杜百川：运用组播ABR和CMAF降低IP直播延迟

2018ICTC主题报告会于杭州正式召开，本次大会主题“创新发展模式，深化媒体融合”，会议现场各个广电领域的嘉宾就5G、物联网、4K等热门话题进行了深入的讨论。
 

随着10月1日，央视4K频道的推出，对整个广电IP化建设提出了新的要求，如何在大容量视频的环境下，降低点播乃至直播延迟是目前广电网络所需要考虑的重点。国家广播电视总局科技委副主任杜百川先生在ICTC主题报告会的下午发表演讲，就IP网络如何降低延迟，提出了自己的研究及看法。杜百川副主任表示，广播电视进入IP时代，许多运营商运用IP进行直播、点播，那么有线运营商就很有必要了解一下如何降低IP直播的延迟。

根据华为推出的4K承载白皮书，4K视频点播业务如果要满足U-vMOS》4.0（良好）的网络要求，4K点播业务码率要求》25Mbps，E2E带宽在考虑云端优化的前提下》37.5Mbps，RTT小于20ms，丢包率《2.4*10-4（云端未优化小于等于3.4*10-5）。综合考虑之下，保障视频业务体验U-vMOS》4分，则需要网络E2E》100Mbps，RTT小于20ms，PLR达到10-5。

对于有线网络运营商如何降低直播延.，杜百川老师主要分享了两种技术作为参考意见，组播ABR和CMAF。

杜百川副主任表示，IP网络直播视频时最大的问题是如何解决大容量视频的并发问题，尤其在直播春节晚会，足球世界杯的时候，组播ABR技术结合CDN网络解决这一难题，通过组播传送所有观众请求的流，意味着运营商只要从原始服务器提供单个流就可以，减轻自身网络带宽压力。

组播ABR能够大幅度平滑流量，并且相比单播ABR，对于用户数量的增加，成本上升更为缓慢，能够减少尽可能多的成本。

思科曾对于有线网络的分发结构分为三个阶段：第一阶段，通过传统机顶盒+IP网络调制解调器各自分发各自的内容；第二个阶段，传统机顶盒和IP在调制解调器整合在一起，然后通过IP机顶盒分发给不同用户；第三阶段，通过组播ABR调制解调器，通过单播组播协同传送的方式，将IP数据传输到每个家庭。组播网关可以被设置接入网的不同地方，在网络终端设备、家庭网关或者网络终端上。在不同情况下都能获得不同的延时。

另一方面，基于CMAF的IP流延迟几乎可以控制在秒内，这就足以与现有IPTV的传输质量相匹配。

从影响延迟的角度来看，目前影响到延迟的部分主要有几点，首先是视频的传输格式，曾经的MAS、MSS、AF、AHDS，而如今几乎主流的传输的格式即Aple HLS，MPEG DASH与CMAF。 

影响到延时最大的因素在于编码器，现代的编码方式，主要包括H.264，HEVC，VP9，AV1，AVS，目前各种编码标准的特许费不同，从编码速度来看，AVS的编码效率相对比较快，而目前最快的还是H.264，HEVC之所以不被广泛采用，其实有一个核心的原因是编解码时间太长。

2016年，APple发布了CMAF多格式解决方案，HLS能够使用MP4与TS流两种格式，尽管2018HLS和DASH客户端可以使用同一种文件格式，但仍然有许多原来的设备不支持MP4。

多格式解决方案，如何解决不同格式，不同传输方式，一种方式是用转换复用，播放或者直播VOD都采用单一格式，在终端层面，根据不同终端转成不同格式，通过通用媒体应用文件格式，2016年苹果发布CMAF，HLS能够使用MP4和TS两种格式，因此2018HLS和DASH客户端可以使用这一种文件格式。

最早的HLS大概直播延迟要在30秒，逐步改进之后，ITMP，ITSP可以做到更短一点，CMAF做到亚秒级延迟。iOS2017.1到2018.5，iOS的采用情况达到80%以上。

CMAF主要分为三个主要部分，媒体格式，Media Format 内容清单Manifest以及Delivery递送。CMAF核心目标是提供HLSplaylists和DASH Manifests都能用的单一媒体格式，主要支持者，刚开始包括Apple和Microsoft，随后逐步规范，草案由苹果、微软、MLBAM、Cisco、Akamai和Comcast共同提出。

在智能终端层面，结合SDN的码率自适应，再加上智能客户端，未来将形成真正意义上的整体智能网络。