Im Fokus: Content Delivery mit niedriger Latenz

Die wahrgenommene Qualität eines Livestreaming-Erlebnisses hängt im Wesentlichen davon ab, wie gut man Latenzen im Netzwerk vermeidet. Latenz – die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem das Paket die Streaming-Quelle verlässt, und dem Moment, an dem es auf dem Gerät des Nutzers angezeigt wird – kann verschiedene Formen annehmen. Die häufigsten davon sind verlorene Videoframes, häufiges Nachladen und damit ein vermindertes Qualitätserlebnis.

Will man die Latenzen bei der Auslieferung minimieren oder reduzieren, bedarf es Planung und Optimierung, aber auch Kompromissen zwischen Latenzzeiten und Kosten. Die Entwicklung einer effizienten Methode für die Aufzeichnung, Kodierung und anfängliche Übertragung von Inhalten kann zwar dazu beitragen, anfängliche Ineffizienzen und Verzögerungen zu beseitigen, aber ein Großteil der Latenzen entsteht tatsächlich während der Übertragung. Content-Anbieter müssen Lösungen sowohl für das Frontend als auch für die Netzwerkkomponenten finden, um möglichst geringe Latenzzeiten zu erreichen. In einer Umfrage aus dem Jahr 2021 gaben 42 % der Befragten an, dass ihnen qualitativ hochwertige Videos beim Nutzererlebnis am wichtigsten seien. Niedrige Latenzen stehen bei 32 % der Befragten an zweiter Stelle (https://www.wowza.com/blog/2021-video-streaming-latency-report).

Definition von Latenz, niedriger Latenz und extrem niedriger Latenz

Der Weg der Inhalte von der Erstellung über die Übertragung bis hin zum Empfang durch das Endgerät erfordert Rechenleistung, Bandbreite und Zeit. Es kann oft bis zu 10 Sekunden dauern, bis Live-Events auf einem Endgerät angezeigt werden. Ein durchschnittlicher HD-Kabelsender hat eine Latenzzeit von 4 bis 5 Sekunden, während etwa ein Viertel der Content-Netzwerke mit einer Latenzzeit von 10 bis 45 Sekunden zu kämpfen hat. Derzeit gibt es zwar keinen Standard, aber in der Regel bedeuten geringe Latenzen, dass ein Video in weniger als 4 bis 5 Sekunden nach der Liveübertragung auf dem Bildschirm des Nutzers angezeigt wird. Alles, was darunter liegt, wird als extrem niedrige Latenz bezeichnet. Die sogenannte „Glass-to-Glass”-Latenz – von der Kameralinse bis zum Bildschirm des Zuschauers – liegt oft bei 20 Sekunden. Hochauflösendes Kabelfernsehen mit einer Latenz von etwa 5 Sekunden bildet den Maßstab für niedrige Latenzen.

Häufige Ursachen für Latenz

Es gibt viele Ursachen für Latenz in Content-Delivery-Netzwerken. Die bloße Kodierung eines (Live-)Videostreams in Pakete, die man über ein Netzwerk sendet, führt zu Verzögerungen beim Videostream. Rechnet man dann noch die Übertragung über mehrere Drittanbieter-Netzwerke zum Gerät des Endnutzers hinzu, wird die Latenzzeit immer länger. Verschiedene Protokolle haben zudem unterschiedliche Stärken und Schwächen, und die Verringerung der Latenz steht dabei nicht immer im Vordergrund.

Das ursprüngliche HTTP-Livestreaming-Protokoll von Apple (Einführung 2009) weist beispielsweise eine Standardlatenz von 30 Sekunden auf, weil es die bestehende Infrastruktur (HTTP) für die Übertragung gegenüber effizienteren, aber weniger verbreiteten Protokollen bevorzugt. Andere Protokolle könnten die Netzwerkroute zum Empfänger optimieren, Verzögerungen durch Verschlüsselung und andere sekundäre Netzwerkfunktionen minimieren und optimierte Verschlüsselungs- und Entschlüsselungstechniken wählen. Vielleicht sollten wir auch erwähnen, dass Apple 2020 eine neue Version seines HLS-Protokolls mit niedriger Latenz – LL-HLS – eingeführt hat, bei der neben anderen technischen Fortschritten eine kleinere Segmentgröße für geringere Latenzzeiten sorgt.

Möglichkeiten zur Verringerung von Latenzen

Eine der Möglichkeiten zur Verringerung von Latenzen besteht in der Optimierung des Kodierungsworkflows für eine schnellere Verarbeitung. Dies führt allerdings an anderer Stelle zu Ineffizienzen und höheren Kosten. Kleinere Netzwerkpakete und Videosegmente erfordern mehr Overhead und weniger Bandbreite. Sie verringern aber die Latenzzeit, während größere Segmente die Gesamtbandbreite und Effizienz auf Kosten eines Echtzeit-Erlebnisses erhöhen.

Der Workflow für die Erfassung und Kodierung von Medien bietet eine gute Möglichkeit, Latenzzeiten zu verkürzen. Ein gut abgestimmter Workflow kann schnell kodierte Videosegmente liefern, wobei die Minimierung der Verarbeitungszeit aber nicht das einzige Ziel ist. Eine längere Verarbeitungszeit kann oft zu kompakteren Datenströmen führen, die die gesamte Netzwerklatenz insgesamt verringern. Es besteht also ein Spannungsfeld zwischen Verarbeitungseffizienz und Netzübertragungseffizienz, sodass Publisher das richtige Gleichgewicht finden müssen.

(Ultra-)niedrige Latenzen sorgen für Interaktion und Nutzerengagement

Minimale Latenzen können das Online-Erlebnis von Liveinhalten erheblich verbessern. Ein weiteres wichtiges und spannendes Thema ist jedoch die Vermeidung von Latenzen bei Echtzeit-Anwendungen. Nutzer wollen nicht nur Videokonferenzen für kleine Gruppen, sondern Livepräsentationen mit Hunderten von Teilnehmern, bei denen das Publikum Echtzeit-Feedback geben kann. Sie wollen sich ein Spiel nicht nur live ansehen, sondern in Echtzeit am Geschehen teilnehmen, Quizfragen beantworten, Wetten abschließen und das Spiel hautnah miterleben. Wenn diese Erlebnisse durch Latenzen beeinträchtigt werden, wechseln Kunden den Anbieter, sehen sich andere Veranstaltungen an oder interagieren mit anderen Personen und Unternehmen. Der eigentliche Vorteil extrem niedriger Latenzen ist, dass Inhalte, Nutzererlebnisse und Daten nahezu in Echtzeit bereitgestellt werden. Dies bildet die Grundlage für eine verbesserte User Experience und ermöglicht neue Geschäftsmodelle. Mit niedrigen Latenzen können Sie Ihre Inhalte und Ihr Unternehmen von der Konkurrenz abheben, die Akzeptanz erhöhen und die Kundenabwanderung minimieren.

Eine detailliertere Analyse und Vorschläge, wie Sie die Latenzen für Ihre Inhalte reduzieren und eine extrem kurze Latenzzeit in einen Wettbewerbsvorteil verwandeln können, finden Sie in diesem Solution Brief. Achten Sie auch auf die nächsten Blogposts, in denen wir neue Technologien vorstellen, mit denen sich Ihr Unternehmen von der Konkurrenz abheben kann.