Streaming Video Frontend: Menyelami Protokol HLS dan DASH Secara Mendalam

Dalam lanskap digital saat ini, streaming video telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita. Dari hiburan hingga pendidikan dan lainnya, permintaan akan pengalaman video yang mulus dan berkualitas tinggi terus meningkat. Dua protokol dominan yang mendukung sebagian besar streaming ini adalah HLS (HTTP Live Streaming) dan DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP). Panduan komprehensif ini menjelajahi protokol-protokol ini dari perspektif frontend, mencakup arsitektur, implementasi, kelebihan, dan kekurangannya, memberikan Anda pengetahuan untuk menghadirkan pengalaman video yang luar biasa kepada audiens global.

Apa itu HLS dan DASH?

Baik HLS maupun DASH adalah protokol streaming bitrate adaptif yang memungkinkan pemutar video secara dinamis menyesuaikan kualitas streaming video berdasarkan kondisi jaringan pengguna. Ini memastikan pengalaman pemutaran yang lancar, bahkan saat bandwidth jaringan berfluktuasi. Mereka mencapai ini dengan membagi konten video menjadi potongan-potongan kecil dan menyediakan beberapa versi video dengan bitrate dan resolusi yang berbeda.

• HLS (HTTP Live Streaming): Dikembangkan oleh Apple, HLS pada awalnya dirancang untuk streaming ke perangkat iOS tetapi sejak itu menjadi standar yang diadopsi secara luas di berbagai platform. HLS mengandalkan HTTP untuk pengiriman, membuatnya kompatibel dengan infrastruktur web yang ada.
• DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP): DASH adalah standar terbuka yang dikembangkan oleh MPEG (Moving Picture Experts Group). DASH menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dalam hal dukungan codec dan dirancang untuk lebih agnostik terhadap codec daripada HLS.

Arsitektur HLS dan DASH

Meskipun HLS dan DASH memiliki prinsip dasar yang sama, arsitektur dan implementasinya sedikit berbeda.

Arsitektur HLS

Arsitektur HLS terdiri dari komponen-komponen berikut:

1. Pengodean Video: Konten video asli dikodekan menjadi beberapa versi dengan bitrate dan resolusi yang berbeda. H.264 dan H.265 (HEVC) adalah codec yang umum digunakan.
2. Segmentasi: Video yang telah dikodekan kemudian disegmentasi menjadi potongan-potongan kecil berdurasi tetap (biasanya 2-10 detik).
3. File Manifes (Playlist): Sebuah file playlist M3U8 dibuat, yang berisi daftar segmen video yang tersedia dan URL yang sesuai. Playlist ini juga menyertakan informasi tentang kualitas video yang berbeda (bitrate dan resolusi).
4. Server Web: Segmen video dan file playlist M3U8 disimpan di server web, dapat diakses melalui HTTP.
5. Pemutar Video: Pemutar video mengambil file playlist M3U8 dan menggunakannya untuk mengunduh dan memutar segmen video. Pemutar secara dinamis beralih antara kualitas video yang berbeda berdasarkan kondisi jaringan pengguna.

Contoh: Alur Kerja HLS

Bayangkan seorang pengguna di Tokyo sedang menonton acara olahraga langsung. Video tersebut dikodekan dalam berbagai kualitas. Server HLS membuat playlist M3U8 yang menunjuk ke segmen video berdurasi 2 detik. Pemutar video pengguna, yang mendeteksi koneksi internet yang kuat, awalnya mengunduh segmen beresolusi tinggi. Jika jaringan melemah, pemutar secara otomatis beralih ke segmen beresolusi lebih rendah untuk menjaga pemutaran tetap lancar.

