Format HTTP Live Streaming (HLS) – Avantages, inconvénients et fonctionnement

Ce blog se concentre sur HLS, ou HTTP live streaming, qui est l’un des protocoles les plus populaires utilisés aujourd’hui pour diffuser de la vidéo. Le format HLS est un protocole de diffusion vidéo en direct à débit adaptatif. Développé à l’origine par Apple pour les appareils iOS, Mac OS et Apple TV, le streaming HLS est devenu le protocole de vidéo en direct le plus utilisé.

Cet article examine les avantages et les inconvénients de la diffusion en direct par HTTP. Nous le comparerons également à quelques formats alternatifs. Nous examinerons également l’histoire du format HLS et nous demanderons d’où il vient et pourquoi.

Table des matières :

• Fonctionnement de la diffusion en direct par HTTP (HLS)
• Avantages du protocole HLS
• Inconvénients de l’utilisation du protocole HTTP de diffusion en direct
• Solutions au problème de latence
• HLS et autres protocoles de diffusion en continu
• Qu’est-ce que la HLS à faible latence ?
• Comment fonctionne la solution Direct HLS Low Latency Streaming de Dacast ?
• Conclusion

Fonctionnement de la diffusion en continu en direct par HTTP (HLS)

La vidéo HLS est diffusée via le protocole de communication web HTML5, la dernière norme en ligne pour le contenu web. Les lecteurs vidéo HTML5 prennent en charge la vidéo en ligne diffusée via différents protocoles. Il s’agit notamment du HTTP Live Streaming (HLS) et du MPEG-DASH.

Le protocole de diffusion en continu est la méthode qui définit le format utilisé par la vidéo, la manière dont elle est compressée, la taille des morceaux envoyés, etc.

HLS a été développé pour offrir une alternative à la vidéo Flash. Techniquement parlant, il utilise la compression vidéo H.264, AAC ou MP3 pour la compression audio, et transmet les flux en utilisant le format de conteneur MPEG-TS.

La diffusion vidéo via HLS consiste à découper un flux vidéo MP4 en courtes séquences vidéo d’environ 10 secondes. Les flux sont décrits à l’aide de listes de lecture M3U8 créées par le serveur HTTP. Cette liste de lecture, également appelée fichier manifeste, indexe les morceaux de vidéo.

Avantages du protocole HLS

Au cours des dernières années, le format HLS est devenu un protocole standard pour la vidéo sur le web, et ce pour de bonnes raisons. L’acquisition HLS est assez simple à mettre en place, son utilisation est gratuite et elle est prise en charge par un grand nombre d’appareils. Examinons quelques-uns des avantages de l’utilisation du protocole HLMS pour la diffusion vidéo en continu.

1. Livraison sur tous les appareils

Tout d’abord, la diffusion en continu HTTP prend en charge la vidéo sur pratiquement tous les appareils. Bien qu’il ait été créé à l’origine pour être utilisé sur Safari et les appareils iOS, le format HLS est désormais pris en charge par tous les navigateurs web modernes (mobiles, ordinateurs de bureau, tablettes, etc.).

Que vous et vos spectateurs accédiez au contenu sur un smartphone, une tablette, un ordinateur de bureau ou un ordinateur portable, une télévision intelligente, un décodeur ou tout autre appareil, la vidéo HLS sera lue. La majorité des navigateurs Web prennent également en charge l’alternative principale – MPEG-DASH– mais iOS et Safari ne le font pas. C’est un avantage majeur. C’est pourquoi la HLS reste la norme de facto.

2. Excellente qualité

Le format vidéo HLS utilise une méthode appelée Adaptive Bitrate Streaming. Cette méthode mesure le débit internet disponible pour chaque spectateur d’une vidéo donnée. Ensuite, la qualité vidéo qui leur est proposée est ajustée de manière dynamique.

Par exemple, vous pouvez commencer à regarder une vidéo chez vous, où vous disposez d’une connexion Wi-Fi rapide. Ensuite, vous pouvez quitter votre domicile et monter dans une voiture avec un ami, et continuer à regarder la vidéo avec une connexion mobile. Cet internet peut être plus lent. Il se peut également que vous traversiez des zones où la disponibilité de la bande passante est limitée. Même une connexion internet dédiée à la maison ou au travail peut avoir une variation significative de la vitesse de l’internet.

