超低延时直播白皮书

腾讯云腾讯云音视频CAICT中国信通院超低延时直播白皮书腾讯云中国信息通信研究院云计算与大数据研究所2022年2月 目录■前言101/直播行业发展背景2秀场游戏场景推动网络直播产业初月规模5@在战教言兴起为超低延时直播带来发展机遇8@各行业“直掘+"转型加速超低延时直插规模化落地02/直播技术发展概述11@标准直播延时问题仍成为直播技术发展瓶颈12①直播流媒体协议向低时延目标不断演进13@WebRTC技术优势促进超低延时直播恢速发展1603/超低延时直插技术架构及性能优化19 @超低延时直插技术架构20■上行接入20·网络加速21■下行接入22 @超低延时直插技术优化23·延时优化23·卡顿优化24·首顿优化37■媒体处理优化源2804/超低延时直播推动多场景应用发展与选代29@在线教育30 电商带货31赛事直播32@会展直播3305/超低延时直播末来发展趋势34■参考文档36 前超低证时直插白皮书前言上世纪末，流媒体直播技术起始于传统广电行业发展。早期的媒体协议基于MPEG-TS(MpegTransportStream)格式传输于专用网络环境。随着互联网技术的发展，直播技术逐步应用于包括泛互、教育、广电等多个行业我图的网路直播起于20世纪动，早期主案是娱乐秀场和实时游戏费事场素，途清成为一种新兴的网路社交与互动方式，网络直播平台也成为了一种辨新的社交媒体。网络直相比广插、电视、互联网视频，以及近几年广泛使用的微信微博，有着独一无二的媒介特性。范看新政轰的引及资本市场的追择，直据行业首先在娱乐、道戏直插等行业经历了一次大规模增长，2020年后，疫情爆发进一步促进了直播行业高速发展，正在全面赋能电商、放游、文化传播等众多领域直插业务规模的高速增长，直插技术本身也同时得到了长是发展。目前业界所使用的直播传输技术，具有代表性的如：HLS(HTTP Live Streaming)、 MPEG-DASH[MPEG Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 其延 时 —毁高达10-30秒；而基于HTTP协议的 FLV(Flash Video)、RTMP(Real Time Messaging Protocol)传输技术，进一步将延时降低到了3-5秒，但仍然难以满定业务对低延时的求。随着人们对直据过程中强互动、低延时的道切需要，基于WebRTC协议的超低延时技术应运而生；然而其昂责的网络成本、有挑战性的伸缩部署，进一步限制了其在大规模、超低延时直摄领规的应用。本报告主要介绍了直据行业发展背素和技术演过路线，详细阅述了基于WebRTC的技术升级、传统CDN(ContentDistributionNetvrork）网络架构的融合改造，以解决大规模、超低延时直插的分发所面临的成本挑战。通过深度优化各项QoS指标解决WebRTC技术在直拥领域面临的用户体验的挑战，最终使得超低延时直插具备替代传统直摘技术的能力，疫应用到更多的业务场最，例如电商、数育、事件直播等垂直领圾：促进了众多行业业务的恢速增长。 超低证时直插白皮书点捐行业发压肯景直播行业发展背景1.1-秀场游戏场景推动网络直播产业初具规模1.2-在战教育兴起为超低延时直播带来发展机遇1.3·各行业"直据+"转型加速超低延时直插规模化落地 超低还时直插自皮书点捐行业发压肯景直播行业发展背景直播的兴起，直播产业逐步渗透到教育、电商等众多行业，直播平台、观众数量部呈现并馈式发展。时至今日，网络直播已经形成一个新的经济体系，成为当前互联网经济的重要组成部分，在网络文化内容供应、技术创新、商业模式创新的方面发择了重要作用。据部分行业机构统计发现，2016-2019年，我国网路直插市场规模不断扩大，2019年为843.4亿元，同比增长63.4%，占中国网络视听行业总规模的19%，2020年后，在新冠肺炎疫情的影响下，“全民直据”时代来临，网络直滑市场达到历史新高。