Comment réduire les coûts de transcodage de la vidéo en direct

Si vous êtes ingénieur dans une entreprise chargée de la diffusion en direct, vous êtes probablement confronté à la tâche ardue de gérer le transcodage de vidéos en direct pour des millions d'utilisateurs. Vous devez vous assurer que chaque spectateur, même ceux qui disposent d'une connexion internet de mauvaise qualité, bénéficie d'une expérience de diffusion transparente. 

Cela signifie que vous devez générer des flux de débit multiples, ce qui implique d'encoder le même contenu à différents niveaux de qualité. Vous devez également vous adapter à des normes de conformité différentes. Pour que vos flux respectent les accords de licence de contenu et la législation sur les droits d'auteur, vous devez obtenir les droits et autorisations nécessaires, mettre en œuvre la gestion des droits numériques (DRM) pour empêcher les accès non autorisés et respecter les restrictions géographiques. En outre, les organismes de réglementation de la protection des données, tels que le GDPR en Europe et le CCPA aux États-Unis, exigent que vous mettiez en œuvre des mesures rigoureuses de protection des données, que vous obteniez le consentement des utilisateurs et que vous garantissiez le traitement sécurisé des données personnelles.

Vient ensuite la question des coûts de sortie. Après avoir transcodé la vidéo en direct et en temps réel, vous devez diffuser ces flux sur les appareils des spectateurs. Cela implique le transfert des données des serveurs de transcodage vers les réseaux de diffusion de contenu (CDN), ce qui engendre des coûts de sortie importants. Équilibrer ces coûts tout en maintenant une expérience de diffusion en continu de haute qualité est un défi permanent.

Pour relever ces défis, il faut une solution robuste, évolutive et rentable. C'est là qu'interviennent les services de transcodage dans le Cloud d'Akamai, qui montent en charge dynamiquement pour répondre à la demande d'une audience fluctuante et assurer une diffusion transparente du contenu en direct à l'échelle mondiale. 

Utilisation d'Akamai Cloud Computing 

Examinons un problème concret rencontré par une entreprise confrontée à une croissance massive de la diffusion de vidéos en direct. Cette entreprise, dont le trafic a triplé en Amérique du Nord et en Europe, s'est retrouvée à un moment critique. Ses centres de données sur site ont eu du mal à faire face aux pics soudains d'audience et à la demande croissante de diffusion en direct sans interruption. Les coûts de sortie élevés et la nature imprévisible du trafic internet rendaient tout investissement supplémentaire dans leur infrastructure sur site risqué.

L'infrastructure existante, dont les capacités et l'évolutivité sont limitées, ne pouvait pas répondre aux exigences de performance. Les machines virtuelles (VM) n'étaient pas en mesure de transcoder les vidéos assez rapidement, ce qui entraînait des goulets d'étranglement et une expérience de visionnage médiocre aux heures de pointe. L'entreprise avait besoin d'une solution capable de s'adapter dynamiquement à son trafic, garantissant des flux en direct de haute qualité sans encourir de coûts exorbitants.

Face à ces défis, ils se sont tournés vers Akamai pour faire monter en charge leur capacité de transcodage en direct et prendre en charge la croissance de leur trafic mondial. Les services dans le Cloud d'Akamai ont fourni la montée en charge et l'efficacité nécessaires pour répondre à leurs exigences. 

Voyons comment nous avons conçu une solution robuste de transcodage de vidéos en direct pour répondre à ces besoins.

Nous avons conçu cette solution pour optimiser les trois parties du transcodage vidéo en direct : 

1. Ingestion
2. Transcodage
3. Distribution 

Tout d'abord, le contenu vidéo est ingéré, puis il est traité et passe par le processus de transcodage, avant d'être livré aux utilisateurs finaux. 

Étape 1 : Ingestion

Lorsque l'influenceur des médias sociaux clique sur "Go Live " sur sa plateforme de médias sociaux, plusieurs choses se produisent en même temps en coulisses. Tout d'abord, le flux en direct de l'éditeur est envoyé à l'infrastructure d'ingestion du partenaire dans la même région. Cette infrastructure est chargée de recevoir le flux en direct, de s'assurer qu'il est capturé correctement et de le préparer pour un traitement ultérieur. Le processus d'ingestion prend alors l'une des deux voies suivantes : soit le flux est déjà dans un format compatible avec les exigences d'entrée et peut éviter le transcodage et sera directement envoyé au CDN pour distribution, soit il subira un transcodage et sera ensuite distribué.

