Какво е HLS (HTTP Live Streaming)? Всичко, което трябва да знаете

HLS (HTTP Live Streaming) е патентован формат за стрийминг, който някога се използваше само на устройства на Apple. Днес HLS стриймингът се поддържа от много други устройства, включително смартфони с Android.

HLS Ви позволява удобно да доставяте аудио и видео (на живо и при поискване) до аудиторията си, независимо какво устройство използва. Всъщност той е базиран на същия протокол, използван и за изграждането на уеба, т.е. HTML.

Ако искате да доставяте съдържание чрез стандартни мрежи за доставка и уеб сървъри, които така или иначе използвате за всичко останало, време е да разгледате HLS.

Какво е HLS?

HLS, съкратено от HTTP Live Streaming, е мощен комуникационен протокол за стрийминг с адаптивен битрейт, създаден да бъде надежден и динамичен. Благодарение на способността си да се адаптира към различни условия според наличната скорост както при безжични, така и при кабелни връзки, той може да осигури оптимизирано възпроизвеждане.

HLS се поддържа широко от сървъри за стрийминг медия и браузъри като Firefox и Google Chrome. Все пак за гледане на HLS съдържание е нужен HLS плейър.

По същество протоколът HTTP Live Streaming разделя стрийма на малки части и ги изпраща към клиента чрез разширен M3U плейлист, който служи като контейнер. Частите се кодират с различни битрейти, за да се защити стриймът, докато пътува в мрежата. HLS използва обикновен уеб сървър, за да доставя видео съдържание. Нужен е специфичен софтуер, който да създаде подходящия формат за предаване в реално време.

Защо да използвате HLS?

HLS стриймингът е едно от изискванията за видео приложения в App Store и заобикаля мрежови проблеми, които често се свързват с други стрийминг протоколи.

Други предимства включват:

Стрийминг с адаптивен битрейт
Възпроизвеждане на живо
Възпроизвеждане с отместване във времето
По-силно криптиране
Поддръжка на Digital Rights Management (DRM)
Поддръжка на многоезично аудио

HLS: функции и възможности

HLS има много полезни функции за доставяне на стрийминг медия до клиентите Ви. Освен за стриймове на живо, той се използва все по-често и за предварително записано аудио и видео, защото предлага много възможности за персонализация, сигурност и удобство.

Mac Developer Library посочва следните качества на HLS:

Възможности за бързо превъртане напред и назад благодарение на I-frame плейлист
Медията е защитена чрез криптиране на ниво sample, тъй като сегментите съдържание се криптират независимо, което осигурява по-висока сигурност
Маркери за прекъсване Ви позволяват да вмъквате реклами по време на възпроизвеждане
Поддръжка на субтитри и closed captions
Многоезична поддръжка с алтернативно аудио; поддържат се и различни видео версии на едно и също събитие (например различни ъгли при гейминг събитие)
Синхронизирани метаданни Ви позволяват да вмъквате имена, обложки на албуми и др. в конкретни моменти от възпроизвеждането

Как работи HTTP Live Streaming?

Интернет потребителите очакват видео стриймингът да работи безупречно на всички устройства и типове мрежи, дори при бавни мобилни връзки и зад firewall-и. HLS видеото решава тази дилема, защото Apple го представя именно с тези предизвикателства предвид.

HLS стриймингът бързо се превърна във водещ стандарт за доставка на видео с адаптивен битрейт.

Стриймингът с адаптивен битрейт се осигурява от комбинация от сървърен и клиентски софтуер, която разпознава капацитета на честотната лента и регулира качеството на видео стрийма, като адаптира различните битрейти и резолюции в движение.

Резултатите са много по-добри от това, което бихме видели при доставка на статичен видео файл с един-единствен битрейт. Освен това изживяването при гледане се подобрява, защото стриймът може да се адаптира към скоростта на мрежата на клиента.

Това помага да се избегнат ненужни забавяния и буфериране, когато мрежовата скорост на клиента не може да поддържа качеството на видеото.

HLS работи, като разделя потока съдържание на малки HTTP файлове, които след това се изтеглят и възпроизвеждат като части от общия – потенциално неограничен – транспортен поток. Важно е да се отбележи, че този процес обикновено може да забави възпроизвеждането с до 90 секунди при видео на живо.

Докато стриймът се възпроизвежда, клиентът може да избира измежду няколко опции (потоци), всяка от които съдържа същото съдържание, кодирано с различна скорост на данните. Така стрийминг сесията се адаптира към наличната скорост на данните, без компромис с възпроизвеждането.

Сравнение на стрийминг формати
	Adobe HDS	Apple HLS	Microsoft Smooth	MPEG DASH
Работи със стандартни HTTP сървъри	Не	Да	Не	Да
Международни стандарти	Не	Не	Не	Да
Няколко аудио канала	Не	Да	Да	Да
Гъвкава защита на съдържание с DRM	Да	Да	Да	Да
Затворени надписи и субтитри	Да	Да	Да	Да
MPEG-2 TS сегменти	Не	Да	Не	Да
Поддръжка на мултиплексирано съдържание (аудио + видео)	Да	Да	Не	Да
Поддръжка на немултиплексирано съдържание (отделно аудио/видео)	Не	Да	Да	Да
Резервно превключване при клиента	Не	Да	Не	Да

HLS срещу RTMP

RTMP е високопроизводителният стрийминг протокол на Adobe.

Едно от предимствата на HLS е, че е широко интегриран в плейъри и платформи. Друг важен плюс е, че може да преминава през корпоративни мрежи зад firewall. От друга страна, flash видеата, доставяни чрез RTMP, не винаги имат това предимство.

