斗。但作為一種開源選擇，SRT正在迅速取得其作為第一英里傳輸解決方案專有前驅(qū)的成功。

Haivision首席營(yíng)銷官Peter Maag去年在接受StreamingMedia雜志采訪時(shí)表達(dá)了這一觀點(diǎn)，他評(píng)論說(shuō)：“SRT目前是性能流貢獻(xiàn)和分配的理想選擇?！彼a(bǔ)充說(shuō)，“我們的目標(biāo)是擴(kuò)展SRT以應(yīng)對(duì)大規(guī)模的OTT交付挑戰(zhàn)?！?/span>

與此同時(shí)，QUIC在全球端到端商業(yè)部署中獲得了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。谷歌是通過(guò)將所有網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)中的技術(shù)放在服務(wù)器端，并將其置為Chrome瀏覽器中的默認(rèn)模式來(lái)得以展開。任何人在Chrome瀏覽器上訪問(wèn)YouTube視頻都將通過(guò)QUIC來(lái)接收數(shù)據(jù)流。

根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)編譯器W3Techs的說(shuō)法，該技術(shù)的使用正在迅速蔓延到谷歌網(wǎng)站領(lǐng)域之外，現(xiàn)在全球所有網(wǎng)站中就有1％的網(wǎng)站支持它。該數(shù)據(jù)高于2018年初的0.5%。

去年，Akamai成為第一家宣布支持QUIC的CDN運(yùn)營(yíng)商，QUIC現(xiàn)已成為Media Acceleration and Efficiency平臺(tái)的一部分。在從CDN邊緣到運(yùn)行兼容客戶端軟件（如Chrome瀏覽器）的端終用戶設(shè)備的負(fù)載相關(guān)子集的訪問(wèn)路線上，Akamai提供了QUIC服務(wù)。

?“無(wú)論是否使用了QUIC進(jìn)入，都可以應(yīng)用于任何利用Akamai的Media Acceleration and Efficiency平臺(tái)的視頻流”，Akamai媒體部門首席架構(gòu)師Will Law說(shuō)。Law還補(bǔ)充道，Akamai CDN上的ABR流視頻可以使用QUIC通過(guò)TCP或UDP從邊緣位置傳送，其具體取決于客戶端的支持與邊緣服務(wù)器的負(fù)載。

Verizon Digital Media Services最近也宣布其支持CDN上的QUIC，而該CDN在六大洲運(yùn)營(yíng)125個(gè)節(jié)點(diǎn)。VDMS公司的首席技術(shù)官Frank Orozco表示，VDMS客戶可以通過(guò)簡(jiǎn)單的規(guī)則引擎更改來(lái)啟用QUIC，該更改可在幾分鐘內(nèi)生效，且無(wú)需額外費(fèi)用。Orozco說(shuō)道：“無(wú)論是流媒體廣受關(guān)注的體育賽事還是加速購(gòu)物車交易，每一毫秒都是很異常重要的”。

Bluekiri首席執(zhí)行官I?akiFuentes表示，VDMS客戶Bluekiri與其他網(wǎng)站一起運(yùn)營(yíng)著歐洲領(lǐng)先的在線旅行社Logitravel，該網(wǎng)站在QUIC幫助下使得旅行社取得了驕人的業(yè)績(jī)。“自從實(shí)施QUIC以來(lái)，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)性能方面取得了顯著地進(jìn)步，現(xiàn)在訪問(wèn)者能夠較以往來(lái)更快地訪問(wèn)所需信息”，Fuentes說(shuō)。

QUIC使用潛在的重大擴(kuò)展的一個(gè)發(fā)展指向涉及3GPP，即5G移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者。正如來(lái)自愛立信研究部高級(jí)研究員Zaheduzzaman Sarker最近的一篇博客所述，3GPP創(chuàng)建了一個(gè)服務(wù)基礎(chǔ)分組核心架構(gòu)（SBA），其中HTTP / 2通過(guò)TCP作為傳輸模式，而它現(xiàn)在正在研究UDP上的QUIC。

