„Latenz“ meint die zeitliche Verzögerung zwischen dem realen Geschehen und der Anzeige auf dem Bildschirm.

Live-Übertragungen wie die der Fußball-WM im TV haben ebenfalls eine Latenz. Je nach TV-Anschluss über Sat, DVB-T2 oder Kabelfernsehen sind dies grob 2-6 Sekunden. Per Fußball-Livestream im Browser kommen je nach Anbieter 5 bis 20 Sekunden hinzu.

Relevant ist dies für Online-Auktionen, Versteigerungen und manchmal bei Zuschauer-Rückfragen mit Antwort vor der Kamera.

Wo entsteht Latenz?

Streaming-Latenz entsteht im Wesentlichen an 3 Punkten:

1) Live-Encoder vor Ort: 0,1 bis 1 Sekunde
2) Streamingserver: 0,1 bis 2 Sekunden
3) Videoplayer (0,5 bis 20 Sekunden)

Ihr Streaming-Paket hat eine Standardeinstellung für eine Latenz von ca. 10-15 Sek. Die Priorität liegt auf einer perfekten Qualität ohne Nachladezeiten.
Dies können wir für Sie optimieren auf beispielsweise 5 – 9 Sek. Dies benötigt Einstellungen in Ihrem Live-Encoder die wir Ihnen gerne mitteilen. Die Priorität liegt weiterhin auf konstant hoher Bildqualität.

Hinzu kommen Sonderlösungen per WebRTC mit 0,5 – 2 Sek. Latenz. Hier werden im Live-Encoder Einstellungen vorgenommen, die Sie normalerweise nicht auswählen würden, welche für diesen Echtzeit-Standard aber Voraussetzung sind.

Optimierung von Punkt 1: Live-Encoder vor Ort

Ihr Livebild und Ton wird vom Live-Encoder verarbeitet und an den Streamingserver geschickt. Ein Hardware-Encoder ist in der Regel sehr schnell (0,3 – 1 Sek.). Software Live-Encoder wie OBS , VMix und Wirecast können für eine geringe Latenz konfiguriert werden und erreichen dann Zeiten von ca. 0,1 bis 0,3 Sek. bei leicht verringerter Bildqualität. Wir unterstützen unsere Kunden gerne mit optimalen Einstellungen.

Optimierung von Punkt 2: Streamingserver

Wir können die Bufferzeiten auf dem Streamingserver auf ca. 0,1 Sek. reduzieren. Danach erfolgt die Verpackung in das Streaming-Protokoll. Zu empfehlen sind Bufferzeiten von 0,5 Sek bis 0,8 Sekunden. Im Fall einer Übertragung von Ihnen zum Streamingserver per LTE / 5G empfehlen wird mind. 1,2 Sekunden, da die Latenz Ihrer Datenpakete schwanken kann. Zudem gibt es mehr ‚Packet Loss‘ per mobiler Übertragung. D.h. es gehen Datenpakete verloren, die zwar noch einmal angefordert und übertragen werden können, bei gering eingestellter Latenz dann aber zu spät eintreffen.

Eine spezielle Konfiguration nehmen wir gerne individuell für Sie vor.

Optimierung von Punkt 3: Player

Der Videoplayer im Browser kann von uns für eine Latenz für Streaming per HTML5 HLS auf ca. 4 bis 12 Sekunden eingestellt werden. Der Wert ist variabel je nach Browser, Mobilgerät, Internetgeschwindigkeit, etc. und kann bei manchen Zuschauern auch abweichen.

Soweit es an uns liegt, können Sie mit einer Verzögerung von unter 1 Sekunde übertragen. Das entspricht beispielsweise einer Zoom-Übertragung. Zu berücksichtigen sind aber die im Browser des Zuschauers verfügbaren Player-Technologien.

Um für über 99% der Zuschauer einen reibungslosen Videostream mit hochwertiger, kontrollierter Bild- und Audioqualität sicherzustellen, steht nur HTML5 HLS / DASH zur Verfügung. Hierfür sind 5-12 Sekunden Latenz realistisch. Je stärker Bufferzeiten und HLS-Segmentgrößen reduziert werden, desto mehr Zuschauer werden möglicherweise (z.B. bei mittelmäßiger Internetverbindung) einen stockenden Livestream oder Nachladezeiten erleben.

 

Was machen Zoom, Teams und Videotelefonie hier anders?
Zum einen wird hier auf wesentlich geringere Datenraten komprimiert, die Bilder pro Sekunde reduziert und die Auflösung beträgt intern oft weniger als 480p und wird dann hochgerechnet. Dies fällt bei einer Person die relativ ruhig vor dem Bildschirm sitzt nicht auf – eine Übertragung mit viel Bewegung und Details sieht aber schlimm aus.

Zum anderen werden Protokolle verwendet, welche genau hierfür gemacht wurden. Für ein Echtzeit-Meeting ist dies super hilfreich. Würde aber ein Spielfilm auf schwankend 50 bis 700 kbit/s und 480p komprimiert, die Bildrate zwischen 5 und 20 fps variieren und bei kurzen Miniunterbrechungen die Wiedergabe kurz langsam und danach wieder kurzzeitig schneller laufen, würde dies niemand sehen wollen.

