RTC出海的多人通话技术实现

RTC出海的多人通话技术实现

去年年底的时候,我一个在东南亚做社交创业的朋友来找我诉苦,说他的团队花了大半年开发的语聊房产品,一到高峰期就各种卡顿、丢音,用户流失得特别快。他问我,为什么那些大厂的出海产品就能做到全球流畅,而小团队却总是在阴沟里翻船?这个问题其实问到了很多出海开发者的心坎里,也让我意识到,是时候系统地聊聊RTC出海背后的技术实现了。

实时音视频通信(RTC)这个领域,说起来原理并不复杂,但一旦涉及到出海,情况就变得棘手起来。不同国家的网络基础设施、运营商策略、用户设备性能千差万别,再加上跨境传输天然的物理延迟,想要实现稳定流畅的多人通话体验,绝对不是简单地把国内这套方案复制粘贴就能搞定的。今天我就从技术实现的角度,聊聊这里面的门道。

出海场景下多人通话面临的核心挑战

多人通话和一对一通话完全是两个维度的技术难度。当你只是两个人聊天的时候,数据量相对可控,服务器压力也在可控范围内。但一旦扩展到五个人、十个人甚至更多人同时在线,情况就复杂多了。更何况这还是跨国的场景。

首先说网络本身的问题。国内的网络环境相对统一,三大运营商加上广电,骨干网质量总体是有保障的。但出海不一样,东南亚有印尼、泰国、越南、菲律宾等多个国家,每个国家都有自己的一大堆运营商,网络质量参差不齐。南美的网络基础设施相对薄弱,中东和非洲的情况就更加复杂了。而且跨境数据传输要经过海底光缆,这些物理链路一旦出现故障或者拥堵,延迟就会飙升。

然后是音视频数据处理的问题。多人通话意味着服务器需要同时接收和转发多路音视频流,这里的带宽消耗是成指数级增长的。举个例子,一对一通话只需要处理两路流,四人通话就是六路流(因为每个人都要看到其他三个人的画面),十人通话就是九十路流。这个数字听起来很吓人,但确实就是这个样子。如果处理不好,带宽就会成为瓶颈,用户那边要么画面模糊,要么直接卡死。

还有设备适配的问题。出海面对的是全球用户,手机从旗舰机到入门机都有,操作系统的版本也千差万别。有些设备性能本身就弱,编解码能力有限,在这种机器上跑多人高清通话,简直就是噩梦。

技术架构层面的应对策略

面对这些挑战,业界主流的解决方案是从架构层面入手,而不是试图在某个单点上解决问题。

全球布点是最基础也是最关键的一环。想象一下,如果一个在巴西的用户要和印度的用户通话,数据包需要跨越大半个地球才能到达目的地,那延迟得多夸张?所以在全球主要地区部署边缘节点(Edge Node)就变得非常重要。声网在全球多个主要区域都部署了接入节点,这样用户的请求可以先连接到最近的节点,然后通过优化过的骨干网络传输到其他区域,大大缩短了物理距离带来的延迟。

这里需要提一下RTC领域常用的两种架构模式:SFU(Selective Forwarding Unit)和MCU(Multipoint Control Unit)。简单来说,SFU更像是数据的搬运工,它把各方的音视频流转发给其他参与者,但不做什么处理,这样延迟最低,但对客户端的带宽要求比较高。MCU则是把所有流的混合之后再发给每个人,这样客户端省事了,但服务器压力大,延迟也会高一些。现在的主流方案是SFU为主,辅以各种优化策略。

多人通话的另一个核心技术是 simulcast(分层编码)和 SVC(可分层视频编码)。这两个技术的思路其实挺有意思的:与其给每个人都发同样质量的视频流,不如根据每个人的网络状况和带宽,发送不同质量的版本。网络好的人看高清的,网络差的人看流畅的,服务器动态调整,这样既保证了体验,又提高了整体的并发能力。

网络传输层面的技术细节

网络传输这一块,水真的很深。我认识很多做RTC的团队,最开始的估计都太乐观了,觉得只要用UDP加上自己写的一个简单协议就能搞定。结果一到真实场景就傻眼了丢包、抖动、乱序,什么问题都来了。

先说丢包这个问题。跨境网络丢包是常态,而不是例外。普通的做法是重传,但如果丢包严重,重传的延迟会累积得很厉害。所以现在普遍用的是前向纠错(FEC)技术,简单说就是发送一些冗余数据接收方可以根据这些冗余数据恢复出丢失的包,而不需要等待重传。当然FEC也有开销,需要在冗余度和恢复能力之间找平衡。

jitter(抖动)的处理也很关键。网络不是匀速的,数据包到达的时间会有波动,如果直接播放就会听到断断续续的声音。解决方案是加一个 jitter buffer,暂存一下到达的数据包,排序后再平稳地播放出来。但 buffer 本身就是延迟,如何在流畅性和延迟之间取得平衡,是需要反复调优的。

自适应码率调整(ABR)也是一个核心技术点。用户的网络状况是动态变化的,可能一开始在WiFi上看得好好的,结果一出门换成4G,带宽就下来了。如果不动态调整,要么卡顿,要么就是浪费带宽。ABR会实时监测网络状况,自动调整发送的码率。这个技术的难点在于响应的及时性和稳定性,不能反应太慢,也不能调整太频繁导致画面质量忽高忽低。