2021年，中国网络直播预计将持续高速增长，市场规模有望达到0.3万亿元。随着网络直播涉透率的不断提升，我国网络直播习惯基本养成，预计至2026年我国网络直播市场规模将超过2万亿元。250002000G直择市场规模(亿元)150c01000500● 2919+ 202002021*2023 2024 2025+ 2026图1：2019-2026年中国网络直通行业市场规模及预测1.退料来源：中工网络物所节日限务动会 超低时直插自皮书点捐行业发居肯景从整体网络直插用户规模求看，自2020年初新冠疫情的影响以案，我国网络直据用户规模也出现了大幅增长。根据中国互联网络信息中心(CNNIC)2021年2月3日发布的第48次中国互联网络发展获况统计报告》统计数据显示，截止2021年6月末，中网络直插用户规模达6.37亿人，比2018年12月末增加了24亿人。700006168563769网络直播用户规模(万人)6000050000422093967640000300002000010000 2016.12 2017.122018.12 2019.6 2020.122021.6图2:2016-2021年中国网络直插用户规换数育行业：直到疫情的爆发，类似电高直播等新的行业趋势和方向才逐渐明朗：2.退料米源：中工互联网情良中心 超低延时直插自皮书直播行业发展背景秀场游戏场景推动网络直播产业初具规模娱乐秀场直播是最早的网络直播模式，营收方式大多依于观众各种形式的打赏。院普网络直据技术以及形态的不断发展，新的模式不断冲击传统的秀场直插市场，目前秀场直播平台纷纷布局多元化业务，加码社交、强调互动。整体来看，我国秀场直插行业发展经历了4个阶段：2013年前的明期、2013-2014年的成长期、2015-2017年的爆发期，2018年至今进入成熟期。2005-20122013-20142015-20172018-至今萌芽期成长期螺发期成熟期至3：中压秀场直播发展历程早期的秀场直播互动主要表现为消息弹幕、点费、送礼等较为传统的形式。然而，这种二维的互动方式限制了主据和观众的互动沉漫惠，连麦互动的逐渐成为娱乐秀场直播的刚需。连麦互就最大的技术难题就是解决双向直据带案的延时，超低延时（延时<1S）直插应运而生：为了满定业务场素，业界众多实时音视频解决方案和产品快速涌现：实时音视频技术底层通常采用UDP[UserDatagramProtocol)协议，结合jitterbuffer以及插播控策略，具备较好低延时特性，多数此类产品的时延控制在50oms内，为直插互动提供了有力的技术支撑。游戏直播是早期直插发展较好的另一个领域。游戏直播起始于20世纪初期，由量早期的视频网站和语音平台明劳，之后元后经历了增长期、爆发期，目前正处于稳步发展的成熟期。菊芽期：2013年以前增长期：2013-2014年净发期：2015-20182势2019-至起始于20世初期纯线漏进发层图4：中国游戏直播行业发展历程 超低延时直插白皮书直播行业发展背景游戏直播早期主要是部分游戏平台对大型游戏赛事进行实时直滑的视频内容服务，逐步发展为部分主拥通过直插平台对热门游戏内容或游戏实时场最进行解说的形式。为了增加和用户的实时互动，大部分直播平台还会为每个游戏直捕问设置弹幕，方便观众实时评论。当前，我国游戏直拥已处于成熟期，伴随着国家对整个游戏行业、特别是针对青少>年的监管体系目趋完善，整个游戏直插行业进入有序竞争环境，预计未来行业市场规模将进入稳步发展，预计到2022年，游戏直拥市场规模将达到530亿元人民币。600530500435直播市场规模（亿元）40030025821520I 20180 2019 2020 2071图5：游欢真捐行业发展伟票预测从满戏直行业的发展趋势看，游戏直据平台不仅仅在用户流量、主播资源这两方面竞争，更在向用户精细化运营、内客多元化控据、直播技术特性创新等更广泛的领域进行全面竞争，以建立独有的平台优势：术的持续发展。“全真互联”逐步在游戏直播领域中落地。