走近5G云游戏标准制定——握住互联网世界看不见的手

LiveVideoStack 2020年7月24日
 

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编者按:互联网公司和华尔街一样,喜欢拿新鲜的名词唬人。又因为科技领域互联互通的特性,许多现有名词也可以拿来随意排列组合。所以,当“未来网络实验室”、“5G云游戏标准”、“应用驱动5G演进”等等一系列词组一起出现时,抗拒的心理多少还是有一点。
之后做采访大纲时,包括在采访过程中,也都抱着必须把这些“看上去愿景美好,实则不知所云”的大词儿一点点拆解开来的心情。但现在回过头来看,反倒是自己先入为主了。带着预设采访别人并不专业,但抛开所有偏见也就丢失了交流的趣味。
所以这一次,我们想尽量还原所有采访细节。你将看到受访者的专业与谨慎,以及采访者的生涩和固执。
 
但在进入正文之前,你或许想先了解以下几个概念:

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“2019年6月,在美国洛杉矶举行的3GPP SA全会上,腾讯牵头的5G云游戏相关标准(5G- AIS)获得正式批准。5G-AIS项目的主要目标是为5G云游戏等需要严格时延保证和交互性的业务提供更好的网络架构支持,为云游戏用户性能和极致体验提供针对性支持。”

和所有做标准的专家一样,雷艺学对待专业的态度认真严谨,心里有自己的一套标尺,且近乎不可撼动。这增加了采访的难度,但也使得原本枯燥的技术问答多了几尺人性的深度。
雷艺学主要负责国际标准的制定,本次采访自然难以涉及业务和市场相关的内容,因此,在采访最开始,他就以一句“每个研究人员都有自己的工作范围”,礼貌而清晰地划定了采访问题的楚河汉界。

Chapter 1. 概念拆解

LiveVideoStack:腾讯建立的5G“实验网”是什么概念?
雷艺学:是我们实验室用最新的5G设备搭建的端到端的5G环境,在深圳那边。
 
LiveVideoStack:“应用驱动5G网络演进”中的应用具体指什么?
雷艺学:你说的这个应用驱动标准应该是腾讯参加5G标准的时候,我们实验室讨论的一个愿景,意思就是5G标准的制定应该从应用的需求出发(包括C端和B端的应用)。任何一个移动通信系统标准,包括4G、5G在内,都把最终的成功落地部署以及能否受到用户的认可作为目标。只有这样,标准将来才可以更好地支持各种各样的应用。
 
这个应用也不仅仅局限于咱们今天讨论的云游戏,它包括任何一种应用:车联网的应用、工业互联网的应用等等都涵盖其中。
 
5G标准和4G标准不一样, 4G是以人为中心的,4G后期则转向以物为中心,到5G的时候,许多场景,比如工业控制场景,都不会再只有人的参与,还包括物,即机器。再比如自动驾驶,将来也是没有司机的,这种情况下5G会为汽车这种终端提供连接。
 
在4G的时候,我们玩的一些棋牌类游戏对网络要求不是很高;但是实时游戏特别是咱们把视频、图片分辨率、帧率提高的时候,对网络的要求就越来越高。
 
这种情况下应该如何提升网络才能更好地支持游戏应用?这就回到你刚才问的——什么是应用驱动网络——简单来讲,就是网络或者标准依照应用的需求,从需求出发做架构和协议设计,包括具体方案的制定,就是这么一个意思。
 
LiveVideoStack:如果反过来讲,应用会吃掉更好的网络条件,就像软件会吃掉不断升级的CPU一样。那么标准也会被吃掉吗?
雷艺学:你刚才用了一个词很形象,叫“吃掉”。我理解,在标准进入部署后的商用阶段,大家非常乐于见到各种应用的繁荣,愿意见到更多的用户和更多的流量跑到网络上来。这就相当于我们建起一个网络并且希望它能承载更多的任务,因为这些任务来了之后,网络才能被更充实得利用起来。
 
