2022年6月22日
By Pieter-Jan Speelmans 首席技术官，THEO技术公司
聚光灯

HESP:亚秒延迟，快速通道变化和改进的ABR优于标准cdn

高效流

在线观众的要求比以往任何时候都高. 他们想要低延迟的视频流体验，用于交互式用例，如赌博, 粉丝参与和投票. 他们还希望获得比OTT更轻松的电视体验, 换台速度很快, 与他们从广播环境中逐渐爱上的电击体验相当或更快.

然而, 媒体公司无法通过像HLS这样的协议来满足观众日益增长的期望, DASH和WebRTC通常会在实时延迟之间进行权衡, 快速通道变化和/或扩展成本.

这就是高效流协议(HESP)的由来, 一种基于http的流媒体协议，它提供高效率的流媒体，以满足不断增长的观众期望. 除了大规模的亚秒级延迟, 它带来的好处包括提高了自适应比特率(ABR)。, 高达20%的带宽节省, 频道变化很快, 低至100毫秒, 这和模拟电击是一样的吗. 最重要的是, HESP规范与CMAF标准可互操作，并包括诸如DRM和字幕的内容保护等功能，这些功能是其他超低延迟协议(如WebRTC)所缺乏的.

图1:提高观众QoE期望需要高效的流媒体解决方案

HESP解释

基于http的流协议通常使用基于段的方法. 这意味着一个视频被分割成几秒钟的片段, 哪个要求视频播放器等到新片段开始时才开始播放. 这种方法增加了通道更改时间并引入了额外的延迟.

HESP利用基于帧的流方法, 哪一种不需要在实时延迟和通道切换时间之间进行权衡. 更具体地说，HESP使用两个流:

初始化流，只包含关键帧. 此流不经常使用. 它仅在启动新流时使用.
延续流, 哪个是用于低延迟目的的常规编码流, 哪个可以在任何初始化流图像后继续播放.

利用字节范围请求的块传输编码(CTE), 可以非常快速地启动流或根据网络条件的变化改变质量. 结果是, 较低的玩家缓冲需要带来相同的观看质量体验, 因此可以实现更低的延迟, 这与频道的快速变化相结合. 此外, 由于HESP是一种基于http的流媒体协议，它可以轻松且经济高效地扩展到标准cdn上的任何受众规模.

HESP互补流

图2:HESP使用两个互补的流. 当用户想要开始一个新的视频时, 首先，从初始化流中获取图像或帧. 图像可以在任何时候请求开始播放. 随后，从延续流中获取图像. 连续流可以在任何初始化流图像之后以实时延迟播放.

基于http流媒体

HESP的一大优点是它是基于http的流协议. 这意味着它可以在标准cdn上扩展, 就像HLS和DASH一样, 因此，它可以触及任何规模的观众. 与HLS和DASH相比，HESP带来了许多好处, 比如更低的延迟, 快速通道转换和改进的ABR.

当工作流的所有组件都针对低延迟进行优化时, 包括编码器, HESP还可以提供亚秒级的延迟, 就像WebRTC一样. 与WebRTC相比，一个重要的区别是每个WebRTC客户端都需要与后端直接连接, 扩展是通过旋转额外的服务器基础设施实现的. 这使得WebRTC扩展到更大的受众变得复杂和昂贵, 而且处理快闪人群也更加困难, 这些通常是通过CDN处理的基于http的协议，如HESP.

就像大多数其他基于http的流协议一样，HESP也完全兼容CMAF. 它使用CMAF容器进行媒体传递，并遵循CMAF媒体模型. 这使得它与流协议(如HLS和DASH)兼容，并允许它带来所有与CMAF兼容的功能. 这是一个关键的优势，因为它允许HESP流与工作室兼容的DRM(如Widevine)进行保护, 在CENC和CBCS模式下使用通用加密的PlayReady和Fairplay. 与WebRTC相比，另一个这样的优势是与字幕的兼容性:HESP支持今天在HLS和DASH中使用的TTML或WebVTT的标准字幕. 多亏了这些功能, HESP可以取代现有的管道, 不需要专有的内容保护和字幕解决方案.

提高HESP的采用

越来越多的供应商正在将HESP实现到他们的解决方案中, 或者确保兼容性, 通过 HESP联盟. 这包括视频工作流程中的供应商，从编码/包装到CDN、DRM和播放器. HESP联盟有一个HESP就绪解决方案的验证程序，以确保整个生态系统的兼容性，这样媒体公司就可以轻松地将自己的工作流程与HESP联盟成员的点解决方案结合起来.

HESP是可用的 IETF规范. HESP标准包括以下细节, 例如, HESP舱单, 延续流和初始化流. 其优点是HESP延续流是CMAF兼容的. 这意味着处理标题/副标题非常容易, 定时元数据和数字版权管理(DRM), 这些项目也包含在HESP IETF规范中.

安全高效流媒体

HESP的一大优势在于，它允许工作室批准的DRM系统通过通用加密标准来实现. 许多直播流媒体服务通常有使用DRM的合同义务，但不能达到亚秒级延迟，因为它们目前仅限于LL-DASH或LL-HLS实现, 2-7秒的延迟. 当您想要创建交互性时, 然而, 或者允许赌博, 尽可能降低延迟是很重要的, 最大化您的投注窗口. 这正是HESP所能提供的.

图3:安全高效的流演示设置

演示DRM功能, EZDRM, Synamedia和THEO建立了一个端到端的HESP工作流，并测量了DRM对延迟和启动时间的影响. 测量表明，DRM对基于hesp的流的端到端延迟没有影响, 对启动时间只有250-400ms的影响, 与检索DRM证书所需的时间有关 & license、CDM初始化时间.

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