3.理家a:ww.ineseaxchxhinstom 直播行业发展背票超低延时直插白皮书一方面，更多的直据创新玩法应用到游戏直播中。以虚拟人为例，2021年元宇由摄念爆发，虚拟人投资热溯在国内一级市场方兴末艾。同时，国家政策鼓励虚拟人创新发展，扶持文化与科技产业深宝融合。2021年10月广电总员发布《广播电视和网络视听*十四五”科技发展规划，指出“要推动虚拟主播、动函手语广泛应用于新闻播报、天气预报、综艺科教等节目生产，创新节目形态，提高制播效率和智能化水平”，首次明确地鼓励和支持虚拟人等新直播技术的发展和应用：另一方面，游戏直插逐渐呈现更沉没式发展趋势。随着5G等更大传辑带宽的新的网绪技术发展，大型游戏赛事可以将新的游戏直播玩法下，信息接魅、人机交互的模式发生更丰富的变化。这是一个从量变到质变的过程，意味着线上线下的一体化，虚拟世异和真实世界的陷合，帮助用户实现更真实的体验。这些强烈的低延时直措技术能力需求，准动着实时通信到音视频、计算能力等一系列基础技术进行升级优化 直播行业发展背景超低延时直插自皮书在线教育兴起为超低延时直播带来发展机遇直插是在规教育行业的重要手段。通常理释，在线数育是要于互联网基础技术能力进行授课和学习的方式，这种数育方式的优势在于突玻空间和时间的限制，可以最大程度降低线下固定的数室、排班表固定时间等问函的影响和制约，在一定程质上有效陷低了人们接受数育的门整。基于这样的优势，2013年以后，在资本的推动下中国在线数育行业开始蓬勃发展，无论是1对1还是1对多，还是职业数育等众多形式，部借助直播实现了初步规模化发展，并在在经济层面上，随着人民生活水平的提高，中国居民消费结构不断选代，数育文化娱乐支出比重上升明显。据国家统计局发布的2020年居民收入和消费支出情况3数据显示，2019年，中国居民人均数育文化娱乐支出为2513元，同比增长12.9%。随看生活质量的提高，人民对教育的重视程度和投入将不断增加，为在线教育行业的发展提供了良好的经济基础。在技术层面上，实时音视频产品也为在线教育的癌发提供了有力的技术支撑。这种直播方式打破时间，空间限制，增强致、学互动性，提高性价比，受到大量数育企业和消费者的背象，如学科、职业教育、表使教育等均进入线上直插教学。然而，早期的实时音视频技术存在的不足也限制了直播技术在在线数育领的大规模应用。在基础资源上通常使用BGP网终以及核心骨干网区域的IDC机房，总体硬件成本较高，限制了低延时直播技术的大规模应用。行业内的实术侵入性较高。这些葬量往往会导数一个在线教育平台的产品需要集成多家实时吾视激产品的SDK，接入和使用复杂度较高。4.SDK：敦净开发工具包（SDK）量一个可卖装的款件包中的载件开发工具的集合 超低延时直插自皮书直播行业发展背景随着直播行业高速发展，直播应用正在全面赋能电商、旅游、文化传播等众多领城。中国网络视听节目服务协会发布的2021年中国网络视听发展研究报告》显示，受直播经济增长趋势准动，越来越多的网络文化企业、传统企业增项经营内容或入局网络直播领城，为产品和服务拓展新的推广和销售渠道，通过“直播+”的形式实现转型升级。电商直播从2016年淘宝、京东等传统电商探索“直播+电高”新模式开始，经历了萌劳期、成长期、快迪发展期三个阶段，2020年开始，受应情影明，直播电商GMV已经突破1万亿元：从艾瑞咨询等相关机构数据预计末来几年直播电商仍特迅装发展，2025年直播电商市场GMV将接近7万亿元。%ZC7.3%■注：1.直指电商用户法透率-直增商用户/同期互联网平均月活用产锂模2.直据电商用户损在统计周期内提交过一次直搭电商购物订单的用户●2019年● 2020年 2021年H1图6：直播电商甩户漆遥率分析4.2%32.6%29.1%■注：1.直播电商重度用户指当月提交订单≥5单的用产2.直强间互动包括点货，课论、送礼物及转发等 2019年8.月2023年8.月2021年8月图7：直指电南量用产直泽间互动比例分折5，数受来通：202