Arsitektur DASH

Arsitektur DASH mirip dengan HLS, tetapi menggunakan format file manifes yang berbeda:

1. Pengodean Video: Mirip dengan HLS, konten video dikodekan menjadi beberapa versi dengan bitrate dan resolusi yang berbeda. DASH mendukung rentang codec yang lebih luas, termasuk VP9 dan AV1.
2. Segmentasi: Video yang telah dikodekan disegmentasi menjadi potongan-potongan kecil.
3. File Manifes (MPD): Sebuah file MPD (Media Presentation Description) dibuat, yang berisi informasi tentang segmen video yang tersedia, URL-nya, dan metadata lainnya. File MPD menggunakan format berbasis XML.
4. Server Web: Segmen video dan file MPD disimpan di server web, dapat diakses melalui HTTP.
5. Pemutar Video: Pemutar video mengambil file MPD dan menggunakannya untuk mengunduh dan memutar segmen video. Pemutar secara dinamis beralih antara kualitas video yang berbeda berdasarkan kondisi jaringan pengguna.

Contoh: Alur Kerja DASH

Seorang pengguna di São Paulo mulai menonton film on-demand. Server DASH menyajikan file MPD yang menjelaskan berbagai tingkat kualitas. Awalnya, pemutar memilih kualitas tingkat menengah. Saat pengguna pindah ke lokasi lain dengan sinyal Wi-Fi yang lebih lemah, pemutar dengan mulus beralih ke kualitas yang lebih rendah untuk mencegah buffering, lalu kembali ke kualitas yang lebih tinggi saat koneksi membaik.

Mengimplementasikan HLS dan DASH di Frontend

Untuk mengimplementasikan HLS dan DASH di frontend, Anda memerlukan pemutar video yang mendukung protokol ini. Beberapa pemutar video berbasis JavaScript yang tersedia antara lain:

• hls.js: Pustaka JavaScript populer untuk memutar streaming HLS di browser yang tidak mendukung HLS secara native.
• dash.js: Pustaka JavaScript untuk memutar streaming DASH di browser.
• Video.js: Pemutar video HTML5 serbaguna yang mendukung HLS dan DASH melalui plugin.
• Shaka Player: Pustaka JavaScript sumber terbuka untuk media adaptif, yang dikembangkan oleh Google, mendukung DASH dan HLS.
• JW Player: Pemutar video komersial yang menawarkan dukungan komprehensif untuk HLS dan DASH, beserta berbagai fitur lainnya.

Berikut adalah contoh dasar cara menggunakan hls.js untuk memutar streaming HLS:

            
<video id="video" controls></video>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/hls.js@latest"></script>
<script>
  if (Hls.isSupported()) {
    var video = document.getElementById('video');
    var hls = new Hls();
    hls.loadSource('playlist_hls_anda.m3u8');
    hls.attachMedia(video);
    hls.on(Hls.Events.MANIFEST_PARSED, function() {
      video.play();
    });
  }
</script>

            

              
                Copy
              
            
          

Serupa, berikut adalah contoh penggunaan dash.js untuk memutar streaming DASH:

            
<video id="video" controls></video>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/dashjs@latest/dist/dash.all.min.js"></script>
<script>
  var video = document.getElementById('video');
  var player = dashjs.MediaPlayer().create();
  player.initialize(video, 'manifes_dash_anda.mpd', true);
  player.on(dashjs.MediaPlayer.events.STREAM_INITIALIZED, function() {
    video.play();
  });
</script>

            

              
                Copy
              
            
          

Kelebihan dan Kekurangan HLS dan DASH

Kelebihan HLS:

• Kompatibilitas Luas: HLS didukung oleh berbagai macam perangkat dan browser, termasuk iOS, Android, macOS, Windows, dan Linux.
• Implementasi Sederhana: HLS relatif mudah diimplementasikan, karena mengandalkan HTTP standar untuk pengiriman.
• Ramah Firewall: HLS menggunakan port HTTP standar (80 dan 443), membuatnya lebih kecil kemungkinannya untuk diblokir oleh firewall.
• Dukungan CDN yang Baik: Content Delivery Network (CDN) mendukung HLS secara luas, memungkinkan pengiriman konten video yang efisien kepada pengguna di seluruh dunia.
• Dukungan Enkripsi: HLS mendukung berbagai metode enkripsi, termasuk AES-128, untuk melindungi konten video dari akses yang tidak sah.
• Dukungan Fragmented MP4 (fMP4): Implementasi HLS modern memanfaatkan fMP4 untuk meningkatkan efisiensi dan kompatibilitas dengan DASH.

