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2020 年 11 月 10 日的”猫晚“，又是一场视觉盛宴，满满的双 11 典礼感。
自 2015 年以来，每年的猫晚都是重金打造、众星星散，并通过广电卫视和互联网多渠道同时进行寰球多屏散发。
想要把这场极具艺术价值的舞台风光，通过直播技术演幻到挪动端，还原实在，甚至超过实在的音效与视觉，并非易事，但却是阿里云视频云的执着之事。
众所不知，阿里云视频云团队在猫晚这样的重量级晚会直播上，始终承当着重要的技术角色，往年如是，每年如是。
具体说来，猫晚有两大特点：第一个是广电级别的匠心制作。精心的编排，奢华的阵容，酷炫的舞台效果，堪称顶级现场制作。第二个是极致业余，业余的演员和表演，同时现场有业余的各种设施，诸如灯光、摄影、音响和调音台等等设施以及业余的现场导播制作团队。
要把这场实时晚会盛宴进行多屏散发到寰球各地，确保屏幕前的观众一起参加狂欢，感触晚会气氛，就须要背地的技术指标至多要满足三点：高牢靠、高画质、高音质。
首先，高牢靠。确保晚会表演的每一帧画面、每一个声音都能让屏幕前的观众看失去、听失去、感触失去，那么就要求除了各个云端服务必要的高可靠性以外，还须要端到端的全链路来保障每个链路环节的高牢靠。
再者，高画质与高音质。如此匠心之作的晚会，要求区别于个别的泛娱乐主播秀，不仅要重视屏幕前观众的视觉享受，同时也必须要保障他们听觉上的享受，要让屏幕前的观众有如临现场的观看体验。
怎么达到这些技术指标？来看看阿里云视频云的技术解决方案。
高牢靠保障：端到端全链路主备双重机制
针对高牢靠，阿里云视频云是采纳端到端的全链路主备双重机制来实现，同时值得强调的是，阿里云不是采纳两条主备全链路，而是针对全链路的每个环节，进行主备双重机制重保来实现的。主备双重机制能够保障主设施或者主链路环节出了任何抖动、卡顿或者故障等问题，其备用环节会立刻补上，让播放端无感知，最大可能保障观看晦涩。
阿里云视频云把全链路拆分为三大环节: 流动现场、阿里云端、用户侧多屏播放端。（下图所示）
在流动现场环节，次要是信号采集、解决、编码、上传几个模块。其中信号的采集和解决是通过现场的导播制作团队来保障高牢靠的，比方: 能够通过增加多个业余设施和专业人士以及多条线路。
而编码和上传就是信号 IP 化，这须要进行主备重保来保障该环节的高牢靠。现场制作而来的信号须要同时传输给主备两个编码器，这两个编码器应用同一组信号源，同一组编码参数进行编码，而后通过不同运营商的多条专线网络上传到阿里云直播服务中心。
在阿里云端环节中，咱们采纳双核心多机房、主备合流、无缝切换的技术加上资源隔离以及机器独享、冗余的形式来确保云端各个环节的高可靠性。其中双核心多机房是为了容灾，而主备合流是为了保障主备链路环节的流，可能动静选取最优帧率的链路，无缝合并成一路输入。
同时在播放侧，阿里云视频云除了通过寰球 2800 多个 CDN 节点进行多屏散发外，在播放技术上，采纳双回源、多码率组合的播放形式，集成了阿里云播放 SDK 的播放端，能够依据散发的网络状况进行网络自适应来切换不同的转码品位，确保在网络不是很好的状况下也能保障十分顺畅的观看体验。
高音质保障：SRT 接入 + 全链路杜比
在高音质方面，阿里云视频云采纳了 SRT 接入和全链路杜比音频技术，来让屏幕前的观众听到比现场还实在的全景声音。
在直播链路中反对 SRT 协定接入，确保广电行业的视频流能够进行低提早、高牢靠的接入到互联网进行散发。SRT 是基于 UDP 的低延时、高牢靠传输协定，如果要接入一路流的话，须要关上端口，然而多路流的辨别以前只能通过端口来辨别，而当初，阿里云反对能够通过 streamID 的形式辨别不同流来接入，从而进行端口复用。
用户能够通过任何一款的反对 SRT 的推流端设施或者软件间接推流到阿里云边缘节点即可应用，比方业内通用的 OBS 桌面软件推流端或者其它硬件 SRT 推流设施。同时阿里云视频云与 Haivision 厂商密切合作，也反对 Haivision 的 Media Gateway 和硬件编码器等各种硬件间接接入。
阿里云视频云为实在还原晚会现场声音，采纳了杜比全景声技术，反对端到端全链路杜比音频传输，确保各个转码品位的音频也是杜比音质，让网络环境不好的屏幕前的观众也能享受到高音质的全景声，感触甚至比现场还实在。
