從撥號到無線，互聯網在過去十年發生了巨大變化。尤其是隨著移動互聯網的快速發展，數據流量呈現出爆發式的增長。作為每日交付全球網絡互動量接近3萬億次的云平臺，Akamai交付的峰值帶寬就從2007年的715 Gbps激增到2017年的61 Tbps。當我們仔細探究個中緣由，發現這些其實都要歸因于OTT視頻的崛起。據統計，全球互聯網流量在未來4年還將以23%的速度進行增長，而視頻流量的占比將從目前的73%提升至82%，這表明互聯網的絕大部分帶寬都將為OTT視頻服務。[1]
圖一、OTT視頻的興起導致全球互聯網流量的激增
的確，從Netflix十年前在美國推出流媒體服務至今，全球OTT視頻市場已經從新興的替代品發展成為新型互聯網電視平臺，開始與付費電視服務展開競爭。Digital TV Research就預測：到2020年，OTT視頻消費市場將價值550億美元。[2]而隨著移動網絡的進一步發展、智能手機的普及和消費觀念的轉變，中國到2022年將一舉成為全球第二大在線視頻消費國家、為亞太OTT視頻市場貢獻一半的收入——營收額增加76億美元、達到120億美元！[3]
市場前景的看好便意味著競爭的日趨白熱化，而視頻的傳輸與播放質量將是OTT視頻服務商生存和發展的關鍵。從中國來看，網絡視頻直播市場空前繁榮，媒體、社交、電商等企業紛紛進軍該行業，而作為直播中的關鍵技術，延遲時間將決定OTT視頻服務商未來的道路。
那么，直播技術該如何實現低延遲呢？在闡述這點前，我們須弄清延遲的幾點概念。首先，視頻啟動時間不等同于延時。啟動時間是指點擊視頻播放器中的播放鍵到視頻真正播出的時間。因此，視頻用戶可能花5秒的啟動時間看到只有2秒延時的直播內容；也有可能花2秒鐘的啟動時間看到真實攝像機5秒鐘前捕捉到的內容。其次，播放器只有一次機會在播放啟動前去建立一個緩沖區。一旦視頻內容開始播放，播放器捕捉到的視頻信號就會迅速填滿，因此再沒有機會去創建緩沖區。第三，目前視頻大多是以切片的方式進行交付，因此每一個切片的長短就決定了直播的最終延時。一個完整的視頻流分發包括編碼器、第一公里上傳、CDN處理、最后一公里交付、播放器幾個主要環節（見圖二），而延時在任意一個環節中都有可能發生。以蘋果推薦的10秒一個切片為例，終端用戶將會看到約50秒延時的視頻。而如果把每個切片的時長降到2秒，中間的CDN或服務器將會承載更多的請求處理壓力，最終的延時將會降到11秒。但是，低延時又與視頻播放的穩定性屬權衡關系，一味追求極低的延時會在某種程度上犧牲視頻播放的流暢度，因此在實際操作中，低于1秒的切片長度并不常見。
圖二、切片式媒體交付的延時構成要素
針對上述分析，作為視頻服務提供商的您可以從以下幾點來降低端到端的直播延時：
第一、減少編碼的延時。編碼器可以花4秒的時間去完成一個1秒的切片，也可以花1秒的時間去完成同樣的切片。編碼器是可配置的，您可以通過各種設置來優化延時。您要確保編碼器不是在默認模式下運行，而是在可以更快生成切片的優化模式下運行。然而，在某種程度上，您需要在速度和質量之間作出選擇，切片生成的時間越長、視頻質量越高，因此一定的延時也是值得的。
第二、減少切片的時間。實踐證明，2秒切片的穩定性和質量均很好。1秒切片可用于小質量的中低級運動場景。
第三、減少推流時間。這意味著您需要確保您使用的CDN的接入點非常靠近生成視頻流的編碼器。
第四、減少CDN的傳輸時間。您所看到的CDN是一個“云”，內容交給CDN后便無需考慮太多。但CDN由許多的服務器組成，內容需要在中間層、邊緣層等逐層傳遞。因此，CDN廠商在降低傳遞成本與時間方面的能力也會影響端到端的延時。
第五、減少最后一公里的往返時間。這是最難控制的一部分。我的建議是把視頻流從距離終端用戶最近的邊緣服務器交付給終端用戶。
第六、減少播放器啟動時的緩沖時間。播放器里啟動時間中的切片數量、切片邏輯都會影響到延時，因此您需要更好地設置播放器算法、采用更穩定的ABR規則來降低再緩沖的風險。
除了上述幾種方法外，最新的CMAF標準將可以進一步降低OTT視頻交付的延時。
CMAF是Common Media Application Format的縮寫，由微軟、蘋果聯合MLBAM、思科、Akamai和Comcast在2016年2月向動態圖像專家組（MPEG）提出，并在今年7月被批準成為國際標準。CMAF其實是一個標準化的容器，可以同時容納視頻和音頻文件并不會對現有編碼格式進行任何改變。在目前的OTT視頻交付中，視頻服務提供商通常使用多種協議（例如：HLS、DASH、Smooth、HDS）來把內容傳遞給不同的用戶，這就給CDN的緩存帶來了很大的挑戰。而CMAF的出現恰好解決了這一問題。因為是一個容器，CMAF可以同時儲存多種協議的播放列表（manifest），由于播放列表尺寸很小，所以CMAF大大降低了編碼和存儲成本、提高了CDN的緩存效率，從而降低延時。
此外，CMAF采用了一種低延時chunk模式（見圖三）。目前的播放器需要拿到一段視頻切片后才能播放，但CMAF可以把每個切片切成更小的chunk單元，因此編碼器可以在完成一個chunk單元后就交付給CDN和播放器去處理。最終，這種方式既可以保證極低延時的交付，同時還不影響CDN緩存的效率，讓其可以更好地去擴展。
圖三、CMAF媒體交付
不積跬步，無以至千里。視頻服務提供商只有在OTT直播的每一個環節中降低延時，才能在激烈的競爭中生存和發展。CMAF的出現為OTT視頻的低延時交付帶來了更光明的未來，隨著視頻終端商、分發商都開始支持CMAF，CMAF的使用因此也將成為OTT視頻服務提供商成功的又一關鍵所在。作為OTT視頻交付中的重要一環，Akamai一直致力于CMAF的發展并已將其納入到公司的OTT解決方案中。如果您想了解更多相關信息，請訪問https://www.akamai.com/cn/zh/media-and-delivery/over-the-top-ott-delivery.jsp。