Si le flux vidéo original capturé lors de l'événement est déjà dans un format adapté à la diffusion en ligne, comme H.264 ou HEVC, vous pouvez envoyer cette vidéo directement au CDN pour la distribuer. Au lieu de prendre des mesures supplémentaires pour transcoder la vidéo dans un autre format, par exemple pour la diffusion en continu à débit adaptatif ou la compatibilité avec différents appareils, vous choisissez de contourner complètement le transcodage. Ainsi, le flux vidéo d'origine, dans son format natif, est envoyé directement au CDN d'Akamai pour diffusion. En sautant l'étape de transcodage pour ce seul format, vous économisez du temps de traitement et des ressources, ce qui permet une diffusion plus rapide de la vidéo à votre public. 

Étape 2 : Transcodage

Lorsque le flux vidéo d'origine nécessite un transcodage, il est dirigé vers le centre de données Akamai le plus proche, en utilisant l'infrastructure mondiale étendue d'Akamai. Cette stratégie garantit que le transcodage s'effectue à proximité des utilisateurs finaux, réduisant ainsi efficacement les temps de latence. Pour faciliter le transcodage, des instances VM dédiées sont approvisionnées dynamiquement en fonction des demandes de trafic. Cela résout le problème de montée en charge et d'optimisation des ressources auquel de nombreuses entreprises sont confrontées lors du transcodage des flux vidéo pour le streaming en direct. 

En provisionnant dynamiquement les instances de VM en fonction de la demande de trafic, nous sommes en mesure de dimensionner les ressources informatiques pour traiter efficacement les tâches de transcodage pendant les périodes de pointe. Vous n'avez pas à vous inquiéter d'un sur- ou d'un sous-approvisionnement en ressources. Sans ce mécanisme de provisionnement dynamique, les tâches de transcodage pourraient dépasser les ressources disponibles, ce qui entraînerait des retards, une dégradation des performances, voire des défaillances du système en période de fort trafic. En augmentant ou en diminuant les ressources en fonction de la demande, le système peut maintenir les performances et optimiser la diffusion vidéo en continu pour les utilisateurs, quelles que soient les fluctuations du nombre de spectateurs ou des demandes de diffusion en continu.

En outre, chaque machine virtuelle est équipée d'un système de stockage en bloc pour stocker temporairement les fichiers vidéo bruts. Une fois transcodées, les vidéos résultantes, dérivées de l'unique flux brut d'origine, sont stockées dans une unité de stockage d'objets.

Étape 3 : Diffusion du contenu

Les vidéos sont ensuite transcodées en différentes sorties et distribuées à l'échelle mondiale via le CDN, ainsi que dans différentes régions du monde. Il peut s'agir de sorties de résolutions différentes (1080p, 720p), de sorties de débits différents ou de formats spéciaux comme le HDR. En outre, si vous transcodez vos vidéos avec Akamai, vous bénéficierez d'un coût de sortie très compétitif. S'il s'agit d'un transfert vers un autre CDN, il y a un petit coût, mais il est bien inférieur à celui des autres fournisseurs de CDN.

Avantages de l'utilisation d'Akamai pour la diffusion en direct de médias sociaux

Il existe de nombreuses raisons d'utiliser Akamai pour la diffusion en direct. Examinons-en quelques-unes. Tout d'abord, si vous transcodez vos vidéos avec Akamai et que vous les transférez vers le CDN d'Akamai, vous bénéficiez de tarifs de sortie très compétitifs par rapport aux fournisseurs de cloud hyperscaler. En cas de transfert vers un autre CDN, il y a un petit coût, mais il est généralement inférieur à celui des autres fournisseurs de CDN. 

Nous disposons également de régions de calcul centrales proches des utilisateurs dans le monde entier. La diffusion en direct nécessite une infrastructure locale proche des utilisateurs pour une diffusion en temps réel, ce qui signifie que la grappe de transcodage doit être beaucoup plus proche de l'utilisateur final qui regardera la vidéo. Plus l'utilisateur final (le spectateur) est proche, plus la latence est faible. 

Lorsque vous effectuez du transcodage vidéo en direct avec Akamai, vous devez être en mesure d'augmenter ou de diminuer le nombre de machines virtuelles en fonction du trafic. Les encodeurs pour les événements en direct peuvent être activés puis désactivés lorsque l'événement est terminé. Cette fonction permet de gérer les pics de charge sans sacrifier la qualité vidéo ni rencontrer de problèmes de mise en mémoire tampon. 

