RTMP推流直播在媒體融合時代的意義與影響

王旭鵬

（永吉縣融媒體中心，吉林 吉林 132100）

0 引 言

隨著通信領域4G技術的成熟和移動終端性能的迭代，互聯(lián)網覆蓋程度不斷加深，人們的信息獲取渠道發(fā)生了深刻的變革。無論是傳統(tǒng)媒體還是新興自媒體，都在分享技術革新帶來的流量紅利。直播和短視頻風頭一時無兩，政府機關、企事業(yè)單位、社會團體及個人都能夠通過這種形式傳遞資訊和正能量的價值觀。由于成本和技術門檻受限，RTMP推流直播應運而生，這種模塊化的傳輸協(xié)議可以實現用戶多樣化的直播需求，使得即時直播更加便捷化和智能化。

1 傳統(tǒng)直播系統(tǒng)的局限

傳統(tǒng)直播主要通過便攜式衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)或衛(wèi)星車來實現，將固定機位的攝像機拍攝到的現場畫面轉換為SDI信號，匯聚至現場進行切換或轉播，再利用衛(wèi)星實時傳輸回電視臺，由總控矩陣進行解碼，完成直播[1]。經過幾十年的發(fā)展和完善，傳統(tǒng)直播系統(tǒng)十分穩(wěn)定，每年的春節(jié)聯(lián)歡晚會可以保證全球數十億人次同時正常收看。但是高昂的硬件成本和復雜的操作、維護限制了其應用場景，除了專業(yè)的媒體機構以外，其他團體和個人很難滿足這種應用條件。

2 推流直播的優(yōu)勢

推流直播通過推流器將拍攝到的視頻、音頻信號進行編碼，采用通用的傳輸協(xié)議將其加工成適合網絡服務器的信號數據流，再將其通過移動通信或者光纖網絡推送至對應的服務器平臺，通過資源分配實現直播。

和傳統(tǒng)直播相比，推流直播的設備集成化程度更高，操作也更加便捷。直播人員可以通過成本低廉、便于攜帶的微型推流器實現信號源的采集、加工及推送，輕松掌握操作和維護方法，無需學習過多的專業(yè)技術知識，非常適合平民化、常態(tài)化的直播架構。

3 推流直播的基本原理

3.1 推流直播原理

推流直播原理如圖1所示。推流的過程首先需要通過傳感器設備（Sensor equipment）得到初始的視頻數據（YUV）和音頻數據（AAC）作為數據采樣，之后采用編碼的方式來進行數據壓縮，可以通過硬編碼（API）或軟編碼（FFMpeg）處理音視頻數據，分別得到已編碼的H.264/H.265（規(guī)格更高）視頻數據和AAC音頻數據，再對應各自FLV、TS、MPEG-TS等封裝格式，利用相應的傳輸協(xié)議推送流上傳至服務器，由服務器進行相關協(xié)議的分發(fā)。

圖1 推流直播原理圖

3.2 拉 流

拉流的過程則需要對二進制數據進行解析，從而得到具體的流信息，再對應各自FLV、TS、MPEG-TS等封裝格式進行解復用（demux）操作，獲取已編碼的H.264/H.265（規(guī)格更高）視頻數據和AAC音頻數據。解壓音視頻數據同樣可以采用硬解碼（API）或軟解碼（FFMpeg）的方式，通過相應的解碼操作可以重現初始的YUV、AAC音視頻數據。由于音頻和視頻解碼相互獨立，因此完成后需要影音同步操作。

用戶在各類終端上登錄直播應用，通過應用觀看直播以及互動。

4 推流直播涉及到的技術應用

4.1 4G（5G）回傳技術

4G直播技術建構在4G網絡回傳技術之上。“智能終端+4G背包”的網絡IP回傳使得隨時隨地的網絡直播得以實現，幾乎當前所有的新媒體均以此為主導[2]。

4G回傳網絡中，中國電信、中國聯(lián)通以及中國移動分別采用不同的架構。中國電信、中國聯(lián)通采用IPRAN，中國移動則采用PTN。PTN和IPRAN設備從本質上來說分別對應使用非傳統(tǒng)協(xié)議的二層的交換機和三層的路由器。PTN所使用的是MPLS-TP協(xié)議，而IPRAN使用的則是IP-MPLS協(xié)議，相同點在于兩者都通過包交換的LSP通道來進行傳輸，而不是SDH的時隙。