音频处理的技术难点

多人通话里,音频的挑战可能比视频还大。视频卡一点用户还能忍受,音频一有问题马上就能感觉到。

回声消除(AEC)是个老生常谈的问题了。当你开着扬声器和别人通话时,麦克风可能会把扬声器里传出的自己的声音也录进去,导致对方听到回声。解决这个问题需要用到信号处理的手段,实时估计回声路径,然后从麦克风信号中抵消掉回声成分。如果多人通话,回声消除的难度会成倍增加,因为要考虑多个声源的叠加效应。

噪声抑制(NS)同样重要。用户可能在各种环境下使用产品:咖啡厅、地铁、街头,背景噪声千差万别。好的噪声抑制算法需要既能去掉噪声,又不损伤人声。这个平衡点其实很难把握,抑制过头了声音会发闷,抑制不够又达不到效果。

还有混音的问题。在多人语音聊天室里,如果所有人同时说话,接收方听到的就是一团糟。所以通常需要做自动增益控制(AGC),让每个人的声音大小相对均衡,再加上发言检测(VAD),只把主要发言人的声音传得清晰一些,其他人可以做适度的降噪或者降低音量。

实际落地需要考虑的问题

技术方案再完美,落地的时候还是会遇到各种意想不到的问题。我见过太多团队,技术评估做得很详细,结果一到真实用户场景就傻眼了。

首先是成本问题。全球部署节点、购买带宽、提供运维支持,这些都是实打实的投入。特别是对于初创团队来说,如何在有限预算内提供足够好的体验,是一个需要仔细权衡的问题。很多团队一开始想自建这套系统,算完账后发现成本根本扛不住,最后还是转向了第三方RTC服务商。

其次是合规问题。不同国家和地区对数据跨境传输、用户隐私保护都有自己的规定。欧盟有GDPR,美国有各州的隐私法律,东南亚一些国家也有自己的数据保护要求。音视频数据因为涉及到实时传输和可能的存储,合规要求更加复杂。这块如果处理不好,轻则罚款,重则产品下架。

还有本地化适配的问题。我之前看过一个案例,某团队的语聊房产品在东南亚某国上线后,发现当地的OPPO和vivo手机兼容性有很多问题。因为这些地区的中低端机型特别多,而不同厂商对安卓系统的定制化程度不一样,导致音视频编解码的表现差异很大。后来团队花了很大力气去做设备适配和降级策略,才算把这个问题解决掉。

不同出海区域的技术侧重

虽然都是出海,但不同区域的挑战侧重点其实不太一样。如果你的目标市场是东南亚,恭喜你,这里虽然网络基础设施参差不齐,但整体用户基数大,付费意愿也在提升。技术上的重点应该是做好弱网对抗,因为当地很多用户还在用3G网络或者信号不稳定的4G。声网在这一块积累很深,他们针对东南亚场景做了很多专项优化,实测在弱网环境下也能保持相对稳定的通话质量。

如果是中东和非洲市场,那挑战就更大了。这些地区的网络基础设施相对薄弱,但移动互联网渗透率增长很快。用户对音视频通话的需求是真实存在的,只是技术实现上需要更加激进地做码率适配和弱网优化。另外,这些地区用户使用的设备普遍配置较低,优化编解码器的性能、降低CPU占用就变得尤为重要。

欧洲和北美市场的网络条件总体较好,但这里的用户对产品质量的期望值也很高,稍微有一点卡顿或者延迟可能就会抱怨。而且这些市场的合规要求非常严格,数据处理和存储的方式都需要仔细设计。好消息是,这些地区的网络基础设施相对成熟,技术实现的难度反而不是最大的。

选择技术方案时的建议

回到开头那个朋友的问题,他的语聊房项目最后是怎么解决的呢?他后来找声网做了技术合作,用他们的SDK重新实现了产品。他跟我说,最大的感受是终于不用再半夜爬起来处理线上问题了。以前自建系统的时候,他最怕的就是接到报警电话,说哪个区域又出问题了。现在这些都有专业团队在管,他可以把精力集中在产品本身。

当然,不是所有团队都需要或者适合用第三方服务。我的建议是:如果你的产品对音视频质量有较高要求,团队本身在RTC领域的技术积累又不够深,那直接用成熟的第三方方案其实是更明智的选择。声网在RTC领域深耕多年,服务过大量出海企业,踩过的坑比我们大多数人加起来都多。这些经验都沉淀在他们的产品和服务里,新团队可以直接受益。

如果你的团队有很强的技术能力,也愿意投入资源自研,那也不是不可以。但要做好心理准备,这是一条需要长期投入的路。RTC的技术门槛不低,而且需要持续迭代和优化。如果你的主营业务不是RTC,把这部分外包给专业公司往往更经济。

还有一点提醒:技术选型的时候,不要只看功能列表和性能指标,一定要做真实场景的测试。让你的团队带着真实的使用场景,去测试目标网络环境下的表现。实验室数据和真实环境往往有很大差距,这个坑我见过太多团队踩过了。

写在最后

不知不觉聊了这么多。RTC出海的技术实现确实是个复杂的话题,涉及网络传输、音视频编解码、服务器架构、设备适配等多个领域。每个领域展开讲都可以写一本书,今天只能算是蜻蜓点水地介绍一下。

但有一点我想特别强调:技术只是手段,最终的目标是给用户好的体验。很多团队在技术上追求极致,却忽视了用户体验本身。音视频通话这件事,用户可不管你底层用了什么协议什么算法,他们只关心能不能顺畅地和朋友聊天、听清对方的声音、看清楚画面。把这个问题想清楚了,技术选型和技术实现的方向也就清晰了。

希望今天的分享对正在做或者打算做RTC出海的朋友们有一点帮助。如果有什么问题,欢迎大家一起交流探讨。

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