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HaaS RTC(实时音视频通信)总体方案简介

简介: RTC(Real Time Communication)实时通信业务,目的是在设备端实时的转发音视频多媒体数据,让用户能实时的进行音频和视频的会话。

一、RTC业务简单介绍

RTC(Real Time Communication)实时通信业务,目的是在设备端实时的转发音视频多媒体数据,让用户能实时的进行音频和视频的会话。通信业务一般都有如下几个部分组成:
• 呼叫信令:用于呼叫的应答和协商,主叫和被叫之间要协商是否建立呼叫、数据通道的连接参数、数据格式、数据类型等信息,让主叫和被叫之间对齐音频编码、视频编码的相关信息,这样才能进行音频和视频的编解码-传输流程。。
• 数据传输:基于呼叫信令协商好的参数进行音视频数据的采集-编码-传输-解码-展示。
• 数据传输控制:反馈传输通道的情况,确认传输通道质量,同时音视频同步参数。
实时通信业务基本上分为两种形态:
点对点:通行双发设备具体直连的通道,在两个设备端之间直接处理信令呼叫和数据传输。主叫和被叫之前必须使用相同的音视频编码参数、音频打包时长等信息。采用的是对等的传输通道。
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中心化交换:有两个方式,只是信令的中心化交换,信令和数据都中心化交换。
信令中心化交换,只是通过服务器控制呼叫信令的转发,服务器不参与音视频数据传输。服务器不需要投入很多资源,只是管理设备状态、业务鉴权,音视频数据的传输完全由设备点对点完成。服务器只保证信令通道的QoS。

信令和数据都中心化交换:服务器要负责信令的转发,同时要负责所有音视频数据的转发。服务器既要完成信令的转发,还要负责音视频数据的转发,服务器需要的资源随多媒体的采样率、格式、分辨率变化。
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三个方式的对比如下:
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根据上面的简单比对,可以看出在阿里云-IOT领域,全中心化交换方式是比较理想的RTC业务形态,因为:
• 基于云构建RTC服务端,服务端资源可以弹性扩展,且可以方便、灵活的扩展服务端业务链路。
• IOT场景下,设备端资源都比较有限,比较复杂的音频多路合成、视频转码、视频画质增强、视频多路融合等功能很难集成,或集成会导致设备端成本大幅增加。
• 随着4G、5G的铺开,云规模的不断扩大,流量价格在急剧降低,中心化交换引入的流量成本已经可以做到逐渐下降,直至低于设备端增加成本(单设备增加成本x设备数量)。
• 把复杂的算法、视频动态转码等功能上移给服务端,可以让设备端极度简化,降低设备端的开发难度,节省设备端开发时间成本,特别是IOT场景下终端都比较“瘦”。上述功能上移到云,可以通过大数据、AI等方式有效的提高算法、动态转码效率,整体提升RTC业务的效率和体验。

二、HaaS RTC介绍

HaaS RTC 是基于阿里IOT的HaaS平台搭建的实时音视频通信端云一体,软硬件一体解决方案。主要目的是提供一条完整的设备-云-设备的多媒体信息实时传递通道。主要特点是:
• 信令+承载全覆盖:实时通信的信令面和承载面均已经实现,是完整的实时通信业务包。
• 端云一体全覆盖:端侧提供SDK方便集成,云上服务成熟可用。
• 良好的设备侧功能扩展:基于类SIP私有信令可以方便的扩展出IM消息、系统待机-唤醒等各种功能。
• 灵活的服务侧业务链扩展:基于阿里云强大的云服务能力,可以在云上方便的集成各种音视频融合、画质优化增强、音视频实时转储、语音识别、图像识别等扩展功能。
• 多种通信场景支持:1 VS 1,1 VS N, N vs N,音视频链路(单、双向)自由配置。
• 丰富的设备形态支持:支持在手机、PC、Linux平台嵌入式设备、AliOS Things平台物联网设备上集成。形成智能门禁、儿童手表、楼宇对讲、智能安防IPC等多种产品-业务形态。在使用AliOS Things平台还可以实现设备侧资源极致“瘦”身优化。
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其组成部分如下:
• HaaS RTC 云服务:是通信过程中信令面服务提供者,是提供用户管理、用户状态监控、通信信令服务、业务管理等功能的服务服务端。
• 视频云:是通信过程中承载面的服务提供者,音视频多媒体数据的汇聚、转发中心。具备音视频转码、融合、转发、转储等基本功能,同时也可以根据客户的需求在云上扩展业务链。
• 设备端:是音视频通信的客户端,其主要作用是通信数据的上传包括音视频数据的前端采集、编码、上传;通信数据的接收、解码、展示。各类具备音视频多媒体pipe line(数据采集和显示),具备端云网络连接的IOT设备均可以作为HaaS RTC的设备端。

三、HaaS RTC设备端架构

客户集成HaaS RTC方案时主要的工作是设备端的SDK集成,一个典型的HaaS RTC设备端的架构如下:
• 底层操作系统:负责驱动硬件平台,提供操作系统层接口支持。
• 驱动框架:提供音视频采集、编解码相关设备的驱动能、显示渲染驱动能力;
• HAL:统一的硬件抽象层,给RTC音视频业务框架提供统一的硬件驱动访问接口,屏蔽设备驱动细节。
• RTC音视频框架:负责RTC的信令面协议、承载面协议的处理、音视频的实时传输接收、同时还可以扩展音频3A算法、监控RTC业务相关的系统资源情况。

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