所以,应用要“吃掉”网络的流量,其实并不可怕,反而是大家求之不得的事情。比如人们都很喜欢看视频、玩游戏,每月5G、10G、30G的套餐都不够,其实这是业界非常期待的事情。因为只有用户喜欢用5G网络,各种各样的应用才能更加繁荣。
 
业界制定一代通信系统的标准时,都是有技术指标即KPI的。最早的时候我们用移动网络支持话音业务,可能会算一下用什么样的语音编解码方式、会产生多高的带宽等等,比如14.4K、9.6K,当时都是非常窄带的方式。到了3G、4G,可能用户体验的速率要达到几兆以上才能用得上视频通话。到了5G也是一样,但5G的KPI可能不仅仅局限于一个带宽了。
 
我们将对它的延迟有要求。比如,当用户在5G网络上玩游戏,用手柄、传感器做了一个动作,这个动作就要非常快得传输到服务器端,服务器做处理,然后再到用户的UI上进行显示,时间是非常短的。特别是考虑到AR/VR业务的时候,转一圈的延迟都要控制在几十毫秒以内,这对整个底层网络提出了非常高的要求。
 
用户角度只看到了终端,但其实这是一整个系统。比如说你的手机要接入5G网络,而网络还有无线接入网和核心网,另外在这个网络之上还有数据中心里的服务器,这是一个完整的系统。
 
我讲的是基于网络游戏,而非单机版。应用和网络是非常相关的,而且网络是由不同部分组成的,这里面必须有标准,有了标准两者才能互通
 

Chapter 2. 更高级的玩法   

LiveVideoStack:为什么腾讯想要参与制定这样一个国际化的标准?
雷艺学:4G为什么这么成功?我觉得很大的一个原因是有全球标准化做基础。因为当一个标准化的东西做好之后,全球的厂家、供应商都可以基于标准提供产品,这就使得这个系统的每一个环节都有许多供应商。
 
另外,统一的国际标准能够形成强大的生态。比如说4G网络的生态里就有运营商、设备厂商、互联网厂商,还包括很多APP开发者、多媒体从业者等等,只有在这样一个全球统一的标准里才能使得这么多厂家的方案、产品能够融入到一个生态里;如果没有这样一个标准,大家互相割裂,就不可能有现在这么繁荣的业态。还有一点就是,国际标准意味着现在的许多很多行业都在走向国际化。
 
2018年开始,我们就参与了5G云游戏相关国际标准的制定。标准的制定将能更好地保证整个5G系统为云游戏业务部署提供标准上的支持,满足云游戏对网络延迟,带宽以及速率的需求。
 
同时,5G云游戏标准的制定,可以防止产业碎片化,为行业的发展提供技术底座。
 
LiveVideoStack:腾讯参与标准制定的过程中会考虑到自己将来的发力点吗?
雷艺学:是这样的,从标准制定的方式来说,无论是美国、欧洲还是中国的企业,大家趋于一种标准的时候都会有一定的目标场景,比如推动车联网标准制定就考虑智能汽车的场景和需求,推云化多媒体业务包括云游戏标准肯定也是有一定场景预设的,那么我们当然希望最终的标准能够适合这种场景和应用。
 
但另外一方面我想说的是,标准是大家一起来制定的东西。什么叫标准?全球3GPP有几百家厂家,大家都认可的东西才适合写下来作为标准。标准一方面肯定是由各个公司专门建立的团队,包括标准的代表和专家去推动、去写的。但是另外一个,它其实也是一件有利于全人类的事情,因为它基于大家的共识。如果说只是利于少量厂家的意愿的话,那不能成为一种国际统一的标准。
 
而我们团队做的工作做是全球统一的5G标准,因为这样的标准不会局限于任何一种应用,它的好处也不止局限在某一个国家和地区。
 
LiveVideoStack:那么参与到这个生态当中的各个平台、厂家都有机会参与到标准的制定当中吗?
雷艺学:业内有一句行话叫“一流的企业做标准,二流的企业做品牌,三流的企业做产品”。因为制定标准是一个比较高级的玩法,是要更好、更主动地推动甚至是主导一个产业、一个领域。
 
