2019年11月12日
By 1月时特约编辑
专题文章

CMAF的状态:圣杯或只是另一种格式?

流媒体的圣杯是一组文件，你可以安全地传送到所有的目标端点. 最有可能帮助实现这一目标的候选是通用媒体应用格式(CMAF)。. 虽然仍然不能向所有地方的所有客户提供圣杯, CMAF已经成为一种互操作性努力的DNA，它将极大地简化发行商和玩家之间的兼容性. 最终，它可能会带来圣杯.

在简要介绍CMAF之后，我将进入您需要了解的内容.

简单地说，这是CMAF

CMAF是分段媒体交付的标准，正式化为ISO/IEC 23000-19. 具体地说, CMAF uses the ISO Base Media File Format (ISOBMFF) container—with common 加密 (CENC); support for H.264, HEVC, and other codecs; and Web Video Text Tracks Format (WebVTT) and IMSC-1 captioning. 不像破折号和HTTP直播(HLS), CMAF isn’t a presentation format; it’s a container format that can contain one set of audio/ video files, 具有用于多种表示格式和多种drm的清单文件.

CMAF设计要解决的问题如图所示图1, Web应用视频生态系统(WAVE)项目为2018年10月在洛杉矶举行的WAVE训练营制作的演示文稿(文章后面有更多关于WAVE的内容). 为图中右侧所示的所有端点提供服务, 你需要四种不同格式的文件:HLS, 破折号, 光滑的流, 和HTTP动态流(HDS).

CMAF将这四组文件替换为一组音频/视频MP4文件和四个自适应比特率清单.

根据图, 这将花费您四倍的编码/打包费用和四倍的原始存储空间，并降低内容的可缓存性. 与CMAF, 你有一组音频/视频文件在一个碎片的MP4格式与非常轻量级的清单文件为所有四种自适应比特率(ABR)格式. 理论上，这可以减少75%的编码和存储成本，并使缓存更加高效.

大多数发行商的储蓄被夸大了

对于大多数用户来说，这些节省的数字被夸大了，因为有多种技术可以实现非常相似的节省. 一个突出的例子是即时(JIT)打包器，它输入一组MP4文件(现场或视频点播)，并根据每个观看者的需要进行即时打包. 这意味着一组MP4文件，而不是四个，并且没有转码. 使用JIT包装的公司认为CMAF提供了一些效率, 但肯定不是节省75%的编码和存储.

例如, 我采访了伊兰·科恩布劳, 他是Kaltura的首席架构师, 谁说, “我们有自己的即时包装机, 这是非常有效的. 它输入MP4流并输出所有必要的协议，并提供了很大的灵活性，因为我们不需要事先编码和打包.”

我向Kornblau询问了成本方面的问题，因为JIT打包需要始终运行服务器. 他回答说, “我们的包装人员效率很高, 因此，提前打包到CMAF不会比JIT打包节省大量百家乐软件.我从杰罗姆·布兰克那里得到了类似的回答, Anevia压缩产品执行副总裁, 它也部署了JIT打包. 他说, “We’ve optimized our 包装 and 加密 engine so it doesn’t cost a lot; maybe we could trim CPU costs by 10% or so by delivering static content as opposed to JIT.”

JIT并不是使用单个数据存储提供多种格式的唯一方法. 据沈月石说, Twitch的首席研究工程师和工程经理, CMAF对Twitch来说短期利益不大，因为它可以通过HLS达到所有相关目标. “针对不支持HLS的目标平台,沈解释道, “我们的玩家可以实时转换到破折号.“当然可以。, Twitch主要针对电脑和移动设备, 哪里的HLS支持是普遍的, 而不是智能电视, 破折号盛行的地方, 在这样的环境中加入传输可能会比较复杂.

澄清一下, CMAF确实比JIT打包提供了一些存储和缓存效率, 尽管范围取决于您的分发体系结构以及您是在原始服务器还是在边缘进行打包. 看看Akamai生态系统中早期的CMAF采用者, 将法律, 该公司媒体云工程的首席架构师, 从我们这边分享, 在HLS/TS多drm实现被单筒仓HLS/CMAF实现取代的情况下，我们看到的最大好处是提高了缓存效率.“还, 对大多数生产者来说, CMAF没有提供图1中建议的4倍编码/存储节省.

什么是受保护内容?

部署带有DRM的CMAF的最大障碍可能与CMAF中可用的两种不兼容的加密模式有关. Pieter-Jan Speelmans解释道, THEO技术公司的首席技术官, 使用了两种加密模式:CBC(有时称为CBCS), 苹果主要使用的是FairPlay DRM, 和CTR, 这是用于Widevine和PlayReady. 因为苹果不想增加对点击率的支持, b谷歌和微软已经在他们的DRM系统中添加了CBC支持.

但是，对于某些DRM级别，您将需要硬件支持这些加密模式. 不支持CBC模式的旧设备将无法支持硬件级DRM. 类似的, 而内容解密模型(cdm)正在更新以支持CBC, 您的设备在使用此加密播放内容之前需要获得此更新. 不支持这一功能的平台可能涵盖较老的OTT设备(如智能电视和机顶盒), 等.)和一些未更新的移动设备. 软件DRM可以内置在应用中以规避这一问题, 但它当然不是硬件级别的DRM.”

在NAB 2019的演讲“部署CMAF的最佳实践”中详细阐述了这个问题, 破折号和HLS的规模,——大卫·麦克拉里, NBC体育数字视频技术副总裁, 说, “与我们交谈过的每个人都表示，CBCS支持将在未来12至18个月内(针对新设备和更新)推出。. 但是你总是会遇到旧设备的问题. 只支持CTR而不支持CBCS的设备不会消失, 我不知道它们是否会更新. 这是我们在尝试支持旧设备时必须考虑的问题.”