Les vidéos diffusées au format HLS, si elles sont configurées correctement, vous fourniront dynamiquement la meilleure qualité vidéo possible tout en réduisant au minimum la mise en mémoire tampon et le décalage. Cette approche permet d’améliorer l’expérience de l’utilisateur. La vidéo tentera de continuer à jouer autant que possible. La qualité augmentera tant que votre internet sera suffisamment rapide pour supporter la charge.

3. Rentabilité

Un autre avantage majeur du format HLS est son coût réduit. Comme nous l’avons dit, le format est pris en charge par pratiquement tous les appareils via HTML5 et Media Source Extensions. Il n’est pas nécessaire d’utiliser un appareil spécifique pour regarder le contenu. Les serveurs web standard peuvent gérer la diffusion HLS sans problème (en fonction de la charge et d’autres facteurs).

4. Vie privée et sécurité

Le dernier avantage de la HLS que nous soulignons ici est la protection de la vie privée et la sécurité. Par rapport à Flash, HLS fournit simplement un navigateur plus sûr pour vos spectateurs, à la fois lorsqu’ils regardent votre contenu et après.

Inconvénients de l’utilisation du protocole HTTP de diffusion en direct

Aucun protocole ni aucune technologie n’est parfait, et il en va de même pour la diffusion en direct par HTTP. L’utilisation du format HLS présente quelques inconvénients. Examinons l’un des problèmes les plus courants : la latence.

1. Le temps de latence

La latence fait référence au temps écoulé entre le moment où un événement se produit dans le monde réel et le moment où les spectateurs peuvent le voir. Il s’agit essentiellement du temps nécessaire pour qu’une vidéo soit enregistrée par une caméra, traitée par un encodeur HLS, transmise sur l’internet, distribuée à des serveurs “périphériques” et décodée pour être visionnée.

Notez que la latence vidéo ne tient pas compte des ralentissements dus à la vitesse de l’internet et aux goulets d’étranglement ; il s’agit de problèmes largement distincts.

2. Vitesse de l’Internet

La HLS a été conçue pour maximiser la qualité, et non pour minimiser la latence absolue. L’intervalle entre les images clés, la taille des paquets et la mémoire tampon nécessaire à la lecture ne sont tout simplement pas adaptés à une diffusion en direct ultra-rapide. Par conséquent, il ajoute généralement un délai de 20 à 60 secondes à votre flux. Ces plateformes logicielles de diffusion en direct offrent des solutions intégrées à faible latence, et ce sont celles qu’il faut prendre en considération.

Les vitesses Internet lentes ne sont un problème que pour un petit sous-ensemble de diffuseurs en direct, notamment les joueurs vidéo et les amateurs de sport. Dans ces situations, la rapidité est importante. Cependant, la plupart des utilisateurs peuvent facilement ignorer la faible latence liée à l’hébergement d’un flux HLS, car elle n’aura aucun impact sur la satisfaction ou l’expérience des téléspectateurs. Pour la quasi-totalité des téléspectateurs, une vidéo de haute qualité qui peut être regardée à tout moment, sur n’importe quel appareil, est plus importante que la latence.

Solutions au problème de latence

La vidéo Flash a permis une diffusion en direct à faible latence. Mais avec le déclin de Flash, la vidéo sur internet se trouve dans une période de transition. Il n’existe pas encore de solutions fantastiques au problème de latence de la HLS. Mais de nombreuses entreprises y travaillent, notamment le fournisseur de CDN de premier plan Akamai. Des remplaçants de HLS sont en cours d’élaboration (comme le MP4 fragmenté), mais les appareils ne sont pas encore prêts à les lire. Le prochain changement n’interviendra peut-être que dans quelques années.

Chez Dacast, nous proposons une solution de streaming HLS à faible latence pour nos plans Premium et supérieurs. Cette solution permet d’abaisser le temps de latence à 10 secondes ou moins. Il répond aux normes de sécurité des navigateurs modernes grâce au protocole HTTPS et vous permet d’accéder à tous les appareils mobiles.

HLS et autres protocoles de diffusion en continu

Pour mieux comprendre les avantages du HLS, examinons de plus près le HLS par rapport à d’autres protocoles de diffusion en continu, notamment RTMP et MPEG-DASH.

Avant l’abandon de Flash, RTMP et HLS étaient des choix populaires pour la diffusion de vidéos en continu aux téléspectateurs. Maintenant que Flash a disparu, MPEG-DASH est sans doute le plus grand concurrent de HLS. MPEG-DASH est le nouveau venu et a poussé le HLS à s’améliorer et à corriger les défauts du passé, comme la faible qualité vidéo.

Ceci étant dit, examinons plus en détail les deux comparaisons.