在4G、5G领域,咱们国家也有很多的公司都在参与。最早是运营商、设备商参加的比较多,到后面终端手机厂家也越来越多的参与进来。这几年因为5G从to C走向to B,应很多垂直行业的需求,很多互联网公司也在参与,全球都是这么一个趋势。
   
LiveVideoStack:所以现在参与云游戏标准制定的除了腾讯还有谁呢?
雷艺学:挺多的,我们推这个标准的时候,咱们国内的四大运营商(包括广电)都是很支持我们的,包括手机厂商,大家配合推动。国外也有挺多运营商、设备商,总共有四十几家厂商都非常支持我们的标准诉求。
 

Chapter 3. 享受过程

LiveVideoStack:目前腾讯和国际化组织的对接或者是合作进展得如何呢?
雷艺学:5G标准组织即3GPP已经存在二十多年了,是从2G成立的,中国的CCSA是发起成立3GPP的地区性组织之一。3GPP的5G标准会面向很多场景,云游戏是其中的一个。但整个3GPP不是只做云游戏一件标准,它做的是5G标准的需求、架构、协议,是一个非常全面的组织。
 
在这里面,我们团队的工作是推动5G网络能够更好地支持实时性、交互性很强的业务,包括云游戏在内。
 
5G的主要标准还是在3GPP做的,其它也有一些组织“宣称”在做,但是做的最多的、最实实在在的、对全球产业影响最大的还是在3GPP。
 
5G是一个端到端的系统,从服务器到核心网、无线接入网,再到手机,从底层的物理层到层外、甚至到应用层都有。3GPP分SA、RAN和CT等工作组。负责需求的SA1是讨论需求的,我们参加了需求组的讨论,推动云游戏的需求。
 
需求定了以后就会制定架构,架构组SA2也是我们团队重点参与的组。我们在架构组2019年统计的国际标准提案的提交数和通过数中,全球公司排名前十左右。这里面包含了所有的国内外的电信厂家以及IT领域的所有厂家,在互联网公司里腾讯的文稿提交数和通过数处于第一位。
 
另外,像多媒体编解码(我们团队也参与了多媒体传输的一些标准),这是3GPP的SA4组。我们团队除了云游戏标准也做其它标准,包括车联网、工业互联网,这都是刚才我提到过的的SA1、SA2、SA4以及SA6组都会涉及。
 
LiveVideoStack:标准制定过程中的难点具体有哪些?
雷艺学:要说难点的话,首先是制定者本身要深刻地了解一个国际标准制定的规则,另外是对整个网络架构和协议要有非常全面和深入的了解。标准这个行业跟别的行业不一样,像是码农写代码的话,从学校一毕业,到企业里一两年很快就上手了,但标准这个东西特别强调经验,特别强调你对以往系统的深刻理解。
 
因为标准第一强调兼容,比如我们制定的5G标准必须跟4G是兼容的。比如现在,咱们国家开始部署5G网络,但很多用户的手机都是4G的,所以我们得保证这种业务的后向兼容。另外,标准涉及非常多的厂家和非常多的参会代表。根据最新的3GPP的统计,目前参与3GPP 5G标准制定的厂商近700多家,每年的参会规模是7000人次左右。
 
在刚刚结束的SA2 5G架构组的会议,两周的线上会议期间一个5G架构工作组就有6000多封电子邮件,可以看出全球的5G技术专家和工程师们都是非常勤奋的。虽然有新冠疫情,但是大家工作的情绪高涨。因为涉及的公司很多,大家投入的人力也就非常多,而且在这样一个标准化的环境里面,跟我们一起进行合作的都是来自全球各地的专家。
 