It’s not just hardware endpoints; it’s also some browser versions. 例如, 大卫•艾森巴赫, EZDRM的首席执行官, 指出，“微软Edge和ie浏览器目前不能播放某些类型的播放就绪保护视频加密与CBC. 当微软发布基于Chromium的新版本时，这个问题应该会被修复, 但很可能永远无法解决ie浏览器的问题.”

关于这个设备支持问题的总结，请查看Phil Harrison在LinkedIn上的一篇优秀文章， “这是关于CBCS的时间.”

首次部署时，CMAF将成为“另一种格式”

而CMAF“承诺”是针对所有端点的一组文件, 大多数初始实现将是CMAF 除了…之外 各种风格的破折号或HLS，以支持传统设备. 正如麦克拉里在NAB演讲中所说的那样, “我们将在一段时间内同时部署HLS和CMAF. 它不会是某一天我们拨动的开关. 所以这是一个中间阶段，要弄清楚我们要做什么是很复杂的.”

在他们必读的白皮书中， “走向大规模部署CMAF”，来自Brightcove的四位作者, 包括尤里·雷兹尼克, 概述了他们在Brightcove视频云平台中部署CMAF的愿景, 它的概述显示在图2. 顾名思义, 视频云是一个基于云的系统，包含多个组件, 例如上下文感知编码, 还有一个动态的传输系统，可以控制传输, 包装, 加密, 并向cdn提供内容.

Brightcove视频云平台

从积极的角度来看, Brightcove的作者透露，将CMAF添加到他们的生态系统中是直截了当的, 声明“将CMAF添加到已经支持几种现有交付格式的动态转换的系统中相对简单, 这可以归结为几个要素:更严格的配置文件生成和编码, 添加了一个额外的ISOBMFF转换器, 并向HLS和破折号舱单生成器添加额外规则，以生成与cmaf兼容的舱单.”

然而, 他们还指出，CMAF作为一种格式将是附加的:“虽然在短期内，CMAF很可能不得不与其他类型的HLS共存, 破折号, 以及其他一些交付格式, 能够解码的设备就越多, 我们将开始看到更明显的好处. 即使是动态传输和传输, cdn的使用仍然不够理想, 同一内容的多个版本在边缘争夺CDN缓存.简而言之, 从碎片化的角度来看, 这意味着CMAF在使事情变得更好之前会让事情变得更糟.

什么时候将CMAF添加到现有格式中才有意义? 在2019年5月的SF视频技术聚会上, Brightcove的Reznik做了一个有趣的演讲，题目是, 关于CMAF:部署第三种流媒体格式可以降低成本吗?” 在这里, 他首先模拟了哪些数据会被缓存在CDN上, 这一点很明显，最受欢迎的数据, 或者是由最受欢迎的玩家检索到的数据, 被缓存的概率最高.

有趣的是, 这一点揭穿了交付四种格式会使与在边缘缓存数据相关的费用增加四倍的概念. 这是, 如果你向1%的观众提供流畅的流媒体服务, HDS给1%的观众, 破折号降至5%, HLS为93%, 您的缓存存储成本不会翻四倍——它们可能会保持在原来的1倍，因为只有HLS会被缓存. 当然, 对于非缓存格式，还有其他成本和可能较低的服务质量, 但单纯的存储成本不会翻两番.

当然，随着CMAF越来越受欢迎，同样的概念也会对您有利. 如图所示图3一旦能够使用cmaf的玩家比例超过84%，CDN的成本就会达到收支平衡. 正如我们之前看到的, 与其他格式有关的其他费用将会增加, 这些设备的QoE会减少，因为数据没有缓存在边缘.

一旦84%的终端可以播放CMAF文件，CDN成本就会开始下降.

CMAF是可加性的这一事实不应该让人感到意外. “我仍然相信我们将不得不处理一个带有多种编解码器的碎片化世界, 多种交付格式, 以及各种各样的设备,Magnus Svensson说, 瑞典Eyevinn Technology的媒体解决方案顾问. “从我参与的部署中得到的教训是，只要你想支持许多不同的设备, 尤其是智能电视, 您需要多个工作流.”

你还需要在多长时间内继续发行多种格式? 这因出版商而异. 但显而易见的一点是，只要有收入，继续提供传统支持是有意义的, 以任何形式, 超出成本. 以年计，这意味着什么?

好吧，别抱太大希望. 据MediaKind的托尼·琼斯报道, “主要问题是, 直到这种用法几乎无处不在, CMAF带来了额外交付格式的挑战. 最终状态是, 当然, 通过共性获得真正的好处, 但其他形式的电视节目可能还需要几年时间才能被淘汰.”

想要一个确切的数字吗?? 据肖恩·麦卡锡说, 产品营销经理, 理查德·弗莱姆, 解决方案架构师, 都在Bitmovin, “许多新设备可以很好地使用CENC和标准加密算法, 但传统设备需要更具体的说明, 不同的格式. 出于这个原因, CMAF尚未为cdn提供降低成本的好处, 但随着客户在未来5年多的时间里逐步放弃对传统设备的支持, 这应该是流工作流程经济的一个额外好处.”

实现的复杂性会有所不同

无论多么理想或实用, 大多数OTT商店不能切换到新的格式，直到他们能保护它, 监控它, 它赚钱, 让它在他们所有的目标设备上运行, 不仅适用于当前内容，也适用于遗留内容. You’ve already seen how DRM complicates single format delivery; there are several other areas to consider.

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