Warum wird nicht immer für eine geringe Latenz konfiguriert?

Der Streamingserver als auch der Videoplayer verwenden normalerweise eine Bufferzeit. Daten werden vorgeladen, um Leitungsschwankungen auszugleichen. Datenpakete werden im Internet nicht 100 % gleichmäßig übertragen. Für einzelne Datenpakete beträgt die Übertragungszeit nur 10 ms (Millisekunden) für andere 100 ms. Im Fall einer Verbindung per LTE / 5G (und noch stärker bei einer Satellitenverbindung) kommen manche Datenpakete bei Neuanforderung durch Packet Loss erst nach 1 bis 2 Sekunden an.

  • Für herkömmliche Downloads und das Laden einer Webseite mit Text und Bildern ist dies wenig relevant, da die Daten beim Empfänger (unabhängig von der übertragungszeit) einfach beim Eintreffen zusammengesetzt werden. Der Inhalt der Webseite baut sich mit den empfangenen Daten Stück für Stück auf. Es entscheidet primär die Datenmenge, die insgesamt übertragen wird, nicht die Zeit, welche einzelne Datenpakete benötigen.
  • Beim Live-Streaming kommen spät ankommende Datenpakete jedoch „zu spät“. Die Daten sind nutzlos, wenn der Stream die zeitlich Position zu der die Daten gehören bereits abgespielt hat. Der Zuschauer hat dann z.B. ein Rucken/Hängen im Video wahrgenommen. Wenn Datenpakete nicht nur einzeln, sondern reihenweise zu spät kommen, bleibt der Livestream zum Nachladen stehen. Es fehlen dann im Wiederholten Fall Abschnitte bei der Wiedergabe oder der Stream kann im schlimmsten Fall gar nicht mehr abgespielt werden.

Durch Bufferzeiten wird dies effizient vermieden! Spät eintreffende Datenpakete werden noch rechtzeitig verarbeitet. Deshalb ist eine gewisse Latenz Absicht und wirkt sich positiv in Form einer angenehmen, flüssigen Bild- und Tonwiedergabe aus.

Alternative: WebRTC

Um per Bild und Ton direkt zu kommunizieren, so dass Personen miteinander sprechen können, gibt es Anbieter wie Zoom, Microsoft Teams und webEX. Wie Sie dies mit Streaming kombinieren können lesen sie hier.

 

Um eine flüssige und qualitativ hochwertige Echtzeit-Übertragung (mit 0,5 – 2 Sek. Latenz) auch bei kontrollierter Bildqualität zu ermöglichen, ist WebRTC das passende Protokoll.

Gängige Live-Encoder Software und Hardware unterstützt bisher jedoch kein SENDEN per WebRTC zum Streamingserver. Als Alternative werden eingebaute Live-Encoder im Chrome- und Firefox-Browser verwendet, die jedoch erstens kaum Videoquellen unterstützen und zweitens eine im direkten Vergleich miserable Encoding-Qualität abliefern.

Während in guten Live-Encodern ein Full-HD 1080p Video mit 2 bis 5 MBit/s eine sehr gute Bildqualität erreicht, sind bei gleicher Datenrate im Browser-Encoder deutlich sichtbare Qualitätseinbußen zu erkennen. Sie kennen dies von z.B. Zoom- und Teams-Sitzungen. Teilweise schwankt die optische Qualität, die Auflösung je Teilnehmer liegt deutlich unter HD und später eintreffende Daten werden darüber kompensiert, dass Sie z.B. gesprochene Worte langsamer und dann wieder (wie vorgespult) schneller hören. Für Konferenz-Software ist dies ideal – für Livestreams mit größerem Publikum werden an die Bild- und Tonqualität oftmals höhere Anforderungen gestellt.

Daher wird in der Praxis weiterhin per RTMP / SRT vom Live-Encoder zum Streamingserver übertragen. Dort werden die eingehenden Daten in das WebRTC Protokoll umgewandelt und vom Player abgerufen. Nur so wird die erwartete Qualität erreicht.

Zu bedenken ist auch, dass webRTC nicht in allen Browsern enthalten ist (z.B. Safari auf dem iPhone).

WebRTC hat aber noch andere Herausforderung wenn Sie B2B bzw. für Zuschauer im Unternehmensumfeld live übertragen möchten: NAT-Slipstreaming-Angriffe. Siehe beispielsweise hier.
Dieses Angriffsszenario führt bei manchen Firmen dazu, dass die WebRTC-Ports und/oder das Protokoll blockiert werden. Ein Streaming per WebRTC ist daher nur zu einem eingeschränkten Zuschauerkreis möglich. Insbesondere im Businessumfeld von Konzernen, bei Banken und Behörden.

Wir haben die Entwicklung im Auge und können Ihnen webRTC anbieten. Die Hardware muss im direkten Vergleich zu HLS-Übertragungen hierfür bei gleicher Zuschauer-Last circa. +50% mehr leisten. Und durch technische Vorgänge ist die Statistik, Zugriffsschutz und andere Module eingeschränkt.

Es bedarf daher der vorherigen Absprache und Sondereinrichtung. Kalkulieren Sie mit 50% Aufpreis.

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