另外,不管推什么样的标准,首先技术上要过硬,就是你的技术方案必须经过严密的论证,同时也要做比较多的沟通工作,说到底其实是技术实力的竞争。
 
一开始咱们讲到标准制定是要基于共识的,共识就是能够跟3GPP里面所有对这个标准感兴趣的公司要做大量的沟通,但这是值得的,因为一旦形成共识,我们制定的标准就会被实现在全球统一的5G标准里面。疫情以后,我们的会议都改到线上了,一般工作的高峰时间是晚上11点到12点,因为要考虑欧洲和美国专家一致的时间,所以 11点到1点之间开会变成很正常的事情。
 
最终大家看到的结果就是因为ICT标准的成功,大家的生活确实因此方便了许多。如果没有这样一个统一的标准,我们也很难享受到非常便捷的点餐、叫车和手游等各种随手可及的便利业务。
 
所以,虽然很难,但大家乐此不疲,非常享受这样一个过程,我理解的是,过去的二十多年大家都是这么做过来的。
 
LiveVideoStack:听上去好辛苦,那现在距离标准最终推出的时间或者草案通过的时间还有多久呢?
雷艺学:现在3GPP标准有非常严格的时间计划。因为5G已经经历了两版标准:R15和R16。R16刚刚结束,我们目前也在参与R17标准制定。具体的时间不太好说,受疫情影响,电话会议没有面对面讨论的时候效率高,所以略微有一些延迟。但毕竟5G标准涉及到全球5G商用部署,所以会制定一个大家统一协调的时间表。
 
 

Chapter 4. 制定标准不是为了给业务打分

LiveVideoStack:您有提到制定标准的人要对整体的格局有一个深刻的理解,能说说您自己对5G云游戏的理解吗?
雷艺学:这个谈起来,也是业界的共识。首先是它对实时性、交互性的要求更高了,比如说从用户端的设备要把一个动作、传感的数据在毫秒级的时间内传到服务器端做渲染,然后又要在短时间内把它传到终端上,它的好处是把渲染的算力以及这些要求很高的任务放在了云端,这样终端的成本就可以降低了,便于更多的用户来玩这个游戏。
 
从5G网络角度看的话,我们会思考如何为云游戏这个应用上层的业务流提供高质量的传输。这个高质量可能就看是什么数据了,如果从用户端往服务器端经过5G网络传数据的话,带宽不是很高但是延迟要求会很高;如果是服务器渲染完的数据往终端推的话,带宽可能会比较大,带宽具体多大也要看玩家的分辨率,包括游戏的帧率等等,这样可能对5G网络速率有更高的要求。
 
咱们一开始也说了,有越来越多的应用需求不是坏事,这样5G网络才有用武之地,再加上合理的商业模式, 5G网络生态就会更加繁荣。
 
LiveVideoStack:也就是说,其实您对5G云游戏的各方数据是有一个标尺在的。那么在您心里,云游戏端到端的延迟多少毫秒及格、多少毫秒优秀呢?
雷艺学:这个问题不是那么简单就能回答的,因为主要是落在业务侧。你衡量延迟时间的同时,还要看它的分辨率、压缩算法等等,这里面还有很多产品实现上的考量,比如是基于中心云还是边缘云等等。
 
你所问的多少分及格的标尺不是我们在做的标准,这个是给业务打分的标准,我们做的是5G网络的技术标准。
   
LiveVideoStack:所以您是单纯从技术角度来看未来5G云游戏会达到一个什么样的状态,并以此制定标准?
雷艺学:没错,我的工作内容是参与国际标准制定,因此我们肯定会从技术角度做一些分析和预判。其实在5G标准制定的时候,不光是我们,还有很多的厂家。从技术角度来看的话,大家都是非常非常看好5G对云游戏的技术支撑的。
你应该也听过5G最重要的三个关键词:低时延、大带宽、高可靠。这三个关键词里,我们要找到一个很好的场景把它落下来不是那么容易的。什么叫落下来?就是有哪一个应用能够真正需要这三个特性中的一部分或者全部呢?
 
