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Blog

Supere os desafios do streaming de vídeo com Edge Application

Introdução

À medida que aumenta o apetite dos usuários online por conteúdo de vídeo, as empresas digitais estão se tornando mais dependentes do streaming de vídeo. Diante da forte concorrência por cliques e visualizações, as empresas estão trabalhando intensamente para desenvolver o melhor conteúdo de vídeo possível. Apesar disso, até mesmo os vídeos mais atraentes podem ser abandonados ou ignorados pelos usuários como resultado dos hiccups de desempenho –os soluços–, tais como o tempo de carregamento lento, os erros de reprodução e o buffering constante. Em vista disso, para garantir que todo esse esforço na geração de conteúdos incríveis não seja desperdiçado, os proprietários de sites e aplicações precisam conhecer algumas das particularidades do streaming de vídeo. Com base nesse cenário, este post apresenta uma visão geral da entrega de vídeo, com explicações sobre como o streaming de vídeo funciona, de que forma seu desempenho é medido, até que ponto a qualidade do vídeo afeta o engajamento do usuário e como o Edge Application da Azion pode otimizar a entrega de vídeos.

Como funciona o streaming de vídeo

Ao contrário do download, que obriga os usuários a salvar um vídeo completo em seu disco rígido antes de visualizá-lo, os vídeos em streaming são transmitidos alguns segundos de cada vez a partir de um arquivo de mídia armazenado remotamente. O ato de baixar um arquivo parcialmente ou na totalidade gera longos atrasos antes mesmo que o usuário possa visualizar o conteúdo, enquanto o streaming é reproduzido quase que imediatamente. Isso significa que, além de economizar espaço no dispositivo do usuário, o streaming também reduz o tempo que os usuários ficam esperando para reproduzir um vídeo, pois permite que o restante do arquivo seja transferido enquanto o vídeo está sendo visualizado. Em razão disso, para garantir a reprodução quando houver falha na conexão ou a rede ficar congestionada, alguns segundos de vídeo são carregados antes do tempo, o que é conhecido como buffering.

Codificação

Como os arquivos de vídeo são muito grandes, devemos encontrar um equilíbrio entre velocidade e confiabilidade para entregar um vídeo de alta qualidade com a menor interrupção de reprodução possível. Por isso, quando um vídeo bruto é capturado de um dispositivo de gravação, as tecnologias de codecs convertem esse vídeo em arquivos compatíveis. Então, comprimem esses arquivos para armazenamento e entrega, depois os descomprimem para visualização, descartando quaisquer dados desnecessários no processo.

TCP vs. UDP

Um paralelo semelhante é feito entre os protocolos de transporte TCP ou UDP, que são usados para transferir pacotes de dados através das redes. Antes de transferir os dados, o TCP abre uma conexão dedicada e garante que todos os pacotes de dados cheguem ao seu destino ordenadamente. Embora leve maior tempo, o resultado é uma experiência confiável e consistente. O UDP, entretanto, por não adotar essas restrições, é mais rápido que o TCP, o que pode resultar em qualidade de vídeo inferior. Como ambos os protocolos têm prós e contras para a experiência do usuário, o desempenho de streaming de vídeo é medido através de uma variedade de métricas.

Como é medido o desempenho do streaming de vídeo

Mesmo sendo melhor para a experiência do usuário, o streaming de vídeo pode ser extremamente difícil para os desenvolvedores acertarem. A partir do momento que um usuário clica em um vídeo, tudo pode acontecer e dar errado, desde atrasos na transmissão até erros de codificação. Mas ao mesmo tempo que os tradeoffs, isto é, ter que escolher entre velocidade lenta vs. vídeo de alta qualidade, podem variar de acordo com o conteúdo do vídeo e dos espectadores-alvo, é óbvio que a baixa qualidade, longos tempos de espera e interrupções na reprodução frustram qualquer espectador. A Streaming Media Alliance definiu quatro métricas-chave para determinar a qualidade da experiência (QoE) do streaming de vídeo:

  • Tempo para iníciar: o tempo entre o início da reprodução e a renderização do primeiro quadro;
  • Falha ao iniciar o vídeo: falha ao entregar o vídeo dentro do tempo limite (~10s) a partir do início;
  • Média de Bitrate da mídia: a média de bits por segundo ao transferir o vídeo;
  • Taxa de rebuffering: a porcentagem de tempo que o espectador vivencia com problemas de rebuffering; por exemplo, o vídeo não é reproduzido de maneira uniforme ou linear devido ao buffer underflow, isto é, quando o buffer é esvaziado completamente.

Embora o bitrate possa parecer semelhante à velocidade de conexão de um espectador com a Internet, o bitrate real da reprodução de vídeo será muito inferior a esse limite máximo da teoria, pois outros fatores, como as condições da rede e a resolução do vídeo, podem impactar o bitrate. Um bitrate mais alto está associado a uma imagem mais clara e nítida, cores mais precisas e melhor qualidade de vídeo, especialmente para alta resolução e conteúdo de maior movimento. Essas características, por sua vez, também resultam em maior tamanho de arquivo, o que pode levar a rebuffering se a conexão do espectador não for rápida o suficiente para processar o arquivo.

