优化慢速网络上的 WebRTC 性能：网络层面的关键注意事项

无论您是在构建 VoIP 应用程序、视频会议平台还是任何实时通信解决方案，确保在网络速度缓慢或不可靠的环境中实现最佳性能都是一项重大挑战。移动网络和卫星通信尤其如此，延迟、数据包丢失和带宽限制是常见的障碍。

为了应对这些挑战，开发人员和架构师必须仔细评估各种网络层面的因素，并实施即使在次优条件下也能最大限度提高性能的策略。

在本篇文章中，我们将深入探讨网络层面的关键因素，这些因素可以大幅提高应用程序在低速网络中的性能，重点是编解码器的选择、旧系统的兼容性、带宽优化和媒体网关配置的微调。

我们还将展示最近与 SignalWire 合作构建的应用程序的带宽优化结果。

为什么 WebRTC 优化对于慢速网络很重要

网络速度慢可能会带来几个挑战：

• 延迟增加：数据传输的延迟可能会导致通信过程中出现令人沮丧的滞后。
• 语音或视频质量差：带宽低或网络条件波动可能会导致音频不流畅或视频像素化。
• 连接断开：网络连接不稳定可能会导致实时通信中断。

通过正确的优化应对这些挑战对于提供流畅、可靠的通信体验至关重要，即使在受限的网络条件下也能满足用户期望。

在慢速网络上优化 WebRTC 性能

编解码器选择、带宽管理和网络优化等策略可以提高 WebRTC 应用在慢速网络条件下的性能。让我们深入了解一下。

1. 选择正确的编解码器

在慢速网络上优化 WebRTC 性能的最重要决策之一是选择正确的音频和视频编解码器。编解码器决定了数据如何压缩以及如何在网络上传输，这直接影响带宽消耗和音频/视频质量。

Opus 编解码器：低带宽环境下的最佳语音编解码器

对于音频优化，Opus是目前慢速网络的最佳编解码器选择。Opus 是一种高度自适应的编解码器，专为实时通信而设计，具有以下优势：

• 比特率灵活性：Opus 的比特率可从 6 kbps 扩展到 510 kbps，非常适合低带宽场景。它可以根据可用带宽动态调整，确保即使在困难的网络条件下也能保持清晰的音频质量。
• 低延迟：Opus 针对低延迟环境进行了优化，使其非常适合 WebRTC 等实时通信。
• 卓越的语音质量：尽管经过高度压缩，Opus 仍保持了卓越的音频清晰度，减少了失真和丢失。

2. 针对慢速网络优化视频编解码器

在视频通信方面，可以有效使用VP8 （WebRTC 的默认设置）或 H.264 等编解码器。但是，为了进一步优化视频以适应较慢的网络，请考虑以下几点：

• 动态视频质量调整：WebRTC 允许您实现自适应比特率（ABR），根据可用带宽自动调整视频质量。
• 分辨率调整：在较慢的网络上降低视频分辨率。例如，不要播放全高清视频，而是将分辨率降低到360p 或 480p。
• 帧速率调整：在带宽受限的情况下，将帧速率从 30 fps 降低到 15 fps 可以节省大量带宽，而不会对视觉质量造成太大影响。

3. 处理与旧系统转码的兼容性

尽管现代 WebRTC 应用程序主要依赖于 Opus 和 VP8 等高级编解码器，但确保与公共交换电话网络 (PSTN)或旧版 VoIP 系统等旧系统兼容通常是一项关键要求。这时转码就变得必不可少。

• 旧版编解码器（G.711、G.729）：许多旧版系统仍在使用较旧的编解码器，如G.711（未压缩）和G.729（压缩）。为了实现互操作性，您需要将 WebRTC 数据包（例如 Opus）转码为与这些旧版编解码器兼容的格式。
• 媒体网关：媒体网关作为中介，处理现代 WebRTC 编解码器和 PSTN 等传统系统之间的实时转码，确保即使一方使用较旧的技术，通信也可以无缝进行。

4. 提高带宽效率的网络级优化技术

优化网络流量对于维持稳定的连接和高效的带宽使用至关重要。以下是可用于提高性能的几种技术：

静音抑制

在实时语音通信中，静音时间会浪费带宽。静音抑制可确保在用户不说话时不发送数据包，从而节省大量带宽并减少拥塞。

噪音消除

背景噪音会严重降低语音清晰度。在发送端和接收端实施噪音消除技术将确保即使在音质较差的环境中也能获得更清晰的音频流。

数据包丢失隐藏

在出现数据包丢失的网络条件下（慢速网络的常见问题），前向纠错 (FEC) 或自动重复请求 (ARQ) 等技术可以帮助减轻数据包丢失的影响，保持对话流畅。

5. 选择正确的媒体网关实现高效转码

媒体网关在优化 WebRTC 性能方面发挥着至关重要的作用，尤其是在连接 WebRTC 和旧系统时。在为您的应用选择合适的网关时，请考虑以下主要事项：

• 低延迟：转码应以最小的延迟进行，以防止通信出现明显的滞后。
• 编解码器兼容性：确保网关支持各种编解码器，从现代 WebRTC 编解码器（如Opus）到传统编解码器（如 G.711 和 G.729）。
• 可扩展性：选择能够随着应用流量扩展的解决方案，即使并发用户数量增加也能确保高效的转码。

真实示例：使用 Opus 编解码器进行 SignalWire 优化

为了展示这些优化的威力，让我们探索一个真实的用例：

在基于SignalWire构建的 RTC 应用中，我们以 6 kbps 实现了 Opus 编解码器，以减少慢速网络环境中的带宽消耗。以下是该应用的优化方式：

• 静音抑制：在静音期间禁用数据包流，减少 40% 的带宽使用量。
• 噪音消除：实施噪音过滤，即使在嘈杂的环境中也能提高语音清晰度。
• 服务器端转码：对于通过PSTN连接的用户，我们使用媒体网关将Opus转码为G.711，以实现与传统电话系统的无缝兼容。

结果：

• 50% RTP 带宽减少：通过结合静音抑制和噪声消除，我们显著减少了应用程序的 RTP 流量，使其在慢速网络上更高效。
• 一致的语音质量：尽管比特率较低，语音质量仍然清晰易懂。
• 与 PSTN 的无缝集成：转码机制确保了 WebRTC 与传统电话系统之间的顺畅互操作性。

在慢速网络上优化 WebRTC 的关键要点

针对慢速网络优化 WebRTC 应用对于确保可靠且高质量的实时通信至关重要。通过关注：

• 自适应编解码器（例如 Opus）
• 高效的网络技术，如静音抑制和噪声消除，
• 通过转码和媒体网关确保旧系统的兼容性，

开发人员可以显著提高应用程序性能，即使在具有挑战性的网络条件下也是如此。不要忘记，选择正确的媒体网关和后端基础设施（如 SignalWire）可以帮助简化流程并为用户提供无缝体验，无论他们的网络环境如何。

作者：JawadZeb
来源：https://webrtc.ventures/2025/01/optimizing-webrtc-performance-on-slow-networks-key-network-level-considerations/