首先,云游戏就是既需要低时延也需要大带宽。刚刚讲了,上行方向传递动作、传感数据的话肯定是需要低时延的,而且丢包率要低,所以也必须是高可靠的。下行时也需要很大的带宽。从技术角度看,这样的技术跟5G的主要特征是特别吻合的。
 
相比其它场景来讲的话(这里我说的不是个人观点),当时我们在国际标准组织讨论这个方案的时候,很多国内外的运营商、设备商,大家从技术上都是很看好云游戏的,从标准制定到面向市场的时间范围来看,几年后也会商用。
 
 

Chapter 5. Fun is where the heart is

LiveVideoStack:您从做技术应用的研究到现在制定标准,思维方式是如何转换的?
雷艺学:我自2007年从北邮博士毕业起,研究和标准制定这两方面都是兼顾的。不同公司的工作方式不一样,有的公司有一个专门的团队只做标准制定,另外一个团队只做研究。但是我所在的工作环境都是研究和标准同时做的。
 
研究工作偏后台,标准偏前台,更多强调的是有哪些方案需要提到某个国际标准里面去。其实研究和标准是一个相辅相成的关系,我们现在这个团队在这方面就做得很好。
 
我们实验室的研究组和标准组同事在一起工作,研究的产出会作为标准的一部分输入,而我们参加标准讨论之后,也会把其它厂家、专家的一些反馈带回来。这就形成一个研究和标准互相促进的过程,我自己感觉两者没有什么矛盾,是可以比较好的相互促进的。
  
LiveVideoStack:那么您觉得做标准的乐趣在哪里?
雷艺学:首先国际标准和国内标准不一样,国际标准工作的同事会是不同肤色、不同文化背景的。我理解的标准组织——特别是3GPP——是一个非常非常优秀的组织,它的技术支持是各个公司派来的非常优秀的一批专家。
 
来自不同公司的一大批技术骨干共同制定一个体系庞大的标准。这些技术控们碰到一起,彼此在技术上会有非常激烈的争论,但个人之间却都非常友好,这种技术博弈是非常职业化的,在国际标准组里我觉得也是非常好的一个现象。
 
另外一点乐趣在于,作为研究人员和标准人员,我们的创新思想或者方案如果能被引入到某一项标准的话,就可以作为4G/5G系统的一个“部件”部署到实际网络里去,研究人员可以非常自豪地说在4G/5G系统里有一个什么样的产品,它的哪个环节的方案是我提的,这样的案例越来越多,其实也是对自己价值的一种认可。
 
研究和标准工作是可以对公司业务,甚至对整个产业都有所帮助的,这也就对应到你刚才说的乐趣。
 

Chapter 6. 如何兼容

LiveVideoStack:有一个比较基本的问题,制定标准的依据是什么?
雷艺学:首先技术得合理,另外就是厂家会给这个方案一个综合的评价,比如能带来的增益以及复杂度等等,兼容性也是其中一个考虑因素,这是ICT系统一个很重要的考量。
   
LiveVideoStack:您最初提到的兼容是和4G网络条件兼容,您这次说到的兼容是指什么?
雷艺学:比如说你制定5G的时候要跟4G兼容,但是5G本身也有不同的版本,这些版本之间也要互相兼容。也就是说,现在制定R17的时候也得跟R16、R15兼容,因为5G现在已经有三个版本了。
 
这件事情非常重要,比如说运营商部署了第一版5G之后,用户就买了初期版本的5G手机,不能因为后期版本的推出这些手机就不能接入了,所以兼容性这个东西是ICT系统一个非常基本的考虑,也是技术方案合理性的综合考量。
   
LiveVideoStack:可以具体说一说云游戏的兼容吗?
雷艺学:任何一个方案都有协议层,有传输层、网络层、底层,我们做的国际标准主要还是在网络架构这个层面,要说兼容的话,我们这个方案可以支持云游戏,其实也可以支持其它的业务。只要是实时性、交互性很强的业务都可以支持,但云游戏是我们很重要的目标应用,目前是没发现有什么兼容性的问题,它实际上是提供了一个承载上层实时强交互业务的方案,我们肯定会保证不影响已有的用户和已有的版本。
   