HLS vs RTMP : la chute de Flash

Le RTMP en tant que protocole de diffusion est en grande partie abandonné, mais le RTMP n’est pas mort. Je m’explique.

Macromedia a développé RTMP pour fonctionner avec Adobe Flash Player dès que l’internet s’est répandu. La fusion d’Adobe et de Macromedia en 2005 a donné à RTMP une portée considérable. Il faut savoir qu’à son apogée, environ 99 % des navigateurs de bureau en Occident avaient installé le plug-in Adobe Flash Player.

RTMP et Flash ont travaillé en étroite collaboration, si bien que de nombreuses personnes les ont confondus, mais ce n’est pas le cas. En d’autres termes, si Flash est mort, RTMP ne l’est pas.

Qu’est-ce qui a donc causé la chute de Flash (et du RTMP en tant que principal protocole de diffusion) ?

Steve Jobs a abordé la plupart des défauts de Flash dans une lettre intitulée Thoughts on Flash. Dans cette lettre, Steve Jobs explique pourquoi Flash ne sera pas autorisé sur les appareils Apple. Dans cette lettre, Steve Jobs explique pourquoi Flash ne sera pas autorisé sur les appareils Apple. Dans sa lettre, Steve Jobs explique que Flash était un système fermé et qu’il présentait de nombreux problèmes. C’est pourquoi vous avez peut-être entendu des gens dire en plaisantant que Steve Jobs avait tué Flash, ce qui n’est pas faux.

En fin de compte, la mort de Flash a résulté de l’incapacité à résoudre ses problèmes de performance, de batterie et de sécurité pour s’aligner sur la concurrence comme HTML5.

D’un point de vue technique, il n’y a donc plus grand sens à comparer HLS et RTMP en tant que protocole de diffusion, et cela deviendra de plus en plus vrai au fil du temps. Mais faisons comme si nous étions revenus à l’époque de Flash pour une seconde. Comme vous vous en souvenez peut-être, le protocole RTMP était puissant parce qu’il permettait d’obtenir une très faible latence. Même après la fin de vie de Flash le 31 décembre 2020 (RIP), le monde travaille toujours sur un remplacement solide à faible latence pour le RTMP.

Parce que RTMP est puissant, il est toujours d’actualité, mais pas de la même manière qu’auparavant.

Ingestion HLS vs. ingestion RTMP

La plupart des navigateurs ayant abandonné la prise en charge de la diffusion RTMP après l’annonce de la fin de vie de Flash, tout ce qui concerne la diffusion/le streaming RTMP (ou la diffusion/le streaming Flash) est pratiquement inexistant. Cependant, RTMP survit en grande partie grâce à RTMP Ingest, qui fonctionne en fait très bien avec HLS.

C’est pourquoi, de nos jours, il est plus approprié de comparer l’ingestion RTMP à l’ingestion HLS plutôt que l’ingestion RTMP à l’ingestion HLS pour la diffusion/le streaming.

Si vous avez besoin d’un rappel, l’ingestion est la technologie chargée de transmettre les fichiers vidéo de l’encodeur de flux en direct à la plateforme de diffusion en continu. Fondamentalement, pour utiliser l’ingestion RTMP, vous avez besoin d’un encodeur RTMP, et pour utiliser l’ingestion HLS, vous avez besoin d’un encodeur HLS, ce qui nous amène à notre premier avantage pour l’ingestion RTMP.

Actuellement, les encodeurs RTMP sont beaucoup plus courants que les encodeurs HLS. Cependant, ce n’est pas vraiment un problème si vous cherchez intentionnellement des encodeurs compatibles HLS car il y a beaucoup d’options sur le marché. Il convient également de noter que les sites de médias sociaux populaires tels que Facebook prennent en charge l’ingestion RTMP et pas encore l’ingestion HLS.

Par rapport à HLS, RTMP est optimisé pour la latence, ce qui est l’une des principales raisons pour lesquelles l’ingestion RTMP reste très populaire par rapport à l’ingestion HLS. Cependant, l’ingestion HLS est capable de fournir une vidéo de meilleure qualité et une plus grande évolutivité. Il est probable que la technologie HLS finira par s’imposer, mais pour l’instant, la technologie RTMP a le vent en poupe.

HLS vs MPEG-DASH : l’alternative Open-Source la plus récente

En ce qui concerne la distribution/le streaming, la comparaison entre HLS et MPEG-DASH est plus moderne que celle entre HLS et RTMP, alors plongeons dans le vif du sujet.

