DASH vs HLS: la batalla de los protocolos de streaming

Introducción a MPEG-DASH y HLS

Dos protocolos concentran la mayor parte del streaming adaptativo en la web: MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) y HLS (HTTP Live Streaming). Ambos entregan video segmentado por HTTP, pero difieren en el formato de los segmentos, el soporte de códecs y el alcance de plataformas. Esta guía cubre cómo funciona cada uno, cómo se comparan en latencia y eficiencia, y cómo elegir entre ellos, además de cómo CMAF unifica ambos en un solo conjunto de segmentos.

Breve historia y propósito

MPEG-DASH fue desarrollado por el Moving Picture Experts Group (MPEG) para crear un formato universal de streaming de video en la web. Está diseñado para ser agnóstico al dispositivo y garantizar compatibilidad en una amplia gama de dispositivos y plataformas. El protocolo usa HTTP para entregar segmentos de video y es muy flexible, ya que admite varios códecs y formatos de contenedor. HLS fue desarrollado por Apple y se lanzó inicialmente con la llegada de los dispositivos iOS. Rápidamente se convirtió en un estándar para transmitir video en vivo y bajo demanda. HLS usa HTTP para entregar segmentos de video y se ha adoptado ampliamente en distintas plataformas y dispositivos, sobre todo en iOS y macOS.

Formatos de segmento

Un aspecto clave tanto de DASH como de HLS es cómo manejan los segmentos de video. Estos segmentos son partes más pequeñas de la transmisión que se entregan de forma independiente al cliente, lo que permite el streaming con bitrate adaptativo.

Formatos de segmento de DASH

Los segmentos de DASH suelen codificarse en el formato ISO Base Media File Format (ISOBMFF), que también se usa para los archivos MP4. Este formato permite un acceso aleatorio y un streaming eficientes por HTTP. Los segmentos suelen llevar la extensión `.mp4` y se organizan en una estructura de directorios que incluye un archivo MPD.

Formatos de segmento de HLS

Los segmentos de HLS suelen codificarse en el formato `.ts` (MPEG-2 Transport Stream), aunque las versiones más nuevas de HLS también admiten segmentos `.m4s` (MP4 fragmentado). Estos segmentos se agrupan en un archivo de lista de reproducción (`.m3u8`) que le da al cliente información sobre los segmentos disponibles y sus ubicaciones.

Estructura del manifiesto

El archivo de manifiesto es crucial tanto para DASH como para HLS, ya que contiene metadatos sobre el contenido de video y los segmentos disponibles.

MPD (Media Presentation Description) para DASH

El archivo MPD de DASH es un documento XML que aporta metadatos sobre la presentación de video, incluida información sobre los flujos de video y audio, las URL de los segmentos y los datos de temporización. Aquí tienes un ejemplo simple de un archivo MPD:

```xml

mediaPresentationDuration="PT0H1M24S"

minBufferTime="PT1.5S"

profiles="urn:mpeg:dash:profile:isoff-on-demand:2011"

type="static">

```

m3u8 para HLS

El archivo m3u8 de HLS es un archivo de texto que lista los segmentos y sus URL. También puede incluir metadatos sobre la transmisión, como el códec y el bitrate. Aquí tienes un ejemplo simple de un archivo m3u8:

```plaintext

#EXTM3U

#EXT-X-VERSION:3

#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0

#EXTINF:10.000,

segment_00000.ts

#EXTINF:10.000,

segment_00001.ts

#EXTINF:10.000,

segment_00002.ts

#EXT-X-ENDLIST

```

Soporte de códecs

Tanto DASH como HLS admiten una amplia gama de códecs, pero hay algunas diferencias en cuanto a compatibilidad y soporte.

Códecs comunes

• H.264: ampliamente compatible con DASH y HLS.
• AAC: se usa habitualmente para el audio en ambos protocolos.
• VP9: compatible con DASH, pero menos común en HLS.
• HEVC (H.265): compatible con DASH, pero menos común en HLS, sobre todo en dispositivos y plataformas más antiguos.

Compatibilidad de códecs

DASH es más flexible en cuanto al soporte de códecs, ya que puede manejar una gama más amplia de códecs y formatos de contenedor. HLS ha sido históricamente más restrictivo, especialmente con los códecs y contenedores más nuevos, aunque esto ha mejorado con la llegada de HLSv4 y los segmentos MP4 fragmentado.

Bitrate adaptativo (ABR)

El streaming con bitrate adaptativo es una función clave de DASH y HLS, que permite a los clientes cambiar entre distintos niveles de calidad según las condiciones de la red.

ABR en DASH

En DASH, el cliente usa el archivo MPD para determinar los bitrates disponibles y las URL de los segmentos. Luego puede cambiar entre distintas representaciones (bitrates) según las condiciones de la red. El archivo MPD define las distintas representaciones y el cliente elige de forma dinámica la mejor según el ancho de banda disponible.

ABR en HLS

En HLS, el cliente usa el archivo m3u8 para determinar los bitrates disponibles y las URL de los segmentos. El cliente puede cambiar entre distintas transmisiones (bitrates) según las condiciones de la red. El archivo m3u8 incluye una lista de las transmisiones disponibles y sus bitrates, y el cliente elige de forma dinámica la mejor según el ancho de banda disponible.

Rendimiento y eficiencia

Tanto DASH como HLS están diseñados para ofrecer un streaming eficiente y de baja latencia, pero hay algunas diferencias en cuanto al rendimiento.

