视频业务正在成为网络流量的主流。而视频业务质量的好坏，又直接决定了用户的忠诚度，进而决定了服务商能否获得成功。因此，提升视频业务质量就成为视频服务产业链各环节工作的重中之重。
在提升视频服务质量方面，除了部署更高速率的网络，还可以采用新的视频标准以降低时延并提高传输效率。在此方面，Akamai与微软、思科、苹果、Comcast等联合发起了视频标准CMAF。
Akamai媒体业务群首席架构师Will Law
提高视频业务质量呼声高涨
全球网络流量正在以指数级速度增长。其中视频业务占比日益提高，逐渐成为主流。根据Akamai的监测，2007年10月20日其平台上的带宽为715Gbps，而到2017年10月20日这一数字已经增长到61Tbps，是10年前的85倍。其中，受OTT流量的推动，2011年和2012年网络带宽增长最快。除了业务量爆发式发展之外，事件直播的增长也是导致OTT流量增长的一个原因。例如，2014年单流最大值为7.2Tbps，2016年、2017年这一数字就分别提高到11.1Tbps和17Tbps。
看到流量的急剧增长，全球主要国家纷纷投身于建设更宽的网络、提供更高的网络速度。例如，在中国，近年来工信部和三大运营商力推“提速降费”，促进网络速度不断提升。根据Akamai的统计，2016年下半年以来，中国10Mbp、15Mbps和20Mbps以上的宽带网络迎来了增长的拐点，其增长曲线从此前的“缓坡慢爬”变成了“陡坡疾进”，为视频业务的普及打下了基础。
但是，这样的速度还不能满足视频业务的发展需求。例如，4K目前呼声渐高，业界普遍认为15Mbps及以上带宽是4K传输的基本条件。然而根据Akamai的监测，中国15Mbps带宽的普及率在2017年第一季度仅仅超过5%，还不能满足大规模4K业务发展的需求。
那么，有没有可能从视频业务角度降低网络时延、提高网络效率？答案是有的。
标准化容器CMAF提升视频效率
Akamai媒体业务群首席架构师Will Law告诉记者，一个完整的实时视频流分发包括编码器——CDN——接收端等环节，视频流在这些环节之间以不同的格式分发，目前常见的分发格式包括6种：一是RTMP进、RTMP出，该方法在中国较为普遍，在国外很少使用；二是RTMP进、HLS/DASH出，包括Facebook等大型互联网公司多采用该方式；三是RTMP进、websockets出；四是HLS/DASH进和出，是欧美常见的OTT交付方式；五是HLS/DASH CMAF，通过技术优化手段进一步降低延时；六是WebRTC，作为一种新协议，WebRTC能极大地降低延时，缺点是无法缓存。
上述视频分发格式各有优缺点，在网络上呈现多样化分发格式并存的状况。这一状况带来了一个问题：效率低下，CDN需要缓存相同内容的多种格式。
Will Law解释，同一个视频文件用不同的格式存储，这些不同格式的文件会争抢同一个服务器资源，从而发生相同内容、不同格式之间竞争的情况，造成了无端的资源浪费。具体如下图所示：
正是在这样的情况下，CMAF应运而生。Will Law介绍，CMAF是Common Media Application Format的缩写，由微软、苹果联合MLBAM、思科、Akamai和Comcast在2016年2月向MPEG（动态图像专家组）提出，并获得了批准。2017年7月，CMAF被批准通过成为国际标准。
Will Law表示，CMAF是一个标准化的容器，视频文件和音频文件都可以装在这个容器中，它对于现有编码格式不会有任何改变，即不会影响现有视频的编码技术。在具体视频文件传输过程中，比如是HLS、DASH等格式的文件，就用m3u8、mpd等播放列表到CMAF容器中取所需要的视频内容，再将其组合成所需要的整块视频文件。而CMAF中的视频内容只用一种格式存储了一份。CMAF统一了视频内容格式，同时又允许m3u8、mpd等不同播放列表的存在。具体如下图所示：
CMAF的另一大优势是改变了视频切片的大小。Will Law表示，现有视频交付都是基于切片的，而通常播放器拿到某个片段的全部视频后才能播放，所以每一个视频切片的长短决定了最终的延时。如果用十秒钟的切片，那么最终延时为50多秒；如果延时缩短到两秒钟，那么延时可能只有十几秒。而CMAF有“chunked”的概念，即将切片长度变得更小，使得视频播放的等待时间也变短，也从另一方面缩短了视频播放时延。
此外，与DASH等基于分片MP4、较为广泛使用的视频格式不同的是，CMAF是一种新格式，更容易消除苹果等公司的顾虑，从而获得一众“大咖”的支持。
Akamai多角度入手助力视频有效传输
除了CMAF外，Akamai还在编码、图像处理等方面采取了更多方式，以提升传输效率。
例如，在视频编码方面目前主要的格式是H.264和HEVC等，其中H.264编码效率并不高，而HEVC有专利权，是非开源的方式，使用起来不方便。为此业界提出了完全开源的编码格式AV1，并且通过编码压缩等工具使得编码更有效率，从而将带宽需求与H.264相比降低60%以上。
在VR图片传输方面，Will Law表示目前业界有三种常见的方式：第一种，每一次画面改变需更换整张图片；第二种，虽然会更换整张图片，但是只重点改变人眼聚焦的地方，比如画面中间的人物或是旁边的物体，其他地方保持不变；第三，两张图相结合，一张背景图+眼睛所看到最清晰地方的实时更新图。整体计算下来，第三种方式缓存效率较高，但边缘请求也较多。Will Law表示，当采用第三种方式时，其对带宽最为节省，而虽然边缘请求多，但是可以利用Akamai的CDN资源应对。
而在传输协议方面，Akamai一直快速支持新的协议，如谷歌的QUIC协议在视频行业的广泛使用。Will Law表示，将TCP转换成UDP后，传输效率会提升15%~20%，在网络条件非常好的时候可能效果不明显，但是网络质量不好、最后一公里问题较多时，15%~20%的提升就会带来非常明显的网络改善。
目前，4G网络渐趋成熟，5G网络商用在即，而无处不在的移动网络将成为未来承载视频业务的主体。为此，Akamai也在研究移动网络新趋势，以为视频服务提供更好支持。
视频业务渐成主流，Akamai多方布局，为视频业务的爆发式发展做好了准备。