Kekurangan HLS:

• Latensi Lebih Tinggi: HLS biasanya memiliki latensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan protokol streaming lainnya, karena penggunaan segmen video yang lebih panjang. Ini bisa menjadi masalah untuk aplikasi streaming langsung di mana latensi rendah sangat penting.
• Fokus pada Ekosistem Apple: Meskipun diadopsi secara luas, asal-usulnya dalam ekosistem Apple terkadang dapat menyebabkan nuansa kompatibilitas pada platform non-Apple.

Kelebihan DASH:

• Agnostik Codec: DASH bersifat agnostik terhadap codec, artinya dapat mendukung berbagai macam codec video dan audio, termasuk VP9 dan AV1.
• Fleksibilitas: DASH menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dalam hal struktur file manifes dan segmentasi.
• Latensi Lebih Rendah: DASH dapat mencapai latensi yang lebih rendah dibandingkan dengan HLS, terutama saat menggunakan segmen video yang lebih pendek.
• Enkripsi Standar: DASH mendukung Common Encryption (CENC), memungkinkan interoperabilitas antara sistem DRM yang berbeda.

Kekurangan DASH:

• Kompleksitas: DASH bisa lebih kompleks untuk diimplementasikan daripada HLS, karena fleksibilitasnya yang lebih besar dan kompleksitas format file MPD.
• Dukungan Browser: Meskipun dukungan browser terus berkembang, dukungan DASH native tidak seluas HLS. Pustaka JavaScript seperti dash.js sering kali diperlukan.

HLS vs. DASH: Protokol Mana yang Harus Anda Pilih?

Pilihan antara HLS dan DASH bergantung pada persyaratan dan prioritas spesifik Anda.

• Untuk kompatibilitas luas dan kemudahan implementasi, HLS seringkali merupakan pilihan yang baik. HLS didukung dengan baik di berbagai platform dan perangkat, menjadikannya pilihan aman untuk menjangkau audiens yang luas.
• Untuk fleksibilitas yang lebih besar, dukungan codec, dan latensi yang lebih rendah, DASH mungkin merupakan pilihan yang lebih baik. Namun, bersiaplah untuk implementasi yang lebih kompleks dan potensi masalah kompatibilitas dengan browser yang lebih lama.
• Pertimbangkan untuk menggunakan kedua protokol untuk memaksimalkan kompatibilitas. Ini dapat dicapai dengan mengodekan konten video Anda dalam format HLS dan DASH dan menggunakan pemutar video yang mendukung kedua protokol. Pendekatan ini memastikan bahwa konten video Anda dapat diputar di hampir semua perangkat atau browser.

Contoh Praktis: Layanan Streaming Global

Bayangkan layanan streaming global seperti Netflix atau Amazon Prime Video. Mereka kemungkinan besar menggunakan kombinasi HLS dan DASH. Untuk konten dan platform yang lebih baru, mereka mungkin lebih menyukai DASH karena fleksibilitas codec-nya (AV1, VP9) dan kemampuan DRM-nya (CENC). Untuk perangkat dan browser yang lebih lama, mereka mungkin kembali menggunakan HLS. Pendekatan ganda ini memastikan tontonan yang mulus di berbagai perangkat di seluruh dunia.

Content Delivery Network (CDN) dan Streaming Video

Content Delivery Network (CDN) memainkan peran penting dalam mengirimkan konten video secara efisien kepada pengguna di seluruh dunia. CDN adalah jaringan server terdistribusi yang menyimpan konten video lebih dekat dengan pengguna, mengurangi latensi, dan meningkatkan kinerja pemutaran. Baik HLS maupun DASH didukung dengan baik oleh CDN.