Latencia

La latencia de extremo a extremo depende principalmente de la duración de los segmentos, de los ajustes del codificador/empaquetador y de las extensiones de baja latencia (por ejemplo, LL-HLS o CMAF por trozos), no del acrónimo de tres letras por sí solo. Las implementaciones tradicionales de HLS solían usar segmentos de 6-10 s, lo que añade retardo de extremo a extremo; DASH suele empaquetarse con segmentos más cortos, pero puede configurarse de cualquier forma. El HLS moderno con fMP4 y un buen ajuste del reproductor puede lograr una latencia similar a la de DASH cuando los parámetros coinciden.

Uso del ancho de banda

Ambos protocolos usan escaleras de bitrate adaptativo; la eficiencia proviene de la elección del códec, del tamaño de los segmentos y del almacenamiento en caché de la CDN, no de las etiquetas DASH o HLS. El HLS con MPEG-TS conlleva un poco más de sobrecarga de multiplexación que el fMP4; compara manifiestos reales en lugar de suponer que un protocolo siempre es "más eficiente".

Adopción y presencia en el mercado

La adopción de DASH y HLS varía entre plataformas y dispositivos, y las tendencias del mercado evolucionan constantemente.

Tendencias actuales del mercado

DASH gana terreno por su flexibilidad y su amplio soporte de códecs, mientras que HLS sigue siendo una opción popular, sobre todo en iOS y macOS. Muchas plataformas y dispositivos admiten ambos protocolos, y la elección suele depender de casos de uso y requisitos específicos.

Tasas de adopción

• DASH: cada vez más adoptado por servicios y plataformas de streaming que requieren un amplio soporte de códecs y flexibilidad.
• HLS: ampliamente adoptado por Apple y otras plataformas, especialmente para transmisión en vivo y contenido bajo demanda.

Implementar DASH vs HLS

Implementar DASH o HLS requiere considerar con cuidado los requisitos técnicos y el caso de uso específico.

Pasos prácticos de implementación

Implementación de DASH

1. Prepara el contenido de video: codifica el video en múltiples bitrates.

2. Genera los segmentos: usa herramientas como FFmpeg para generar los segmentos de DASH.

3. Crea el archivo MPD: usa una herramienta como MP4Box para generar el archivo MPD.

4. Aloja el contenido: sube los segmentos y el archivo MPD a un servidor web.

5. Sirve el contenido: configura el servidor para servir contenido DASH por HTTP.

Implementación de HLS

1. Prepara el contenido de video: codifica el video en múltiples bitrates.

2. Genera los segmentos: usa herramientas como FFmpeg para generar los segmentos de HLS.

3. Crea el archivo m3u8: usa una herramienta como FFmpeg para generar el archivo m3u8.

4. Aloja el contenido: sube los segmentos y el archivo m3u8 a un servidor web.

5. Sirve el contenido: configura el servidor para servir contenido HLS por HTTP.

Tabla comparativa

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las principales diferencias entre DASH y HLS?

DASH y HLS difieren en varios aspectos clave:

• Soporte de códecs: DASH admite una gama más amplia de códecs, incluidos los más nuevos como VP9 y HEVC.
• Formato de segmento: DASH usa segmentos MP4, mientras que HLS usa MPEG-2 Transport Stream o MP4 fragmentado.
• Latencia: se ajusta con la duración del segmento y el reproductor; cualquiera de los dos protocolos puede ser de baja o alta latencia.
• Eficiencia de ancho de banda: depende de los códecs y el empaquetado; compara manifiestos medidos.

¿En qué se diferencian los formatos de segmento de DASH y HLS?

DASH usa segmentos MP4 (ISOBMFF), más eficientes para el acceso aleatorio y el streaming por HTTP. HLS usa segmentos MPEG-2 Transport Stream (`.ts`) o MP4 fragmentado (`.m4s`), que pueden requerir más sobrecarga.

¿Qué códec admiten más comúnmente DASH y HLS?

Tanto DASH como HLS admiten habitualmente H.264 para video y AAC para audio. Sin embargo, DASH también admite códecs más nuevos como VP9 y HEVC, mientras que HLS tiene un soporte limitado para estos.

¿Cómo funciona el bitrate adaptativo en DASH y HLS?

El ABR funciona permitiendo que los clientes cambien entre distintos niveles de calidad según las condiciones de la red. DASH usa archivos MPD, mientras que HLS usa archivos m3u8 para gestionar los distintos bitrates y las URL de los segmentos.

¿Qué protocolo tiene menor latencia, DASH o HLS?

Ninguno de los dos protocolos garantiza baja latencia por sí solo. Usa segmentos cortos, fotogramas clave alineados y funciones de HLS o DASH de baja latencia donde estén disponibles, y luego mide el retardo de extremo a extremo en tu codificador, tu CDN y tu reproductor.

¿Cuáles son los beneficios clave de usar dcast.tv para implementar DASH y HLS?

dcast.tv admite tanto DASH como HLS y ofrece soluciones de streaming de video flexibles y eficientes. Puede ayudar a agilizar el proceso de implementación y a garantizar la compatibilidad entre distintas plataformas.

¿Cómo elijo entre DASH y HLS para mis necesidades de streaming?

Elige DASH si necesitas un amplio soporte de códecs y menor latencia, o HLS si necesitas soporte específico de plataforma (por ejemplo, para dispositivos Apple). Considera tu caso de uso, los requisitos de plataforma y las restricciones técnicas.

Conclusión

DASH y HLS son protocolos de streaming maduros y basados en HTTP. DASH ofrece mayor flexibilidad de códecs, mientras que HLS tiene el soporte de dispositivos y del ecosistema Apple más amplio; la latencia y la eficiencia de ancho de banda dependen de tus ajustes de segmento y de tu empaquetado, no del nombre del protocolo. Elige HLS para el máximo alcance, DASH para la flexibilidad de códecs, y recurre a CMAF más las extensiones de baja latencia cuando el retardo de extremo a extremo importe.