4G回傳技術可以讓推流器加工過的數據經由網絡運營商的移動無線信號傳輸，經由eNodeB基站傳輸至核心網，并實現超遠程通信。在流媒體服務器的推送下，理論上推流直播在通信信號覆蓋的地區(qū)就能夠達成。

第五代移動通信技術（5G）打造了高效的信息通信平臺，在技術層面上全面超越4G，為物聯(lián)網的全面普及創(chuàng)造了條件。5G網絡采用了新的空中接口技術，可以為移動用戶提供更大的帶寬和更低的時間延遲，并且抗同頻干擾和多普勒效應的能力更強。5G回傳技術承載的推流直播更加安全可靠。

4.2 P2P技術與流媒體技術

P2P技術是覆蓋層網絡的拓展，與C/S（客戶機/ 服務器）架構的差異性在于，P2P能夠實現點對點兩端對等的網絡信息交換。由于C/S架構中服務器數量有限，所以其承載能力受限，而P2P網絡采用分散式的資源供需，其中任意一個節(jié)點既為其他節(jié)點提供網絡服務，同時也享有其他節(jié)點提供的網絡服務，從而可以避免單一點失效的弊端。

P2P網絡采用DHT結構、樹形結構及網狀結構3種不同的網絡架構模式。語音通信、文件共享、在線游戲支撐平臺、流媒體直播與點播以及分布式科學計算等方面都或多或少地應用了這3種P2P網絡結構。

作為一種傳輸技術，流媒體在網絡上實現播放所使用的方式為流式傳輸。流媒體特定編碼媒體資料，并將媒體資料轉化為流式傳輸的連續(xù)時基媒體在網絡中應用。用戶可以通過流媒體在下載的同時進行播放，故流媒體也被稱為流式媒體。

流媒體從傳輸方式上分為順序流式傳輸和實時流式傳播，分別采用HTTP/FTP服務器和特定的Streaming服務器。連續(xù)、實時、時序是流媒體最為顯著的特性，因此流媒體具有非常低的觸發(fā)延遲，基本不占用系統(tǒng)緩存。

5 RTMP協(xié)議簡述

RTMP（Real Time Messaging Protocol）協(xié)議來源于TCP協(xié)議（傳輸層通信協(xié)議），是Adobe公司開發(fā)的一種開放協(xié)議，專門為服務器和Flash播放器之間的影音傳輸編寫。

使用RTMP協(xié)議時，用戶通過網絡連接到FMS（Flash Media Server）或Red5服務器，采用FLV tag的視頻封裝模式，數據分段采用連續(xù)流，延遲很低，可以實時播放服務器上儲存的FLV文件，并且能夠在任意時間節(jié)點上選擇視頻播放，和HTTP方式不同之處在于避免了完整緩存FLV文件到本地的麻煩。RTMP協(xié)議的優(yōu)點在于無需占用大量本地緩存，為客戶終端節(jié)省空間，同時具有FLV的良好保密性，不足之處在于比較消耗服務器資源。

RTMP協(xié)議的端口號為1935，普通網絡用戶均可使用，包括非IOS平臺用戶，兼容性比較強。RTMP協(xié)議是一個協(xié)議族，包括RTMP基本協(xié)議及RTMP T/RTMP S/RTMP E等多種變種。

RTMP協(xié)議具有以下優(yōu)點：一方面，不同于HLS之類的TS分片索引需要20～30 s的延遲，RTMP延時很小，通常為1～3 s；另一方面，RTMP協(xié)議基于TCP協(xié)議開發(fā)，可以與服務器長時間建立連接，避免握手、揮手產生的消耗。同時，RTMP協(xié)議也存在一些弱勢之處，如在IOS平臺上并沒有提供原生的支持RTMP的播放器軟件，想要支持RTMP協(xié)議，需要單獨開發(fā)對應的播放器才能適用。

