پروتکل MPEG-DASH چیست ؟ بررسی مزایا، معایب و کاربرد آن در پخش ویدیو

آینده پخش ویدیو وابسته به پروتکل‌های هوشمند است، در این میان، پروتکل‌ های تطبیقی مانند HLS و MPEG-DASH نقش بسیار مهمی در استریم ویدیو ایفا می‌کنند. پروتکل MPEG-DASH که مخفف Dynamic Adaptive Streaming over HTTP است، یک استاندارد بین‌ المللی برای پخش ویدیو به‌ صورت تطبیقی روی اینترنت محسوب می‌شود. در این مقاله از پلتفرم ویدیو نگاوید به زبان ساده اما تخصصی، بررسی می‌کنیم که این پروتکل چیست، چگونه کار می‌کند، چه مزایا و معایبی دارد و چه تفاوتی با سایر پروتکل‌ ها مانند HLS دارد.

آشنایی با پروتکل MPEG-DASH

MPEG-DASH یک پروتکل متن‌ باز برای پخش ویدیوی تطبیقی از طریق HTTP است. این پروتکل توسط گروه MPEG (Motion Picture Experts Group) توسعه یافته و استاندارد آن در سال ۲۰۱۲ توسط ISO/IEC منتشر شده است.

در این روش، فایل ویدیویی به بخش‌های کوچکی به نام “Segment” تقسیم می‌شود. هر Segment در چند کیفیت مختلف رمزگذاری شده و در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. بسته به سرعت اینترنت کاربر، دستگاه و سایر عوامل، بهترین کیفیت ممکن انتخاب و پخش می‌شود. همچنین با Media Presentation Description (MPD) که فایل اصلی XML که اطلاعات مربوط به ویدیو، کیفیت‌ ها، مدت‌ زمان و مسیر فایل‌ ها را شامل می‌شود، مرورگر یا پلیر فایل MPD را دانلود می‌کند.

نحوه عملکرد پروتکل MPEG-DASH

برای درک بهتر MPEG-DASH، لازم است با نحوه عملکرد آن آشنا شویم. این پروتکل از یک فرآیند چند مرحله‌ای برای انتقال و پخش ویدیو استفاده می‌کند که در ادامه به‌صورت گام‌به‌گام توضیح داده شده است:

۱. تقسیم‌ بندی ویدیو (Segmentation)

ویدیو به قطعات کوچک‌تر (معمولاً چندثانیه‌ای) تقسیم می‌شود. هر قطعه می‌تواند در کیفیت‌های مختلف (مانند ۴۸۰p، ۷۲۰p، یا ۴K) کدگذاری شود. این قطعات به‌صورت فایل‌های جداگانه ذخیره می‌شوند.

۲. فایل توصیفی MPD

پروتکل MPEG-DASH از یک فایل توصیفی به نام Media Presentation Description (MPD) استفاده می‌کند. این فایل حاوی اطلاعاتی درباره ساختار ویدیو، کیفیت‌های موجود، و آدرس‌های URL قطعات ویدیویی است. پخش‌کننده (Player) با استفاده از این فایل تصمیم می‌گیرد که کدام قطعه را با چه کیفیتی دانلود کند.

۳. تطبیق‌ پذیری با پهنای باند

الگوریتم‌ های تطبیقی در پخش‌کننده، پهنای باند کاربر را بررسی کرده و کیفیت مناسب را انتخاب می‌کنند. اگر سرعت اینترنت کاهش یابد، پخش‌کننده به‌طور خودکار به کیفیت پایین‌تر سوئیچ می‌کند تا از بافرینگ جلوگیری شود.

۴. انتقال از طریق HTTP

تمامی قسمت های مختلف ویدیویی از طریق پروتکل HTTP منتقل می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که MPEG-DASH نیازی به سرورهای استریمینگ اختصاصی نداشته باشد و از زیرساخت‌ های وب موجود استفاده کند.

۵. پخش در دستگاه کاربر

پخش‌ کننده ویدیویی در دستگاه کاربر (مانند مرورگر یا اپلیکیشن) قطعات را دریافت کرده و به‌صورت یکپارچه پخش می‌کند. این فرآیند به‌گونه‌ای است که کاربر تجربه‌ای روان و بدون وقفه خواهد داشت.طبق مقاله‌ای از Bitmovin (یکی از شرکت‌های پیشرو در فناوری استریمینگ)، این روش باعث کاهش تأخیر و بهبود تجربه کاربری در مقایسه با پروتکل‌های سنتی می‌شود.

