4K串流不卡頓的無線網路環境要求

  1. 有硬體規格可以順暢錄4K並不發燙而降低效能的設備。
  2. 以4K30幀串流,在場地範圍中的最糟點,無線傳輸最低速率要達到120Mpbs。建議值要達250Mpbs。
  3. 要有一個能做到漫遊(Roaming)的無線切換。

最近聽到了一個需求,如題。目前做直播的,大多有一個定點或是小範圍,針對這樣的區域做加強,就可以提升串流品質,同時也不會花太多錢。這樣的直播通常不會跨越一個Basic Service Set(BSS),也就是一個AP能涵蓋的範圍。

今天如果要移動,跨越了數個BSS,不卡頓就一定要達到漫遊,而達到漫遊,就需要有無線控制器去協調。

接下來要煩惱的是,4K的無線訊號強度跟傳輸要求。能夠傳輸4K影音,一定只看5GHz的頻段,還要有一定的dBm去保證。

無線電波很容易受到干擾,走動直播的行動模式更是最為干擾的那種。要知道裝置拿到面前跟原地一百八十度轉身,就會讓傳輸速率瞬間往下掉。一舉一動,都能夠靜止時偵測的dBm再少5~10左右,這點就可以讓傳輸速率暫時往下掉一階。

因此如果傳收速度有300Mbps,這樣的干擾可以視為直接減半150Mbps。走動到150Mbps時,可能只剩75Mbps。等到了75Mbps,這樣干擾可能就斷斷續續了。

比起傳輸速率,低延遲更是一個很重要的點,畫面慢個30ms就會有感覺,即便速率夠,也不能保證不會慢個30ms。所幸可以用延遲畫面來彌補短時間的延遲或速率不足,只要讓播出畫面晚個五秒,後面速率一上來就可以傳遞出之前的缺漏。

重要的來了,4K串流到底每秒需要多少的傳輸速率?就1080P影片來說,我會抓8Mbps來流暢播放。4K影片的解析度是1080P的四倍,所以也就要抓32Mbps才會穩定。這部分的速度是有線的,有線的穩定度更高,不會有移動跟距離造成的傳輸速率的變化。因此,設想訊號最糟的情況,最低值要有四倍的,建議值要有八倍,才能確保影音能即時傳出。

在公司用兩台IAP架了一個Roaming的環境,並且使用iVCam,用手機4K錄影透過wifi傳到筆電上面,筆電可以看到手機的即時畫面(延遲一秒左右),就能夠實現4K串流的測試條件。

在4K30幀的規格,使用H264編碼,在不卡頓的環境,每秒大約跑35Mbps左右,峰值不超過50Mpbs。如果換成60幀,流量直接加倍,可惜我手機的效能不足,沒有辦法稱太久,預覽畫面也沒辦法流暢地呈現。

用iperf3做壓力測試,測試出來的傳輸速率可視為可達的最大速率,人保持一直遠離一號AP移動,手機速率從400Mbps開始一直衰退,大約在90Mbps左右做roaming,換到另外一顆二號AP有220Mbps。這樣的速率跑4K30幀串流還撐得住。到了35Mbps就會明顯卡頓,然後很快就會斷線。

其實自架環境中的AP沒有擺得很開,因為受限於網路線長度跟電源線。如果要抓AP放置的距離,大概間隔十米左右,交錯擺放。這點跟那天去現場測試的結論是差不多的,用的是AX等級的AP,只能說,如果要做到這點,真的要很有錢。

我有了另外一個很省錢的想法……不過就不會用到AP了,基本上也沒有生意可做。

對於隨時就能起一個網路環境的我來說,iVCam真的很有趣,這使我可以輕易地在任何一個地方架設起手機充當監視器。