當下直播行業(yè)大部分直播業(yè)務都會選擇用RTMP作為流媒體協(xié)議。通常會將數據流封裝成FLV通過HTTP提供出去。

6 RTMP推流直播的技術參數

RTMP推流直播的技術參數如表1所示。

表1 RTMP推流直播的技術參數

編碼算法方面，H.264在市場上應用較多，包含Highprofile、Mainprofile、Baselineprofile三個級別。H.265是新的編碼協(xié)議，也是H.264的升級版。H.265標準保留H.264原來的某些技術，同時對一些技術加以改進。新技術使用先進的技術用以改善碼流、編碼質量、延時和算法復雜度之間的關系，達到最優(yōu)化設置。同樣的畫質和同樣的碼率下，H.265比H.264占用的存儲空間理論上要少50%。如果存儲空間一樣大，那么意味著在相同的碼率下，H.265會比H2.64的畫質要高一些，理論值為30%～40%。

碼率控制方面具有CBR（固定碼率）和VBR（可變碼率）兩種。CBR畫面穩(wěn)定，VBR可以根據網絡資源調整畫面質感和清晰度。

7 RTMP推流直播的應用場景

對于政府機關、企事業(yè)單位用戶來講，宣傳國家的大政方針、落實政府政策部署以及公開本單位的必要事務決策，都可以借助RTMP推流直播來實現。比如《民法典》的頒布，相關單位在網上采用RTMP直播方式進行了專業(yè)的條款解讀、新舊對比，獲得觀眾的一致好評，以人們喜聞樂見的方式推廣了法制教育、體現了法治精神，更節(jié)省了國家工作人員的工作成本，一舉兩得。另外，在2020年年初新冠肺炎疫情形式相對嚴峻期間，學校作為人員密集場所，都實施了嚴格的封閉管控，學生們只能在家學習。得益于各個平臺提供的RTMP推流直播服務（會議室模式），保證教學任務正常進行的全國范圍網課得以順利展開。

對于傳統(tǒng)媒體來說，RTMP推流直播也有很高的應用價值。例如，廣播電視臺紛紛開通了地方性的景觀直播，一方面，人們可以足不出戶地欣賞全國各地的名山大川、名勝古跡，節(jié)約了外出成本；另一方面，電視臺也可以借此提供更加鮮活的新聞報道，創(chuàng)造新的業(yè)務增長點。主流報刊、出版機構的網站紛紛開通了直播模塊，RTMP推流直播作為一項新興的多媒體技術被廣泛應用。不拘泥于傳統(tǒng)的報道模式，即時直播加實時反饋的形式讓新聞更加生動、富有感染力。

對于社會團體和個人來說，RTMP推流直播為其創(chuàng)造了一個低成本的展示平臺，使其可以隨時隨地向大眾分享符合法律法規(guī)和道德觀念的直播內容，既可以提高自身知名度、獲得流量反饋，又可以間接地豐富互聯(lián)網文化娛樂內容。同時，相關單位的有力監(jiān)管也可以剔除負面糟粕，保證中國特色社會主義先進文化的優(yōu)先傳播。

8 RTMP推流直播的意義與影響

RTMP推流直播為傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級增加了新的渠道。“云購物”“云學習”“云演出”等各種各樣的直播創(chuàng)新層出不窮，尤其是在我國經濟新常態(tài)的背景下，為實體經濟向互聯(lián)網轉型提供了機會。

正是由于RTMP推流直播產業(yè)與傳統(tǒng)產業(yè)的深度融合，疫情影響恢復期間，RTMP推流直播的經濟價值、社會價值得到了極大發(fā)揮。在經濟層面，電商直播的帶貨形式吸引了各類主播的參與，甚至不少“第一書記”也親自掛帥，通過直播幫助銷售本地農副產品，成為扶貧的新形式。在文化層面，疫情期間，各大直播平臺響應教育部“停課不停學”的號召，為教師在線授課提供了免費直播平臺，甚至清華大學、北京大學等頂尖學府也開展了面向全民的直播授課，使優(yōu)質教育共享、促進教育公平和教育創(chuàng)新邁出了一大步。還有不少公司嘗試與直播平臺合作，采用云演出的方式，為用戶提供免費的RTMP推流直播，創(chuàng)新了觀看渠道，通過線上流量，帶來了更為廣泛的受眾，為優(yōu)質文化藝術資源的普及起到了推動作用。

9 結 語

RTMP推流直播可以實現用戶多樣化的直播需求，使得即時直播更加便捷化和智能化，適用于多種場景，為傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級增加了新的渠道。相信會有越來有多的人關注到RTMP推流直播衍生出來的創(chuàng)新模式，利用它的優(yōu)勢創(chuàng)造出更多價值。