華為云:插上邊緣計算翅膀,云視頻飛的更遠

來源: 華為云
作者:華為云視頻云CTO 段亮
時間:2020-10-26
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視頻一直是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心力量,隨著ICT基礎設施的發(fā)展,云視頻也在快速的變化和演進,從點播到直播互動,從單向觀看到實時互動,從專網(wǎng)到公眾網(wǎng)絡,從平面視頻到虛實結合的VRAR,從專業(yè)制作到大眾創(chuàng)新,視頻已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面,成為一種基礎能力。

視頻一直是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心力量,隨著ICT基礎設施的發(fā)展,云視頻也在快速的變化和演進,從點播到直播互動,從單向觀看到實時互動,從專網(wǎng)到公眾網(wǎng)絡,從平面視頻到虛實結合的VR/AR,從專業(yè)制作到大眾創(chuàng)新,視頻已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面,成為一種基礎能力。

視頻分發(fā)處理網(wǎng)絡需要邊緣計算

視頻需要更多算力:隨著原有的視頻業(yè)務量的劇增和新業(yè)務的快速發(fā)展,視頻質量越來越高,使得視頻對算力的訴求快速增加。同時,端側設備更傾向于小型化、移動化、低功耗,無法在端側滿足算力要求,算力上移成為趨勢。

視頻需要實時交互:傳統(tǒng)直播的端到端時延通常在3~5秒以上,無法滿足主播和觀眾的實時交流訴求,云VR、AR對時延的要求更為苛刻,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡需要從中心側層層轉發(fā),時延無法滿足要求,算力下移到更靠近用戶的邊緣節(jié)點成為趨勢。

視頻需要更高性價比:傳統(tǒng)的視頻網(wǎng)絡,云側的BGP帶寬成本較高,由于視頻向高清高碼率發(fā)展,成本越來越難以承受,成為發(fā)展視頻業(yè)務的關鍵挑戰(zhàn),通過邊緣計算可以減少中心流量。

視頻需要信息安全:在視頻監(jiān)控、高規(guī)格會議等場景中,信息安全是關鍵考慮要素,通過邊緣計算實現(xiàn)數(shù)據(jù)流在本地閉環(huán)成為趨勢。

構建中心云+邊緣計算結合,靈活調度的實時音視頻一張網(wǎng)

首先邊緣節(jié)點要靠近用戶,以達到更低的時延,因此需要大量的邊緣計算部署,以保障每個用戶的體驗;同時邊緣需要具備一定的算力和存儲,能夠承載視頻處理的能力。

高清會議、線上教育等業(yè)務,在中心云+邊緣計算結合的加持下,體驗將會實現(xiàn)跨越式的提升,在規(guī)模上實現(xiàn)千人同會,隨時發(fā)言,千萬人同看互動;在用戶體驗上達到百毫秒級實時互動;在業(yè)務上也輕易地實現(xiàn)班中班、多屏共享、實時互動等豐富實用的場景。

實現(xiàn)如上場景的技術挑戰(zhàn)也是巨大的。

首先要解決億級用戶,千級邊緣節(jié)點的調度問題,需要對用戶進行聚類、連同節(jié)點,通過業(yè)務數(shù)據(jù)分析、實時探測、AI分析、數(shù)據(jù)湖等技術進行基于體驗、成本等的管理,節(jié)點之間也要有能夠限制條件的Mesh組網(wǎng),使用戶體驗和成本之間達到良好的平衡。

其次,超多方與會對端側的音頻處理提出更高的要求,混音、嘯叫抑止、高音質支持等算法需要更高性能、更好的效果,引入AI算法等等。

再就是視頻的傳輸協(xié)議,當前還沒有一個成熟的傳輸協(xié)議能夠解決全部的問題,華為通過自研的協(xié)議很好的解決了海量用戶的端到端低時延、低卡頓的關鍵挑戰(zhàn)。協(xié)議及相關算法也投入了大量的人力繼續(xù)進行深入研究,將來會開源到業(yè)界,和客戶、友商一起推動視頻技術和業(yè)務的發(fā)展。

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融合邊緣計算的實時音視頻網(wǎng)絡,可以助力VR/AR視頻

當前的VR端側設備已經(jīng)比較豐富,但用戶體驗方面大部分都不太友好,前期有些設備需要背一個主機背包在身上,非常不方便,當前的設備雖然小了很多,但由于承擔了算力的使命,都比較笨重。和實時音視頻結合后,可實現(xiàn)把眼鏡達到準普通眼鏡輕便的程度,同時體驗上接近甚至超越“笨重”的眼鏡。

為了解決VR體驗中的眩暈感,需要把MTP(從頭動到顯示出相應畫面的時間)時延控制在20毫秒以內(nèi),如果把360度的視頻從邊緣拉下來,會消耗用戶過多的流量和端側能耗,最好的做法是在邊緣對用戶的頭動行為進行預測,減少帶寬的同時又能夠保障低卡頓的良好體驗。

AR視頻的渲染放在端側或云側都是不合適的,只能放在邊緣,這也是一個優(yōu)勢,在邊緣上擺脫了能耗等的限制,可以渲染出更好的效果。關鍵除了要解決VR場景中的問題,還需要解決從頭動、渲染、視頻、編碼、傳輸?shù)斤@示整個流程的低時延問題,尤其是毫秒級時延的視頻編碼,又要保障更好的視頻壓縮率,這是一個比較關鍵的難題。

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融合邊緣計算的實時音視頻網(wǎng)絡,助力監(jiān)控視頻

當前主流的視頻監(jiān)控方案,大多是把視頻存在NVR(網(wǎng)絡錄像機)、VCN(視頻內(nèi)容管理節(jié)點)或存儲卡上。視頻監(jiān)控的核心訴求是存儲和智能化,智能化可有效減少人工查看的問題,算法部署在云上看似是比較好的選擇,但由于上云的成本問題無法接受,目前的視頻監(jiān)控云服務大多是只能在云上做相機管理和實時查看,即使提供了云存儲服務,也是收費較高。

于是部分廠商把算法部署到前端,由于前端的設備眾多,且算力有限,效果上也大打折扣。

融合邊緣計算的實時音視頻網(wǎng)絡就很好地解決這個問題,兼顧了視頻的AI能力和入網(wǎng)成本。預判該方案將成為未來視頻監(jiān)控的主流方案。

得益于邊緣計算的技術,邊緣可以實現(xiàn)視頻算法的動態(tài)編排,以滿足各場景的視頻監(jiān)控,同時,相機的管理由于流量小,還可以放到云上統(tǒng)一管理。該方案的另一個核心技術是基于監(jiān)控場景的視頻編碼能力,可通過用算力換網(wǎng)絡,用算力換存儲。

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寫在最后:邊緣計算也是云計算,它是中心云架構在邊緣的自然延伸,同樣是云原生的架構。華為云視頻,基于華為云強大的容器云原生技術和廣泛的邊緣計算資源,構建了云原生的實時音視頻處理與分發(fā)網(wǎng)絡,使能各行業(yè)音視頻走向實時互動,走向更高的性價比,實現(xiàn)更高的安全性。

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