LiveVideoStack:如何做到不影响呢,比如有哪些具体的考量和措施?
雷艺学:首先网络层的主要任务是建立满足特定的QoS的数据流,这个流里面会装入不同的延迟、带宽、丢包率的诉求,把数据流导进去,这里面有专门针对云游戏用户传感器数据的一些QoS流,也有传输渲染以后数据的一些带宽比较高的QoS的数据流,这些都是可以支持的,不会有兼容性的问题存在。
   
 

Chapter 7. 迂回前进

LiveVideoStack:您之前说做标准的时候心里会有一个预测,比如丢包率这些,这些预测的大概范围和数据是可以透露的吗?
雷艺学:这个不是谁心里的预测,这是大家的共识。已经考虑的帧率,高到4K、8K,以及在网络极限情况下都能承载,但是实际开发中间还是取决于用户的设备,是手机、平板还是一个大屏,最后的体验都会有不同。
 
另外一点是延迟。5G网络本身就能够做到低延迟,但是除了5G网络的延迟之外还有服务器的处理延迟,服务器一般不在5G网络里面,服务器在5G网络的边缘。
 
我理解开发者关心的是一个用户感知到的端到端的性能,那个性能涉及到多个环节的优化。从5G网络的角度来讲,我们会尽量把网络做到最好,给用户体验提升提供基本保障。至于其它环节,比如说GPU算力,那是由做开发的专家去努力,大家从不同维度做一些贡献,最终实现比较好的用户体验。
 
LiveVideoStack:换个说法,您觉得这些技术上的的指标能够达到您的预期吗?
雷艺学:是这样的,大家在设定KPI的时候(比如说提供多高的带宽、多低的时延),一般从技术指标上大家会按照对需求的分析来制定,不同的应用是完全不一样的,很难一概而论。
 
可能是那些对延迟要求稍微低一些的应用可以先落地,至于延迟特别高的,这就不是只靠制定标准,还要看厂家依据标准做出来的设备性能如何,是不是达到了当初的需求。一般来说都是没问题的,都会有设备的测试,全程全网的方案优化才能最终把比较好的体验提供给用户。
 
LiveVideoStack:如果制定标准的时候要考虑市场的反应和回馈,要如何确保从纯技术的角度去制定这个标准呢?
雷艺学:我理解在标准制定的过程中,参与的研究人员和专家不是直接看市场,5G的需求标准从scenario和Use case开始,从不同的scenario和Use case来总结一些需求,作为标准制定的依据。
 
我理解在梳理这些scenario的时候,大家是会考虑到场景目前需求的迫切程度,如果有的话大概是在什么时间窗,比如说两三年或者三五年内有需求的场景都会考虑进来。所谓需求,可以理解为功能需求,或者性能需求,如丢包率、延迟、带宽率等等,是这样一个逻辑。
 
在这个标准确定了以后,大家在参与的时候会依据这个技术特性的重要性决定资源投入,会出现比较热门的类项投入的工程师比较多的情况,这个很正常,就好比你在产品领域,某个产品看起来市场前景特别好大家会投入更多的研发资源,都是类似的。

终章

“边界感”几乎成为这场采访的主旋律。雷艺学对于本职工作的认知与归类及其细致严苛,对提纲之外的随机问题也可以迅速辨识。温和平缓的语气背后,他总能够精准表达自己的观点,并指出问题描述的模糊之处。技术人的临场反应得体又可怕。

回归采访主题本身,当我们讨论标准的时候,我们究竟在讨论什么?或许就像雷艺学在采访中说的一样,这需要对5G、对云游戏,甚至对整个移动互联网和流媒体应用的深刻理解与经年累月的实战经验,否则开口含糊,下笔露怯(是我)。

互联网世界日新月异,新词虽新却不空不大,也许,这些科技名词的每一次排列组合都预示着又一个无限可能的未来……

 

编辑:Coco Liang

 
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