Saat memilih CDN untuk streaming video, pertimbangkan faktor-faktor berikut:

• Jangkauan Global: Pilih CDN dengan jaringan server global untuk memastikan konten video Anda dikirimkan dengan cepat dan andal kepada pengguna di semua wilayah.
• Dukungan HLS dan DASH: Pastikan CDN mendukung protokol HLS dan DASH.
• Kemampuan Caching: Cari CDN dengan kemampuan caching canggih, seperti object caching dan dukungan HTTP/2.
• Fitur Keamanan: Pilih CDN dengan fitur keamanan yang kuat, seperti perlindungan DDoS dan enkripsi SSL.
• Analitik dan Pelaporan: Pilih CDN yang menyediakan analitik dan pelaporan terperinci tentang kinerja video, seperti penggunaan bandwidth, latensi, dan tingkat kesalahan.

Penyedia CDN populer untuk streaming video antara lain:

• Akamai: Penyedia CDN terkemuka dengan jaringan server global dan dukungan komprehensif untuk HLS dan DASH.
• Cloudflare: Penyedia CDN populer yang menawarkan paket gratis dan berbayar dengan fitur-fitur canggih.
• Amazon CloudFront: Layanan CDN yang ditawarkan oleh Amazon Web Services (AWS).
• Google Cloud CDN: Layanan CDN yang ditawarkan oleh Google Cloud Platform (GCP).
• Fastly: Penyedia CDN yang berfokus pada pengiriman latensi rendah dan caching canggih.

Manajemen Hak Digital (DRM)

Manajemen Hak Digital (DRM) adalah seperangkat teknologi yang digunakan untuk melindungi konten video dari akses dan penyalinan yang tidak sah. DRM sangat penting untuk melindungi konten premium, seperti film dan acara TV, dari pembajakan.

Baik HLS maupun DASH mendukung berbagai sistem DRM, termasuk:

• Widevine: Sistem DRM yang dikembangkan oleh Google.
• PlayReady: Sistem DRM yang dikembangkan oleh Microsoft.
• FairPlay Streaming: Sistem DRM yang dikembangkan oleh Apple.

Untuk mengimplementasikan DRM di aplikasi streaming video Anda, Anda perlu:

1. Mengenkripsi konten video menggunakan algoritma enkripsi yang didukung DRM.
2. Mendapatkan lisensi dari penyedia DRM.
3. Mengintegrasikan server lisensi DRM ke dalam pemutar video Anda.

Pemutar video kemudian akan meminta lisensi dari server lisensi DRM sebelum memutar video. Lisensi tersebut akan berisi kunci dekripsi yang diperlukan untuk mendekripsi konten video.

DASH dengan Common Encryption (CENC) menyediakan cara standar untuk menggunakan beberapa sistem DRM dengan satu set konten terenkripsi. Ini mengurangi kompleksitas dan meningkatkan interoperabilitas.

Format Aplikasi Media Umum (CMAF)

Format Aplikasi Media Umum (CMAF) adalah standar untuk mengemas konten media yang bertujuan untuk menyederhanakan alur kerja streaming video dengan menggunakan satu format MP4 terfragmentasi (fMP4) untuk HLS dan DASH. Ini menghilangkan kebutuhan untuk membuat segmen video terpisah untuk setiap protokol, mengurangi biaya penyimpanan, dan menyederhanakan manajemen konten.

CMAF menjadi semakin populer dan didukung oleh banyak pemutar video dan CDN. Menggunakan CMAF dapat secara signifikan merampingkan alur kerja streaming video Anda dan meningkatkan kompatibilitas di berbagai platform.