تفاوت MPEG-DASH با HLS

نکته: اگرچه HLS در سیستم‌ های اپل بهتر عمل می‌کند، اما MPEG-DASH به دلیل متن‌باز بودن و انعطاف بیشتر، در پروژه‌های مقیاس‌ پذیر و چند پلتفرمی توصیه می‌شود.

بیشتر بخوانید: پروتکل HLS چیست و HLS Streaming چگونه کار می کند ؟

کاربرد های MPEG-DASH

MPEG-DASH در حوزه‌های مختلفی کاربرد دارد که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:

۱. پلتفرم‌ های استریمینگ ویدیو

پلتفرم‌ هایی مانند نگاوید، نتفلیکس، یوتیوب، و آمازون پرایم از MPEG-DASH برای ارائه ویدیوهای با کیفیت بالا و تطبیقی استفاده می‌کنند.

۲. پخش زنده

پروتکل MPEG-DASH به دلیل تأخیر کم، برای پخش زنده رویدادهای ورزشی، کنسرت‌ها، و برنامه‌های تلویزیونی بسیار مناسب است.

۳. آموزش آنلاین

پلتفرم‌ های آموزشی مانند Coursera و Udemy از این پروتکل برای ارائه ویدیوهای آموزشی با کیفیت‌های مختلف استفاده می‌کنند.

۴. بازی‌ های ابری

برخی سرویس‌ های گیمینگ ابری از MPEG-DASH برای استریمینگ گیم‌پلی با تأخیر کم استفاده می‌کنند.

در چه مواردی از MPEG-DASH استفاده می‌شود؟

• سایت‌ های آموزشی که به امنیت ویدیوها اهمیت می‌دهند
• پلتفرم‌ هایی که نیاز به سازگاری در مرورگرها و دستگاه‌های مختلف دارند
• سیستم‌ های داخلی شرکت‌ ها و سازمان‌ ها برای آموزش یا ارتباطات ویدیویی

معایب احتمالی MPEG-DASH

پشتیبانی ناقص از Safari iOS:

دستگاه‌ های اپل، ترجیح به استفاده از HLS دارند و پشتیبانی پیش‌فرض از MPEG-DASH ندارند. این مشکل در پلیر پلتفرم نگاوید وجود ندارد و به راحتی پشتیبانی و اجرا میشود.

پیاده‌سازی پیچیده‌ تر نسبت به HLS:

به دلیل ساختار XML و نیاز به پلیرهای خاص، ممکن است برای توسعه‌دهندگان تازه‌کار چالش‌ برانگیز باشد.

آینده MPEG-DASH

با توجه به رشد روزافزون تقاضا برای استریمینگ با کیفیت بالا و تأخیر کم، MPEG-DASH به‌عنوان یک استاندارد باز و انعطاف‌پذیر، جایگاه خود را در صنعت تقویت کرده است. طبق گزارش Streaming Media، انتظار می‌رود که با گسترش فناوری‌های 5G و افزایش استفاده از کدک‌های پیشرفته مانند AV1، استفاده از MPEG-DASH در سال‌های آینده رشد چشمگیری داشته باشد.

نتیجه‌ گیری

بدون شک، MPEG-DASH یکی از پیشرفته‌ ترین و انعطاف‌ پذیرترین پروتکل‌ های پخش ویدیو در اینترنت است. این پروتکل با قابلیت تنظیم کیفیت بر اساس پهنای باند، سازگاری با کدک‌های مختلف، و عدم نیاز به سرورهای اختصاصی، به یکی از انتخاب‌های اصلی پلتفرم‌های استریمینگ تبدیل شده است. اگرچه پیاده‌ سازی آن ممکن است چالش‌هایی داشته باشد، اما مزایای آن از جمله تأخیر کم و انعطاف‌پذیری، آن را به گزینه‌ ای ایده‌ آل برای توسعه‌ دهندگان و تولیدکنندگان محتوا تبدیل کرده است.