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Wir schreiben das Jahr 2010. In den letzten Jahren hat die digitale Videowiedergabe exponentiell zugenommen. Und es führte zu einer unerwarteten Herausforderung. Der wachsenden Nachfrage nach Videos wurde mit einer Vielzahl proprietärer Protokolle und Formate entsprochen. Apple HLS. Adobe HDS. Microsoft Smooth Streaming. Und sie alle hatten eines gemeinsam: Sie waren so konzipiert, dass sie nur mit ihren spezifischen Playern oder Geräten funktionieren. Es gab keine Möglichkeit, einen einzelnen Stream bereitzustellen, der auf allen Geräten abgespielt werden konnte.
Dies führte zur Geburt von MPEG-DASH, einem offenen Standard für adaptives Bitraten-Streaming über HTTP. Für Uneingeweihte: MPEG-DASH ist kein Format wie H.264 oder AAC, sondern eine Bereitstellungsmethode, die mit einer beliebigen Anzahl von Codecs und Containern verwendet werden kann, wie z. B. MP4 (H.264/AAC), WebM (VP8/Vorbis). ) oder MPEG-2 TS.
Lassen Sie uns genauer untersuchen, was MPEG-DASH ist und wie es funktioniert. Aber beginnen wir dort, wo alles begann.
In den späten 1990er-Jahren kamen zwei neue Technologien auf den Markt, die die Art und Weise, wie wir Videos konsumieren, für immer verändern würden: Breitband-Internet und mobile Geräte. Der Veröffentlichung des ersten iPhone im Jahr 2007 wurde dann zu einem Wendepunkt. Es machte den Videokonsum unterwegs populär und erzeugte einen unstillbaren Appetit auf mobile Inhalte.
Schon zu Beginn des Internets wurden Videos zu einem beliebten Format. Portale mögen Newgrounds, Albino-Schwarzschaf und eBaums Welt erhielten ordentlichen Verkehr. Dann, im Jahr 2005, wurde YouTube gegründet und es veränderte alles. Bis 2006 war die Video-Viewing-Plattform Bereitstellung von 100 Millionen Videoaufrufen pro Tag. Da die Breitbandgeschwindigkeit zunahm und immer mehr Menschen Zugang zum Hochgeschwindigkeitsinternet hatten, wuchs der Online-Videokonsum exponentiell.
Aber es gab ein Problem. Die Bereitstellung von Videos über das Internet war aufgrund der primären Streaming-Protokolle (wie HTTP und RTSP) nicht für diese Nachfrage konzipiert. Sie boten keinerlei Qualitätskontrolle oder garantierte Lieferung [Hinweis: Bei der Übertragung gehen häufig Pakete verloren, die anschließend bewertet und erneut gestreamt werden müssen]. Das Zuschauererlebnis wurde dadurch beeinträchtigt.
RTMP eignete sich hervorragend zum Streamen von Videos über Webbrowser. Es handelte sich jedoch um ein proprietäres Protokoll, das nur für Flash-Player verfügbar war und nicht für mobile Geräte optimiert war. Dies führte Anfang der 2010er Jahre zur Entwicklung neuer Protokolle, darunter Apple HLS (HTTP Live Streaming) und Microsoft Smooth Streaming. Beide Formate sind aus dem entstanden Demonstration von SProxy durch HP Laboratories im Jahr 2006, das ein Video in Segmente konvertierte und diese über einen HTTP-Webserver streamte. Die neuen Protokolle förderten diesen Ansatz unterdessen durch die Integration der Adaptive Bitrate Streaming (ABR)-Technologie. ABR ist die Fähigkeit eines Videoplayers, basierend auf den Netzwerkbedingungen zwischen Streams (von High Definition zu Low Definition oder umgekehrt) zu wechseln.
Aber solche Formate brachten uns zurück zum Anfang, da sie immer noch proprietär waren und die Herausforderung des plattformübergreifenden Streamings nicht lösten.
Während Video- und Fernsehunternehmen versuchten, Methoden zu finden, um das beste Seherlebnis zu bieten, hatten sie auch wenig Kontrolle darüber, wie die Verbraucher ihre Inhalte erhielten. Beispielsweise im Jahr 2011 Netflix stellte fest, dass fast die Hälfte seiner Nutzer Videos auf ihren Spielekonsolen ansahen. Jede Konsole verwendete ein anderes Format. Daher war es schwierig, auf allen Plattformen ein einheitliches Erlebnis zu bieten.
Das Gleiche galt für andere digitale Videoplattformen wie Hulu. Sie alle mussten ihre Dienste entsprechend den Einschränkungen der verschiedenen Geräte gestalten, die ihre Endbenutzer verwendeten. Zum Glück waren sich einige Leute der Situation bewusst, bevor die Verwerfungslinien sichtbar wurden.
