直播延遲是怎麼來的？無延遲零延時直播要怎麼實現？

針對直播中延遲，文章主要給大家談談以下幾點：

影片直播中的延時如何產生？

什麼因素會影響延遲？

什麼方法可以降低直播延遲？

一、影片直播延時是如何產生的？

聲音和光的傳輸需要時間，無線電波的傳輸需要時間，影像和語音資料的編碼、解碼都需要時間。這裡我們主要看影片直播傳輸的時延。

一般來說，影片直播主要涉及到

採集、預處理、編碼、傳輸、伺服器轉碼、解碼

這些過程。這和淘寶快遞運輸的過程非常相似。

比如，你在淘寶上下單購買了1箱麥片，整個運輸過程大致如下：

首先，商家要把貨從倉庫拿出來（採集）並給你的麥片打包（預處理），貼上快遞單，方便快遞員識別和派送（編碼）。

接著，包裹被快遞員攬收，經過一段時間的運輸後（傳輸），到達你附近的派送站，並根據快遞單地址分配派送員（伺服器轉碼）。

最後，快遞包裹送到你手裡，你確認快遞單上的資訊（影片解碼），接著開啟包裝吃上了麥片（播放影片）。

理解了影片直播的傳輸過程，就很容易理解延時是如何產生的了。

影片直播整個傳輸鏈路很長，非常像物流運輸的鏈路，

如果裡面某個環節產生了延遲，量不斷累積，就會直接對整體延遲產生影響。

我們一般會把延遲分成3個型別：

裝置端處理延遲、網路層延遲和服務端內部處理延遲。

1.裝置端處理延遲

從採集端採集、前處理、編碼、打包傳送，到播放端的收包解包、解碼、渲染播放，這裡每一個環節都會有一定耗時。

2.網路層延遲，即裝置與伺服器間的延時

這是常說的“最後一公里”，指的是裝置端到服務端的網路傳輸。在傳輸延時中，有一部分是客觀存在的時間消耗，也有一部分可以從技術上做最佳化。

3.服務端內部處理延時

包括伺服器間的傳輸延時、排隊延時、伺服器處理延時。針對跨運營商、跨國、跨地域的排程處理以及併發高峰的負載排程，在服務上都需要做好耗時最佳化。

二、什麼因素會影響延時高低？

在整個鏈路中，除了以上因素影響延時外，

快取策略、資料編碼、傳輸協議

3個因素對延時的影響會比較大。

1。在一定條件下，快取策略會增加延遲

上文提到淘寶物流的例子，因為影片直播傳輸的路徑很長，很難保證整條路的穩定性，想要保證流暢傳輸，服務端和客戶端都會增加快取（預先儲存一些影片內容）來應對音影片卡頓。

