摘要：详解华为云低时延直播在时延、首屏、卡顿率等体验的优化方案，及如何快速接入方法。
本文分享自华为云社区《DTSE Tech Talk | 第11期：深入浅出畅谈华为云低时延直播技术》，作者：华为云社区精选 。
本期直播主题是《深入浅出畅谈华为云低时延直播技术》，华为云媒体DTSE技术布道师杨金文，与开发者们交流华为云低时延直播的核心优势和关键技术，从直播最为关注的时延、首屏、卡顿率三个指标详解了华为云低时延直播在体验优化方面的技术方案，并向大家介绍了华为云低时延直播的快速接入方法。
随着虚拟直播、自制综艺等在线直播新浪潮的涌现，直播平台的内容生态日渐丰富，满足观众多元化需求。就在2021年，也就是低时延直播发展元年，国内各大知名电商平台逐步使用低时延直播进行精品商品秒杀、派发红包等活动方式，提升了在线观众的观看时长和平台的交易额，进一步挖掘了直播的商业价值，低时延为直播提供了更多应用场景的可能性。
华为云低时延直播产品基于华为近30年音视频技术积累，在传统直播的基础上，通过对传输协议的优化、传输链路的动态智能优选、超低时延的转码等技术手段，将传统直播3-5s的时延降低到800ms以内，满足电商直播、教育直播、赛事直播等时延敏感业务的诉求，为观众提供低时延、流畅的极致直播观看体验。
相比传统直播，华为云低时延直播的关键技术总结为以下三点：
目前，业界直播普遍采用边缘、中心、源站三层架构：
边缘一般采用运营商的单线机房部署，目的是为了更低的成本，更广的覆盖，满足主播与观众的高并发、就近接入的诉求；中心采用多线机房部署，起到流汇聚收敛的作用；源站构建在大云之上，提供高可用的源站增值服务，比如转码、录制、截图、审核等功能。
动态智能网状架构，通过用户地域信息，在满足流媒体用户体验情况下，权衡全局资源的调配，为用户选择最优接入节点以及最佳回源路径，提高整个流媒体平台的平稳与可靠。
以图中三个用户场景的访问路径为例：
观众1：与主播位于同省份，同运营商，智能调度服务将观众1的访问调度到主播推流节点，内部链路短带来了高质量，低成本的极致体验。
观众2：与主播位于同运营商邻近身份，智能调度服务将观众2调度至最优的边缘节点C拉流，而边缘节点C回源到推流节点B获取直播流。
观众3：与主播跨运营商，智能调度给出传统逐级回源的方式，保障访问质量。
为保障转码流E2E保持低时延，转码时延也需要向低时延方向演进。基于华为云在编解码方向的长期技术积累，目前能够控制转码额外引入的时延在150ms以内，并且低时延转码同样支持高清低码技术，能够在同等画质下，降低30%的直播码率，进而降低带宽成本；同时支持画质增强，ROI增强技术，对画面边缘及纹理区域做精准处理，有效提升用户的主观观看体验
从核心竞争力角度来分析，华为云低时延直播具有以下几大优势：
端到端时延：< 800ms
首帧时延：< 400ms
低时延转码：< 150ms
2000+国内加速节点，500+海外加速节点，华为云大部分节点均是各省份骨干线路上的优质节点，节点带宽储备能力≥100Tbps，重点项目将对项目诉求可进行重点覆盖。
支持2K、4K超高清直播
兼容传统直播系统架构，支持RTMP协议推流，无缝支持直播转码、录制、截图、审核、回调等功能，同时支持标准WebRTC协议，对于私有协议接入也仅需要升级播放器SDK，接入更加简单
支持跨AZ多Region容灾，7*24小时服务支持，可用度99.99%。基于华为多年音视频技术的积累，在内部研讨会直播中已稳定商用
动态追帧降时延方案：
启播时，服务端从当前GOP Cahce中I帧开始发送，此时与直播点有一点时延，当服务端收到下一个I帧时候，为了保证低时延，直接跳到下一个I帧开始发送。
启播时，根据客户端快启缓存大小，服务端快速发送Cache数据，然后根据网络质量进行快启发送保护，最后按照倍速发送追上直播点，配合客户端倍速播放能力，做到流畅播放和低时延的平衡。
当网络出现拥塞时，根据帧解码优先级（I>P>B），优先丢弃B帧，如果此时带宽依然有限再适当丢弃P帧，当下一个I帧到来时，择机跳到新的GOP发送。
首帧优化有以下关键措施：
基于以下优化方案，确保在毫秒级时延指标下，卡顿率指标优于传统直播：
根据网络带宽估计模块计算的发送码率将音视频数据均匀发送到网络传输通道中，避免网络拥塞。
详细的对接步骤：