Ако не искате допълнителното усложнение от работа с proxy сървъри и firewall-и, HLS е най-добрият избор. RTMP има едно предимство пред HLS: предлага multicast поддръжка. Ако искате да доставите стрийм до много потребители в една мрежа, RTMP е подходящият избор.

Цената на внедряване е може би най-важният аспект при HLS – за разлика от RTMP, той не изисква специализирани умения или сървъри. HLS също се справя по-добре с трафика, което означава по-ниска обща цена на притежание спрямо RTMP.

HLS срещу MPEG-DASH

DASH е стандарт с отворен код, който, подобно на HLS, използва метод за видео с адаптивен битрейт. Въпреки това HLS остава по-мощният формат за видео стрийминг.

По отношение на качеството няма голяма разлика между двата. MPEG-DASH е независим от codec, но HLS е съвместим с HEVC/H.265, така че качеството е сравнимо.

HLS поддържа и 4K резолюция за видеа; и двата протокола поддържат High Dynamic Range (HDR) и могат да доставят добро тонално качество.

Имайте предвид, че MPEG-DASH не се поддържа от браузъра Safari, така че няма да работи на iPad, iPhone и др. Това означава, че милиарди iOS потребители няма да могат да използват този формат.

Тъй като всички останали браузъри поддържат HLS, той е изборът за издатели, които искат широка и разнообразна аудитория за съдържанието си.

Нека накратко разгледаме и сравнението MPEG_TS срещу HLS. MPEG_TS не е ново решение, но не е толкова изключително като HLS. Например не може да поддържа контрол на адаптивния битрейт. Все пак има отлична съвместимост и почти всички устройства го поддържат, така че също може да бъде добър вариант.

Как да стриймвате с HLS

Както обяснихме по-рано, HLS стриймингът изпраща няколко различни потока съдържание към клиента. Те съдържат аудио/видео, но разликата е, че всеки поток е кодиран с различна скорост на данните; така клиентите получават непрекъснато възпроизвеждане от HLS стрийм.

След като вече знаем какво е HLS, важно е да отбележим, че понеже е HTTP-базирана технология, той изобщо не се нуждае от специални стрийминг сървъри.

Плейърът отговаря за адаптирането на скоростите на данните, за да осигури оптимално възпроизвеждане.

И тъй като тази логика за превключване е отговорност на плейъра, нужна Ви е качествена платформа за стрийминг на живо, която да помогне HLS видеата Ви да се излъчват правилно.

Какъв енкодер Ви е нужен?

HLS стриймингът е изключителна технология, която е наистина адаптивна във всеки смисъл на думата. Когато съдържанието се кодира в няколко файла за различни интернет скорости и резолюции, кодирането се извършва с mpg2_ts codec.

Потоците се изпращат към клиента в .M3u8 индексен файл, който преминава от HLS енкодера към онлайн видео платформата във формат RTMP. Отговорност на стрийминг платформата е да транскодира това видео към HLS.

За тази задача се използва video codec h.264; може да има и опция за x.264 в хардуера или софтуера, който използвате за кодиране. Не се притеснявайте – това е просто друга форма на същия протокол.

За audio codec можете да разгледате AAC или AAC-LC.

HTML5 видео плейърът

Дебатът HLS срещу RTMP срещу RTSP завършва при HTML5 видео плейъра.

HTML5 е лесен начин да интегрирате native видео в браузър и поддържа HLS без проблем, независимо от браузъра или OS.

Повечето съвременни браузъри поддържат HTML5 API, които Ви позволяват да създадете JavaScript приложение, което да се грижи за стрийминга.

Нужен Ви е HTML5 плейър с Flash fallback, за да могат дори по-стари устройства да гледат видео стрийма Ви. Заедно с адаптивните стрийминг възможности на HLS можете да доставяте висококачествени видеа както на живо, така и при поискване. Освен това може да се персонализира и за мобилни устройства, за да достигне по-широка аудитория.

Колко честотна лента е необходима?

Необходимата честотна лента се определя от това какво се опитвате да излъчвате на живо и с каква резолюция. Като цяло, колкото по-висока е резолюцията/качеството, толкова повече HLS честотна лента ще Ви трябва.

Помислете за това така: видео на живо с ниско качество 240p ще изисква приблизително 400 kbps. От друга страна, full-HD 1080p видео стрийм ще се нуждае от 4 до 8 Mbps, за да се показва правилно.

Нашите експерти препоръчват следните битрейти при различни резолюции:

240p: 300 – 500 kbps
360p: 500 – 800 kbps
480p: 800 kbps – 2 Mbps
720p: 1.5 – 4 Mbps
1080p: 3 – 6 Mbps

Аудио стойностите се определят по-лесно; за видео резолюция 240p задайте 64 kbps като аудио битрейт. При по-висока резолюция, 360p или дори 480p, аудио битрейтът може да се увеличи до 96 kbps. Ако стриймвате на 720p или повече, 128 или 192 kbps ще свършат добра работа.

Моля, не забравяйте, че това са само препоръки. Ако излъчвате рецитал или концерт, може да е по-добре да дадете приоритет на качеството на звука, дори ако видео стриймовете са с по-ниско качество. Решението е Ваше.

Накратко

HLS вероятно е най-добрият протокол, който можете да използвате, ако искате да стриймвате медия на живо през 2025 г. и след това.

Не забравяйте, че една трета от цялата онлайн активност включва гледане на видеа, а бизнесите знаят, че този комуникационен формат е изключително важен за маркетинга и операциите им.

Като цяло HLS стриймингът предлага всички функции, от които се нуждаете, заедно с гъвкавост и съвместимост, които просто не можете да пренебрегнете.