伺服器一般會先快取一部分資料

，把資料傳至客戶端，如果遇到網路抖動，服務端可以使用快取中的資料保證直播流的順暢。

網路狀況恢復良好後，又會重新快取資料。

但如果遇到網路抖動較多時，延時也會慢慢積累，影響到使用者體驗。

2。資料編碼方式會影響讀取延遲

目前我們主流的影片編碼方式是

高階影片編碼

（Advanced Video Coding，AVC），即大家常說的

H。264

。

為什麼我們需要編碼？編碼又如何影響直播延時呢？

假設我們看一部時長2小時的1080P、60FPS的電影，如果每個畫素需要2位元組的儲存空間，那麼整部電影需要佔用

1668。54GB

的空間！

平時我們硬碟的電影只有幾百MB或幾G吧？怎麼會這麼大呢？

其實這些都是被編碼壓縮後的檔案。這樣做不僅節省空間，還能減小網路傳輸的壓力。

那麼編碼是如何影響延遲的呢？這裡主要是

客戶端的解碼關鍵幀

的方式。

怎麼理解呢？我們平時出去吃飯，偶爾會遇到店裡人很多，需要排號的情況。你拿到號（關鍵幀）之後，開始等位。你可能會和朋友去旁邊逛逛街。

如果你逛完街回來，

剛好遇到叫號（關鍵幀），那麼就可以直接進去享用美食（直接解碼，看到影片）。如果錯過了叫號（關鍵幀），那麼就只能等一下，才能輪到你（過一段時間，再解碼）。

以上是咱們生活中比較熟悉的例子，如果用專業的話來說，就是：

如果客戶端收到的第一個影片幀就是關鍵幀I（叫號），那麼客戶端就可以直接播放，如果錯過了關鍵幀I（叫號），那麼就需要等到下一個關鍵幀才可以播放影片。

GOP（影象組）制定了影片幀的組織方式，

每個GOP都會以關鍵幀開頭，所以GOP大小會影響播放端的延遲。

GOP決定了關鍵幀的間隔，也決定了客戶端找到第一個可播放關鍵幀的時間，進而影響影片直播的延遲。

3。傳輸協議不同，延遲也不同

在音影片傳輸過程中，選擇的協議不同，對延遲的影響也不同。

目前在影片直播中比較主流的協議為

RTMP和HLS

，這兩種協議以不同的方式來傳輸音影片流。不同應用層協議對音影片的切分顆粒度，決定了端到端的網路延遲。

RTMP、HTTP-FLV這類基於流分發的協議切片粒度很小，延遲在3s以下

，可以看做實時傳輸協議。

HLS

是基於檔案分發的協議，切片粒度較大，在實際使用中可能會帶來

20s~30s的延遲

。

三、降低延時的手段有哪些？

一般來說，

直播中延遲要低於800毫秒，才能夠滿足連麥互動的要求

，做一些比較高頻的互動。如果延遲高於800毫秒，連麥的效果就很難被觀眾接受了。

從上面這張圖譜，我們可以看到，要達到毫秒級別（1秒內）的延遲，才能夠滿足連麥的要求。為了追求更好的使用者體驗，那麼我們就要不斷最佳化延時，達到最優。

想要在直播中實現低延遲，比較通用的原則是：

選擇一條最優路徑

在這條路徑上做到最優

保持所有路徑優質

1。選擇一條最優路徑

目前使用比較多的是智慧測速，根據使用者個人連線資料分析等方法，選擇最優的網路路徑。

2。在這條路徑上做到最優

選擇好路徑後，就要在這條路上儘可能跑得快。但是這條傳輸路徑包括了採集、編碼、推流、轉碼、分發、拉流、解碼和渲染。這裡最佳化的關鍵點主要在於選擇協議、前向糾錯和丟包重傳等等技術。

3。保持所有路徑優質

只選擇一條最優路徑就夠了嗎？非也，這裡有一個前提，整體道路網路必須足夠好，如果選了爛泥土路，怎麼能夠跑得快呢？

在這裡，網路基建是影響延遲的重要因素。可以透過以下3點來提高：

多節點覆蓋：

一般來說，核心城市網路覆蓋率更高，偏遠地區的覆蓋率較低。為了充分覆蓋，可以採用多節點來確保全網充分覆蓋。

全方位保障：

透過部署全球範圍內的接入點能夠確保這一點，BGP（一種閘道器協議）能夠很好地解決不同網路之間的互通問題。

優質的網路節點資源：

底層網路服務的質量，會決定音影片服務的使用者體驗。一般來說，一線的網路運營商在網路節點的數量和質量上都很有保障。

四、低延時技術未來將如何發展？

5G 網路帶來 1ms 超低時延

高可靠和超低延遲

（URLLC）是 5G 三大主要應用場景之一。5G 對於終端與基站的最低要求是 1 ms，甚至更低。在通訊的時延和可靠性方面，相比之前的蜂窩移動通訊技術，5G 有了極大提升。

這 1ms 有多厲害呢？第三方網路測試機構Open Singanl測試了4G LTE網路的時延為98ms，這幾乎是5G 1ms 時延的100倍。

在5G的技術標準中，為實現這樣的超低延遲做出了許多努力，比如使用新的編碼、更短的傳輸時間間隔、最佳化排程模式、快速自動請求重傳等。

URLLC 是 5G 區別於 2G/3G/4G 的一個典型場景，高可靠低時延對於自動駕駛、工業應用和控制、遠端培訓、遠端手術以及其他高度延遲敏感型業務的廣泛應用非常關鍵。

5G 成熟後，我們可以真正“無延遲”實現 4K/8K 影片直播，使用者的互動體驗和線下沒有太大區別。

P一直保持對5G超高畫質影片直播技術的探索。

早在2019年4月，保利威平臺已經全面支援4K編解碼服務。為5G時代下超高畫質影片的播放進行佈局。

同年8月，我們與廣東聯通開展合作，進行5G網路下的4K+VR超高畫質直播測試。

2019年10月教育裝備展上，保利威首次公開展示5G超高畫質直播課堂，穩定流暢無卡頓。增強移動頻寬帶來高畫質快速的直播體驗，師生雙向互動毫無壓力。

作為企業級直播雲引領者，保利威已經做好充分準備，牢牢把握前沿技術的風向，與企業一起共同迎接 5G 新浪潮。

webRTC發展成熟，低延遲協議走向標準化

在低延遲直播領域，有不少廠商都開發自己的私有低延遲協議，對於使用者來說，如果要從一個廠商遷移到另一個廠商，成本會比較高。

webRTC是目前比較成熟的低延遲協議

，相關資料顯示，每週僅在Chrome瀏覽器上就會有超過15億分鐘的WebRTC音影片通話。

為什麼webRTC能受到青睞呢？

首先，

webRTC基於瀏覽器，無需下載任何外掛和軟體，靠瀏覽器來通訊。其次，它能夠

相容PC端和移動端各種平臺系統。

此外，webRTC的解決方案非常完善。從編碼和解碼、流量控制、音訊處理等方面都提供了很好的支援，程式碼直接開源，大大節省企業的開發成本。

可以預見的是，webRTC會逐漸成為音影片通訊協議的主流，各家的私有協議也走向統一和標準化。音影片通訊開始應用於眾多

垂直行業

，比如線上教育、線上醫療、空中宣講會等。

保利威直播擁有

基於標準webRTC的實時音影片解決方案

，同時對webRTC協議進行定製最佳化。透過自研RTC加速網路和強大的影片雲能力支撐，為客戶提供跨平臺、高品質、可定製化的一站式解決方案。

同時，保利威webRTC解決方案在教育培訓、醫療、金融等場景下表現出強大的可用性，能夠靈活應對各種場景下的需求。

教育培訓：

靈活支援互動大班課、小班課、雙師課堂、一對多小班等多種授課場景，還原線下課堂互動效果。

醫療：

支援遠端多方影片會診、線上實時手術，突破醫療資源的地域限制和系統平臺限制，降低診斷成本。

金融：

適用於影片面籤、證券開戶等場景，申請人影片連線客戶，遠端完成申請，透過線上互動開展理財金融活動。

如今，webRTC蓬勃發展，低延遲音影片通話將會有更多發展空間。保利威將繼續在音影片領域不斷鑽研，為不同領域的客戶提供有借鑑意義的創新技術和優質解決方案，為行業的發展貢獻自己的一份力量。