3GPP (3rd Generation Partnership Program) brachte 2009 mit der Entwicklung von Adaptive HTTP Streaming (AHS) den Grundstein für einen nicht proprietären, plattformübergreifenden Standard. Im Jahr 2010 veröffentlichte MPEG einen Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen zur Standardisierung einer adaptiven Bitraten-Streaming-Lösung für die Bereitstellung IP-basierter Multimediadienste. Der Vorschlag von 3GPP wurde angenommen (3GPP AHS) und MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) war geboren.
Im Januar 2011 wurde daraus ein internationaler Standardentwurf und im Dezember 2011 ein internationaler Standard. Es wurde als veröffentlicht ISO / IEC 23009-1 Standard im April 2012. Seitdem wurde das Streaming-Protokoll zweimal überarbeitet, nämlich einmal im Jahr 2019 und einmal im Jahr 2022.
MPEG-DASH ist eine Bereitstellungsmethode, die Medien über HTTP streamt und mit jedem Codec und Container funktioniert. Dies unterscheidet es von anderen formatspezifischen Streaming-Protokollen wie HLS und RTSP.
Die Idee hinter der Verwendung eines anpassbaren Containers besteht darin, eine einzige Manifestdatei zu haben, die mit mehreren Streams arbeiten kann. Der Player wählt dann basierend auf den Netzwerkbedingungen und den Fähigkeiten des Geräts den am besten geeigneten Stream aus.
Wenn Sie beispielsweise versuchen, ein Video auf Ihrem Mobiltelefon mit einer langsamen Internetverbindung anzusehen, wechselt der Player zu einem Video mit niedrigerer Bitrate, sodass es nicht ständig puffert. Und wenn Sie in eine Gegend mit besserer Netzabdeckung ziehen oder Ihr Telefon mit WLAN verbinden, schaltet es automatisch wieder auf das Video mit höherer Bitrate um. Dies führt zu einem viel flüssigeren Seherlebnis, ohne dass die Videowiedergabe beim Wechseln zwischen Streams unterbrochen wird.
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Beim DASH-Streaming handelt es sich ebenfalls um ein segmentiertes Dateiformat. Das bedeutet, dass Videos in kleine Segmente unterteilt werden, die typischerweise 2 bis 10 Sekunden lang sind. Diese Dateien werden dann mithilfe regulärer HTTP-basierter Protokolle auf einem Webserver (HTTP) gespeichert. Wenn ein Zuschauer ein Video ansehen möchte, sendet er eine HTTP-Anfrage für die Manifestdatei (.mpd). Die Manifestdatei enthält Informationen über alle verfügbaren Streams, ihre jeweiligen Bitraten und ihren Speicherort auf dem Server.
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Basierend auf diesen Informationen wählt der Player ein geeignetes Video aus und beginnt, Videosegmente vom Server abzurufen. Im Client wird eine vorgegebene Anzahl von Segmenten geladen, um eine übermäßige Bandbreitennutzung zu vermeiden.
Obwohl MPEG-DASH mit allen Arten von Videoinhalten funktioniert und Codec-unabhängig ist, sind die am häufigsten verwendeten Codecs mit MPEG-DASH H.264/MPEG-4 AVC und H.265/HEVC für Video sowie AAC und MP3 für Audio .
MPEG-DASH bietet gegenüber anderen Streaming-Protokollen eine Reihe von Vorteilen. Diese beinhalten:
DASH ist eine interoperable Lösung, die mit jeder Art von Videoinhalten arbeiten kann. Sie können also dieselbe Manifestdatei (.mpd) für Videos verwenden, die sowohl in H.264 als auch in VP9 (einem Open-Source-Videokomprimierungsformat von Google) codiert sind. Sie benötigen lediglich mehrere Streams für jeden Codierungstyp und die Angabe der entsprechenden Speicherorte in der Manifestdatei. Der Player wählt dann automatisch den geeigneten Stream basierend auf den Netzwerkbedingungen und den Gerätefunktionen aus.
Wie bereits erwähnt, ist Adaptive Bitrate Streaming (ABR) eine der Hauptfunktionen von MPEG-DASH. Mit ABR können Spieler nahtlos zwischen verschiedenen Streams wechseln, ohne die Videowiedergabe zu unterbrechen. Dies führt zu einem viel flüssigeren Seherlebnis, insbesondere auf Mobilgeräten, wo sich die Netzwerkbedingungen häufig ändern können.