Mengoptimalkan Kinerja Streaming Video Frontend

Untuk memastikan pengalaman streaming video yang lancar dan berkualitas tinggi bagi pengguna Anda, penting untuk mengoptimalkan kinerja frontend. Berikut adalah beberapa tips untuk mengoptimalkan kinerja streaming video frontend:

• Gunakan CDN: Seperti yang disebutkan sebelumnya, menggunakan CDN dapat secara signifikan meningkatkan kinerja pemutaran video dengan menyimpan konten video lebih dekat dengan pengguna.
• Optimalkan Pengodean Video: Gunakan pengaturan pengodean video yang sesuai untuk menyeimbangkan kualitas video dan ukuran file. Pertimbangkan untuk menggunakan pengodean bitrate variabel (VBR) untuk mengoptimalkan kualitas video berdasarkan kompleksitas konten.
• Gunakan Streaming Bitrate Adaptif: Terapkan streaming bitrate adaptif (HLS atau DASH) untuk secara dinamis menyesuaikan kualitas video berdasarkan kondisi jaringan pengguna.
• Pramuat Segmen Video: Pramuat segmen video untuk mengurangi latensi startup dan meningkatkan kelancaran pemutaran.
• Gunakan HTTP/2: HTTP/2 dapat secara signifikan meningkatkan kinerja streaming video dengan memungkinkan beberapa segmen video diunduh secara paralel.
• Optimalkan Pengaturan Pemutar Video: Konfigurasikan pengaturan pemutar video Anda untuk mengoptimalkan kinerja pemutaran, seperti ukuran buffer dan bitrate maksimum.
• Pantau Kinerja Video: Gunakan alat analitik untuk memantau kinerja video dan mengidentifikasi area untuk perbaikan.

Contoh: Optimasi Seluler

Untuk pengguna di Mumbai yang mengakses layanan video Anda di perangkat seluler dengan paket data terbatas, mengoptimalkan untuk seluler adalah kuncinya. Ini melibatkan penggunaan streaming bitrate yang lebih rendah, mengoptimalkan pengaturan pemutar video untuk masa pakai baterai, dan menerapkan mode hemat data yang memungkinkan pengguna mengontrol konsumsi data.

Tantangan dalam Streaming Video Frontend

Meskipun ada kemajuan dalam teknologi streaming video, beberapa tantangan tetap ada dalam memberikan pengalaman video yang mulus dan berkualitas tinggi di frontend:

• Variabilitas Jaringan: Kondisi jaringan dapat sangat bervariasi antara pengguna dan lokasi, membuatnya menantang untuk memastikan kinerja pemutaran yang konsisten.
• Fragmentasi Perangkat: Beragamnya perangkat dan browser dengan kemampuan dan batasan yang berbeda dapat menyulitkan pengoptimalan streaming video untuk semua pengguna.
• Kompleksitas DRM: Mengimplementasikan DRM bisa jadi rumit dan memerlukan pertimbangan cermat terhadap berbagai sistem DRM dan persyaratan lisensi.
• Latensi: Mencapai latensi rendah untuk aplikasi streaming langsung tetap menjadi tantangan, terutama dengan HLS.
• Aksesibilitas: Memastikan bahwa konten video dapat diakses oleh pengguna dengan disabilitas memerlukan perencanaan dan implementasi fitur yang cermat seperti takarir (captions), subtitel, dan deskripsi audio.

Kesimpulan

HLS dan DASH adalah protokol yang kuat yang memungkinkan streaming bitrate adaptif, memungkinkan Anda untuk memberikan pengalaman video berkualitas tinggi kepada audiens global. Dengan memahami arsitektur, implementasi, kelebihan, dan kekurangan dari protokol-protokol ini, Anda dapat membuat keputusan yang tepat tentang protokol mana yang akan digunakan untuk kebutuhan spesifik Anda. Dengan menggunakan CDN, DRM, dan mengoptimalkan kinerja frontend, Anda dapat lebih meningkatkan pengalaman streaming video dan memastikan bahwa konten video Anda dikirimkan secara efisien dan aman kepada pengguna di seluruh dunia. Ikuti tren terbaru seperti CMAF dan pertimbangkan kebutuhan spesifik audiens global Anda untuk memberikan pengalaman menonton terbaik.