HLS est la solution propriétaire d’Apple et, il y a une dizaine d’années, la plupart de ses concurrents étaient également d’autres protocoles de diffusion en continu propriétaires. C’est pourquoi un autre protocole de streaming à débit adaptatif a commencé à être élaboré. MPEG-Dash est une norme open-source développée dans le cadre d’un effort coordonné entre plus de 50 organisations, dont des géants comme Apple et Microsoft.

Ce qu’il faut savoir sur MPEG-DASH par rapport à HLS, c’est qu’il s’agit d’une norme internationale. Mais le principal inconvénient de MPEG-DASH est que le navigateur mobile Safari ne le prend pas en charge, et si vous avez déjà possédé un iPhone ou un iPad, vous savez que Safari est le navigateur par défaut. Sachant qu’il y a environ 1,8 milliard d’appareils Apple actifs dans le monde, il s’agit certainement d’une énorme arnaque pour DASH.

D’autres comparaisons entre les deux ont changé au fil du temps. Par exemple, on peut dire que DASH offrait une meilleure qualité dans un passé récent, mais ce n’est plus le cas aujourd’hui.

Pour une comparaison plus détaillée, consultez notre article de blog comparant les protocoles de streaming MPEG-DASH et HLS.

Qu’est-ce que la HLS à faible latence ?

À l’origine, Apple a développé le streaming HLS pour privilégier la fiabilité par rapport à la latence. Comme vous le savez maintenant, l’un des avantages du RTMP par rapport au HLS est sa faible latence.

Pour remédier à ce problème, Apple a annoncé le protocole HLS à faible latence, qui permet une diffusion vidéo à faible latence et constitue une extension du protocole HLS. Lorsqu’il a été annoncé pour la première fois en 2019, le HLS à faible latence était un protocole entièrement distinct du HLS, mais Apple a maintenant fusionné les deux, et c’est devenu un seul et même protocole.

L’un des objectifs de la fusion des deux protocoles était d’en accélérer l’adoption. Comme il s’agit d’une technologie relativement nouvelle, le soutien des fournisseurs dans l’écosystème de la diffusion vidéo a été insuffisant. La technologie est cependant très prometteuse.

La technologie HLS à faible latence peut atteindre une latence de 2 secondes ou moins, ce qui est extraordinaire. Pour vous donner un ordre d’idée, la latence des flux HLS en direct est généralement comprise entre 15 et 30 secondes.

Comment fonctionne la solution Direct HLS Low Latency Streaming de Dacast ?

Nous avons été la première plateforme vidéo en ligne à proposer gratuitement un encodeur de flux en direct HLS à faible latence. Cet encodeur est basé sur l’encodeur open-source OBS Studio, ce qui signifie qu’il inclut tous les avantages qui rendent OBS Studio si populaire.

Il est compatible avec Mac et Windows. Il faut savoir que, contrairement à de nombreux autres encodeurs, il ne nécessite qu’une petite quantité de puissance de traitement de l’unité centrale et de mémoire.

Lorsque nous avons comparé HLS et RTMP, nous avons mentionné que RTMP-Ingest était toujours populaire. Toutefois, cela ne signifie pas qu’il sera toujours populaire. La solution Direct HLS Low Latency Streaming de Dacast utilise plutôt l’ingestion HLS, bien que l’ingestion RTMP soit toujours la valeur par défaut.

En utilisant l’ingestion HLS, la solution Direct HLS Low Latency Streaming de Dacast est HLS de bout en bout. Ainsi, au lieu que le streaming HLS commence par l’ingestion RTMP et soit ensuite converti en HLS, il commence et se termine par le HLS. Les téléspectateurs bénéficient ainsi d’une latence beaucoup plus faible, de l’ordre de 10 secondes ou moins. Il répond également aux normes de sécurité des navigateurs modernes, ce qui signifie qu’il peut encore atteindre tous les appareils mobiles.

Conclusion

HLS est une technologie puissante qui est devenue l’un des standards de l’industrie. Nous espérons que cet article vous a permis d’apprendre les bases de cette technologie de diffusion en direct, son fonctionnement et ses avantages et inconvénients.

Des questions sur le format HLS ? Vous pouvez réaliser votre première diffusion en direct dès aujourd’hui avec le logiciel de diffusion vidéo HLS de Dacast. Si vous êtes prêt à l’essayer dès aujourd’hui, vous pouvez profiter de notre Essai gratuit de 14 jours. Aucune carte de crédit n’est nécessaire.

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Merci de votre attention et bonne chance pour vos diffusions en direct !