高画质保障：窄带高清 2.0+FPGA265 编码
在高画质方面，采纳了独有的窄带高清 2.0 技术和 FPGA265 编码。
阿里云视频云窄带高清 2.0 技术，是从人眼视觉模型登程，将视频的优化指标从经典的“保真度最高”调整为“主观体验最好”。凭借独有算法，冲破当代视频编码器的能力下限，在节俭码率的同时，也能提供更加清晰的观看体验。
而应用 FPGA265 编码器来保障码率更多的节俭，同时 FPGA 编码器也可能提供更好的实时压缩性能，确保高画质视频码率更低，画质更真。
咱们晓得 H265 具备很好的压缩比，然而在直播过程中如果应用 CPU 转码，很难达到实时，因为 265 的计算复杂度比拟高，针对高分辨率、高帧率、高码率的视频源，应用 CPU 去做高画质的压缩计算来实现 265 转码，实时性是简直不可能有保障的，而且 CPU 机器的老本也是比拟高的。
所以，业内通用的做法是偏向于应用 GPU 或者 FPGA 等借助硬件来实现 H265 的实时编码。
达摩院 XG 实验室精心打造了一款实时的高性能的 H265 FPGA 硬件编码器“XGH265”，不论是从压缩成果还是性能等各个维度来看，都曾经达到了业内顶尖程度，同时它还反对可配置的视频前解决的能力，在画质更清晰的观看体验下，压缩比和压缩性能最好。
在压缩性能上，XGH265 的压缩性能和 X265 的 slowpreset 品位相当。咱们要晓得，在直播过程中针对 1080p 的源流可能达到 X265 slow 品位的实时压缩性能是十分艰难的，在业内的各种 GPU\FPGA 等硬件编码器简直是不可能实现的，在实时和画质之间无奈同时均衡。而 XGH265 是目前市场上常见的一款可能反对 1080p 60fps 实时，且压缩性能相当 X265 的 slow 品位 FPGA 卡。目前阿里云达摩院 XG 实验室正在针对 4K 甚至更高的分辨率提出更好的计划，后续也会推向市场。
从高牢靠、高音质、高画质维度，阿里云视频云提供了端到端的全链路重保解决方案，来保障猫晚这类重大流动的直播，稳如泰山、丝般顺滑、身临其境。
阿里云视频云：回顾猫晚直播重保六年
从猫晚一开始存在的时候，即 2015 年，阿里云视频云团队便开始猫晚护航，期间，团队经验也过了很多重大流动直播的护航。
我的项目的技术负责人蔡鼎说到，“团队从刚刚开始的缓和，到现在的井井有条、平淡不惊，表明了视频云对本身云端服务的稳定性的信念，同时，团队针对端到端的全链路各种指标的监控告警、降级措施、应急预案演习等已做得越来越欠缺”。
针对护航，阿里云视频云团队也有相应严苛的护航手册和条例，所有这些的改良都是通过一次次护航教训的复盘、迭代打磨进去的。
蔡鼎分享到，“以前咱们的护航是边看日志边看监控，而目前咱们是边看直播边看监控告警，将来，咱们甚至冀望能够做到边看直播边购物，和其它购物者一样，咱们要让护航全自动化，碰到问题可能主动决策各种应急预案和措施，同时，业务方本身也可能应用工具来自我保障，最大限度实现全链条的主动智能平安保障。总言之，咱们心愿每次重大流动直播都是无惊无险、平平淡淡、稳如泰山。“
重大盛典 / 赛事直播的视频云技术能力
利用端到端的全链路重保解决方案，阿里云视频云可将技术复用在更多业务场景上，如曾反对的春晚直播、除夕跨年直播、国庆阅兵直播、世界杯直播等等，其中，2018 年的世界杯直播我的项目尤为粗浅经典。
在反对大型晚会、体育赛事、竞技赛事的直播能力上，阿里云视频云的突出劣势在于：端到端的全链路主备解决方案、各种指标的监控、水位告警、大盘监控，以及可视化画面合屏盯屏、主备合流、帧率码率监控等一整套通过屡次大型直播流动打磨过的护航解决方案。
将来，该技术解决方案还有更多的降级空间，技术负责人介绍到，“目前，重顾全链路计划，在主备链路合流上还只能做到 3 - 5 秒的抖动，咱们冀望后续真正做到主备链路帧级无缝合流的能力，让播放端体验齐全无感知，从而以端到端的高牢靠全链路计划，达到广电级别的重保成果。“
阿里云视频云引领直播行业的前瞻性技术，一直摸索与降级，期待更多视觉盛宴以身临其境的直播体感而来。
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