QoE vs. QoS

Em relação ao QoE, ele pode ter um grande impacto sobre o engajamento dos usuários, se irão assistir (ou gostar) de um vídeo. Contudo, a qualidade da experiência do usuário pode ser difícil para os provedores de serviços controlarem, pois muitas vezes ela é afetada por fatores como o ISP do espectador e o desempenho do dispositivo. Por consequência disso, as métricas da qualidade de serviço (QoS) podem ser usadas para identificar as questões com perda de pacotes, disponibilidade e taxa de transferência em cada etapa da cadeia de entrega.

A fim de preencher a lacuna entre QoS e QoE, o monitoramento é necessário –não apenas para obter uma visão global de como os usuários estão interagindo com as aplicações e de como é a experiência dos usuários individuais com o serviço de vídeo, mas também para identificar a causa raiz ou causas referentes ao baixo desempenho, por meio do Real-User Monitoring (RUM) – monitoramento de usuário real. Com isso em mente, as empresas podem usar ferramentas como o teste A / B para verificar de que forma a experiência do usuário melhora através de diversas implementações.

Como a qualidade de vídeo afeta o engajamento do usuário

O desempenho de um site possui um enorme impacto em seus resultados financeiros, e o dos vídeos não é exceção a essa regra. O relatório da Deloitte de 2020, Milliseconds Make Millions, apontou que, após um atraso de um segundo, os usuários perdem o foco na tarefa que estão realizando e, após 10 segundos, é bem provável que abandonem a tarefa, muitas vezes sem retornar.

Quando se trata de métricas de streaming de vídeo, há fatores que podem levar ao abandono, tais como: tempo de início lento, rebuffering e mudanças no bitrate. Um post da Streaming Media observou que, se o rebuffering for alterado em até mesmo 1%, os sites podem ter até 16 minutos a menos de engajamento. E as mudanças no bitrate podem ser ainda piores. De acordo com um estudo de 2020, da plataforma Communications of the ACM, os vídeos com bitrate menor “apresentam a menor porcentagem de visualização de vídeo, a maior taxa de abandono e a maior probabilidade de serem abandonados alguns segundos após a ocorrência da falha”.

Como a Azion pode melhorar o streaming de vídeo

Como os arquivos de vídeo são muito grandes, entregá-los de locais centralizados como provedores de cloud em hiperescala pode resultar em contas exorbitantes para os proprietários das aplicações e baixo desempenho para os usuários finais. As CDNs, que armazenam cópias de conteúdo perto de onde os usuários finais estão localizados, são consideradas à prova de tempo em relação ao trajeto da entrega do vídeo, pois eles reduzem a distância que o vídeo tem que percorrer. Como resultado, a latência da rede diminui significativamente, tanto por encurtar o percurso, quanto por diminuir o número de saltos – hops – e possíveis falhas de conexão em várias redes.

Contudo, a entrega de vídeo não é igual para todos. ISPs, navegadores e dispositivos de diferentes usuários finais podem impactar consideravelmente o QoE, exigindo ambos os recursos sofisticados de cache para garantir o formato e o bitrate corretos, e a capacidade de monitorar e solucionar quaisquer problemas que possam surgir.

Além disso, como a Deloitte afirmou em um artigo de 2020, “a crescente quantidade e sofisticação do conteúdo de vídeos OTT significa mais tráfego, mais roteamento e maior necessidade de gerenciamento, otimização e previsão entre as CDNs responsáveis por entregar conteúdo rápido e confiável.” Consequentemente, as CDNs tradicionais podem não ser uma solução viável para as complexas necessidades de entrega de vídeo de muitos proprietários de sites e de aplicações.

É por esse motivo que empresas de edge computing como a Azion podem ser uma ótima alternativa para a entrega de vídeos. Assim como as CDNs, edge computing armazena o conteúdo mais perto dos usuários finais para reduzir a largura de banda e otimizar a velocidade de entrega. Ao contrário das CDNs tradicionais, a Plataforma de Edge Computing da Azion permite recursos de computação sofisticados no edge da rede, tais como:

  • Edge Application: configure slice settings para entregar com eficiência arquivos grandes e personalizar a entrega aos usuários finais com políticas avançadas de cache;
  • Edge Functions: crie facilmente novas funcionalidades personalizadas ou escolha uma das funções pré-definidas, como testes A / B;
  • Edge Analytics: monitore o desempenho da experiência do usuário com o Edge Pulse e obtenha insights globais do desempenho da aplicação com o Real-Time Metrics para preencher a lacuna entre o QoS e o QoE.

Além de tudo, o modelo de serverless computing da Azion permite que nossos serviços escalem automaticamente para acomodar os picos de uso, o que resulta em um serviço pré-pago, também chamado de pay-as-you-go, que reduz os custos iniciais, elimina o desperdício de recursos e garante a disponibilidade do serviço.

Como resultado, nossos clientes, como a UniCesumar, uma das maiores instituições na área da educação do Brasil, aproveitam o potencial de nossos produtos para otimizar a entrega de seus vídeos com sucesso. Com o Edge Application, o Edge Functions e o Edge Firewall da Azion, a UniCesumar foi capaz de obter uma entrega 70% mais rápida de vídeo-aulas para seus mais de 190.000 usuários diários da plataforma, com serviço 100% disponível, mesmo com alunos presenciais migrando para o ensino à distância durante o pandemia. Para saber mais sobre as possibilidades de streaming de vídeo com Azion, leia aqui ahistória de sucesso da UniCesumar na íntegra.