憑借“no-HoL，多路復(fù)用，流量控制，安全性，更好的擁塞控制”等功能，QUIC是一種比TCP更好、更快的協(xié)議”，Sarker說(shuō)。“3GPP正在研究QUIC取代TCP的潛力。雖尚未做出定論，但這說(shuō)明了QUIC成為首選運(yùn)輸選擇的潛在途徑，這不僅是考慮用戶的流量，也是為了控制平面的流量?！?/span>

SRT的反擊

在貢獻(xiàn)（第一英里）領(lǐng)域，這是SRT的最佳選擇。問(wèn)題在于該技術(shù)是否能夠獲得IBM Aspera，Signiant，Adobe Send＆Track以及其他許多財(cái)力雄厚公司的專有系統(tǒng)提供服務(wù)，是否足以作為衛(wèi)星或?qū)Ｓ面溌返奶娲桨?。如果是這樣，那么影響可能是深遠(yuǎn)的，使得各類專業(yè)視頻制作者能夠在免許可證的平臺(tái)上訪問(wèn)基于UDP性能的級(jí)別。

福克斯體育近期使用Aspera的FASPStream平臺(tái)，為莫斯科國(guó)際足聯(lián)世界杯現(xiàn)場(chǎng)制作的經(jīng)驗(yàn)提供了一個(gè)戲劇性的視角—即在這種情況下，在長(zhǎng)距離生產(chǎn)場(chǎng)景中可以做些什么。正如Aspera副總裁Richard Heitmann所描述的，Fox使用基于UDP的Aspera傳輸平臺(tái)與Telestream的Lightspeed Live捕獲和Vantage轉(zhuǎn)碼解決方案相結(jié)合，使得洛杉磯工作室的現(xiàn)場(chǎng)直播制作可距離該活動(dòng)6000英里以外。

Heitmann指出，“傳統(tǒng)上，舉辦諸如此類的重大活動(dòng)需要在全球范圍內(nèi)大規(guī)模地部署生產(chǎn)人員和設(shè)備，包括昂貴的實(shí)時(shí)衛(wèi)星饋送或具有高質(zhì)量服務(wù)的專用地面網(wǎng)絡(luò)。但FOX Sports并未采用這種傳統(tǒng)模式，而是選擇采用更具創(chuàng)新性的方法，使其能夠充分利用其洛杉磯生產(chǎn)設(shè)施和人力。”

?？怂乖诙砹_斯12個(gè)場(chǎng)館的每臺(tái)攝像機(jī)都可以在十秒內(nèi)完成原始饋送，并在其美國(guó)洛杉磯工作室編輯內(nèi)容，以便在美國(guó)進(jìn)行直播覆蓋。“該組織計(jì)劃明年將為FIFA女足世界杯和其他重大體育賽事（包括NFL比賽）使用Telestream-Aspera聯(lián)合解決方案”，他說(shuō)。

從NFL如何使用該技術(shù)判斷，SRT可能已經(jīng)應(yīng)對(duì)了這一挑戰(zhàn)。正如今年美國(guó)國(guó)家橄欖球聯(lián)盟信息技術(shù)副總裁John Cave在NAB Show所描述的那樣，該應(yīng)用程序與聯(lián)盟需要為美國(guó)以外的游戲中的游戲裁判審查產(chǎn)生即時(shí)回放的需求有關(guān)。

美國(guó)國(guó)家橄欖球聯(lián)盟通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用SRT運(yùn)輸?shù)男畔?lái)從倫敦審查紐約總部，其接收和倫敦現(xiàn)場(chǎng)觀看的重播之間有280毫秒的延遲?！八麄冎皇菑膹V播卡車上獲取SDI信號(hào)并將其放入Haivision的SRT啟用的Makito X編碼器中，然后關(guān)閉它們，”Haivision的作者M(jìn)ark John Hiemstra在最近的博客文章中說(shuō)到。