Durch die Segmentierung von Dateien in kleine Blöcke ist MPEG-DASH außerdem effizienter als einige andere Streaming-Protokolle. Wenn ein Benutzer bei Verwendung von RTSP/RTP einen Videostream vor- oder zurückspulen möchte, muss er einen Befehl zurück an den Server senden, der dann die entsprechenden Datenpakete sendet. Diese Rückkanalkommunikation kann zu erheblicher Latenz führen. Es erhöht auch die Belastung des Servers.
Bei MPEG-DASH sind Videos jedoch bereits in kleine Segmente unterteilt. Wenn ein Benutzer also ein Video vor- oder zurückspulen möchte, kann er das erforderliche Segment direkt vom Server abrufen, ohne dass eine Rückkanalkommunikation erforderlich ist. Dies trägt dazu bei, die Latenz zu reduzieren, den Bandbreitenbedarf zu verringern und ein besseres Seherlebnis zu erzielen.
Bei DASH handelt es sich um zustandslose HTTP-Server. Dies bedeutet, dass keine Informationen zum Sitzungsstatus verwaltet werden müssen, was zur Verbesserung der Skalierbarkeit beiträgt. MPEG-DASH lässt sich auch problemlos in bestehende CDNs (Content Delivery Networks) integrieren, da es Standard-HTTP-Protokolle verwendet.
Da MPEG-DASH ein offener Standard ist, müssen Sie für die Nutzung keine Lizenzgebühren zahlen. Es ist auch mit Standard-HTTP-Servern kompatibel, sodass keine teuren Server erforderlich sind. Solche Server können jedoch Ihre Gesamtleistung verbessern. Dabei ist zu beachten, dass der Kostenvorteil direkt mit der angestrebten Umsetzung zusammenhängt. Wenn Sie eine leistungsstarke Implementierung wünschen, benötigen Sie proprietäre Lösungen, die auf DASH aufbauen. Kontaktieren Sie die Experten von Teyuto Erfahren Sie noch heute, was Ihren Bedürfnissen besser entspricht.
Während MPEG-DASH viele Vorteile gegenüber anderen Streaming-Protokollen hat, gibt es auch einige Nachteile:
Dieser kommt überraschend. Eine der Kernideen bei der Entwicklung von DASH bestand darin, plattformübergreifende Kompatibilität sicherzustellen. Allerdings ist DASH immer noch nicht mit einer Reihe von Geräten kompatibel, insbesondere mit Apple-Produkten. Manchmal benötigen sogar Browser, die DASH unterstützen, einen separaten Player oder Plugin, um darauf basierende Videos abzuspielen.
Obwohl es sich bei DASH selbst um einen internationalen Standard handelt, gibt es in DASH keine spezifischen Standards dafür, wie Dateien codiert, Segmente erstellt, DRM signalisiert werden sollten usw. Infolgedessen muss jeder Inhaltsanbieter seine eigene Lösung entwickeln, was zu Inkonsistenzen zwischen verschiedenen Plattformen und Playern führen kann.
Der Mangel an Standards hat auch zu einem fragmentierten Ökosystem geführt, in dem einige Unternehmen proprietäre Methoden zum Kodieren und Segmentieren ihrer Videos verwenden. Dies macht es für andere Anbieter schwierig, diese Videos auf ihren Plattformen zu nutzen, da sie in die Entwicklung neuer Lösungen speziell für sie investieren müssten.
Einer der Hauptnachteile von MPEG-DASH besteht darin, dass es Standard-HTTP-Protokolle zum Streamen von Videos verwendet. Dies macht es anfällig für verschiedene Arten von Cyberangriffen, wie zum Beispiel Man-in-the-Middle-Angriffe und Denial-of-Service-Angriffe (DoS).
Obwohl sich DASH hervorragend für die Bereitstellung von Videostreams auf der letzten Meile eignet, kann die Verwendung als Ingest-Protokoll (oder Bereitstellung auf der ersten Meile) zu erheblichen Latenzzeiten führen. Um diese Einschränkung zu überwinden, werden andere Protokolle wie RTMP zum Aufnehmen von Videos (Lieferung auf der ersten Meile) und DASH für die Videoverteilung vom Server zum Client (Lieferung auf der letzten Meile) verwendet.
MPEG-DASH ist heute eines der beliebtesten Streaming-Protokolle. Es bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Protokollen, wie z. B. Interoperabilität, verbessertes Seherlebnis, reduzierte Latenz und verbesserte Skalierbarkeit. Obwohl das Protokoll auch einige Herausforderungen mit sich bringt, können Sie diese problemlos mit einem führenden Anbieter von Video-Streaming-Lösungen lösen.
Wenn Sie Fragen haben oder Ihre individuelle Streaming-Lösung mit DASH entwickeln möchten, wenden Sie sich an uns. Nehmen Sie noch heute Kontakt mit unseren Experten auf.
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