QUIC和CMAF強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合

用于最后一英里分發(fā)，渠道商選擇了開源的QUIC，它的一項(xiàng)新發(fā)展是通用媒體應(yīng)用格式（CMAF），ISO MPEG標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為一種通用容器，它通過(guò)兩種領(lǐng)先的流媒體協(xié)議—Apple的HLS（HTTP實(shí)時(shí)流媒體）和MPEG-DASH進(jìn)行加密和流式傳播。如前所述，該標(biāo)準(zhǔn)支持一種可選的降低延遲的方法，該方法涉及將ABR片段分解為更小的塊，這些塊可以順序傳遞給客戶端進(jìn)行回放，而無(wú)需等待整個(gè)片段全部加載到緩沖區(qū)中。

分塊傳輸編碼是HTTP 1.1及更高版本中可用的流數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。雖然CDN需要支持鏈接塊和存儲(chǔ)CMAF片段，但是以新舊設(shè)備常見的高處理速度支持ABR的任一客戶端都可以使用CMAF分塊過(guò)程而無(wú)需額外的軟件支持。通過(guò)在塊到達(dá)時(shí)及時(shí)播放，播放器避免了等待完整片段到達(dá)所導(dǎo)致的延遲。

片段由關(guān)鍵幀限定，而片段內(nèi)相等長(zhǎng)度的塊包括ISO-BMFF中稱為電影片段文件（moof）和媒體數(shù)據(jù)盒（mdat）的已知內(nèi)容。播放器不會(huì)請(qǐng)求單個(gè)塊。相反，塊是所請(qǐng)求片段的中間傳輸?shù)膯卧?#xff0c;其被順序地發(fā)送到傳遞鏈中的所有點(diǎn)，依賴于適時(shí)的播放器能夠以適當(dāng)?shù)捻樞虺尸F(xiàn)它們。

作為HTTP兼容協(xié)議的QUIC用戶將能夠在新興的CMAF環(huán)境中工作。雖然前面提到的SRT不支持HTTP，但它支持分段，因此啟用CMAF分塊所采用方法的極低延遲功能的機(jī)制需要一定程度的CDN來(lái)支持鏈接塊并存儲(chǔ)不屬于SRT的路線圖。

CMAF的開發(fā)是蘋果和微軟之間罕見的合作，目前還處于采用的早期階段，但似乎注定是要被廣泛使用。值得注意的是，它是消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)的Web應(yīng)用視頻生態(tài)系統(tǒng)（WAVE）項(xiàng)目的定點(diǎn)框架，旨在使內(nèi)容所有者和分銷商通過(guò)MPEG的通用加密（CENC），萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟的媒體源和加密媒體擴(kuò)展（MSE / EME）以及HTML5與CMAF結(jié)合使用，能夠更容易在不同的流媒體系統(tǒng)和多個(gè)設(shè)備上啟動(dòng)可互操作的服務(wù)。

?“WAVE的一個(gè)目標(biāo)是促進(jìn)CMAF周邊的融合，”Law說(shuō)?！爱?dāng)CMAF成為一個(gè)普通的容器時(shí)，它會(huì)減少內(nèi)容分發(fā)者必須準(zhǔn)備的內(nèi)容池，以實(shí)現(xiàn)廣泛的覆蓋范圍。WAVE正在努力使CMAF的實(shí)際使用盡可能地互操作?！?/span>

塊編碼的CMAF的使用已經(jīng)在商業(yè)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)（包括Akamai）上產(chǎn)生了4秒范圍內(nèi)的端到端傳輸指標(biāo)。雖然適應(yīng)QUIC和CMAF的綜合利用將會(huì)是坎坷的，但這方面的勢(shì)頭似乎可能限制SRT超越貢獻(xiàn)階段的程度。

超強(qiáng)干貨來(lái)襲 云風(fēng)專訪：近40年碼齡，通宵達(dá)旦的技術(shù)人生

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的UDP成为低延时流媒体关键 选SRT还是QUIC？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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