Akamai améliore également l'efficacité des ressources pour le transcodage vidéo en direct. Les méthodes traditionnelles de transcodage impliquent le maintien d'un nombre fixe d'encodeurs quel que soit le trafic. Cela peut entraîner une sous-utilisation pendant les périodes de faible demande et une surcharge pendant les périodes de pointe. En activant dynamiquement les encodeurs en cas de besoin et en les désactivant lorsque l'événement est terminé, vous pouvez optimiser l'utilisation des ressources et réduire les coûts. Cette stratégie permet d'obtenir un excellent rapport coût/performance, surtout si l'on compare avec d'autres fournisseurs de cloud, et nous avons pu transcoder le même nombre de flux par VM. 

Analyse des coûts du transcodage vidéo en direct sur Akamai

Cette société de médias sociaux envisageait d'utiliser AWS ainsi qu'Akamai pour le transcodage de ses vidéos en direct. Pour effectuer notre analyse des coûts, partons des hypothèses suivantes. Supposons que vous ayez besoin de 24 machines virtuelles produisant chacune 4 flux. Dans le tableau suivant, nous comparerons un mois de dépenses en utilisant les instances dédiées 64 Go 32 CPU d'Akamai par rapport aux instances c6a.8xlarge de AWS.

Les deux principaux coûts à prendre en compte sont les coûts de calcul et les coûts de sortie. Le coût de calcul est le coût de l'instance par mois * le nombre d'instances. Le calcul du coût de la sortie convertit la sortie globale en Go/h. La bande passante de sortie globale par canal est la bande passante lorsque tous les débits binaires de leur canal sont atteints. La bande passante de sortie agrégée par canal est la bande passante lorsque tous les débits binaires de l'échelle sont additionnés. 10Mbps est un chiffre sûr pour un canal HD standard avec 4Mbps, 3Mbps, 2Mbps, 1Mbps (4+3+2+1=10). 

Chiffres sourcés au 24 mai 2024 

Calculons le coût de l'egress pour Akamai. Chaque VM comprend 8 To d'egress, mis en commun. Chaque canal utilise 10 Mbps, ce qui correspond à 3,13 To/mois (730 heures). Chaque VM dispose de 4 canaux, soit 4 * 3,13 To = 12,52 To par VM. Avec 8 To inclus, le dépassement par VM est de 12,52 To - 8 To = 4,52 To (ou 4520 Go). Le coût du dépassement est de 0,005 $ par Go, de sorte que le coût par VM est de 4520 Go * 0,005 $/GB = 22,60 $. Il y a 24 VM, donc le total des sorties incluses est de 24 * 8TB = 192TB (ou 192,000GB). Il y a 96 canaux, ce qui donne 96 * 3,13 To = 300,48 To (ou 300 480 Go). Soustrayez du total les sorties incluses dans le pool : 300 480 Go - 192 000 Go = 108 480 Go de surplus. Multipliez l'excédent par le taux de sortie : 108 480 GO * 0,005 $/GO = 542,40 $. Le coût total de la sortie pour Akamai est donc de 542,40 $.

Il existe quelques différences essentielles.

1. Les coûts de calcul sont moins élevés chez Akamai parce que le coût de l'instance par mois est beaucoup moins élevé. (14 366 $ contre 17 046,43 $)
2. Les coûts de sortie d'Akamai sont nettement inférieurs à ceux de AWS (542 $ par mois contre 27 717 $ par mois).

En choisissant Akamai pour le transcodage de vos vidéos en direct plutôt que AWS, vous pourriez économiser 36 939,67 $ par mois ! Cette économie est importante pour les entreprises de médias sociaux qui font du streaming en direct, non seulement parce qu'elle leur permet d'économiser de l'argent, mais aussi parce qu'elle offre une meilleure expérience utilisateur aux téléspectateurs qui suivent le streaming en direct.

Comme vous pouvez le constater, les coûts de sortie d'Akamai offrent aux développeurs une solution rentable pour le transcodage en direct, avec un numéro de sortie mis en commun et de faibles coûts de dépassement, ce qui permet de réaliser des économies significatives par rapport à d'autres fournisseurs tels que AWS.

Conclusion

L'un des principaux géants mondiaux des médias sociaux s'est tourné vers Akamai pour trouver une solution qui non seulement promettait d'être rentable, mais aussi d'offrir des performances inégalées. L'entreprise avait besoin d'une solution de transcodage capable de gérer efficacement un volume élevé de flux en direct, sans compromis sur la qualité ni coûts exorbitants. Avec Akamai, cette entreprise a trouvé exactement ce qu'elle cherchait.

Akamai a pu transcoder plus de flux en direct par instance que AWS. Il s'agit d'un scénario gagnant-gagnant : l'entreprise a pu diffuser des flux vidéo en direct de haute qualité avec une faible latence tout en optimisant ses coûts. Si vous ou votre organisation envisagez d'optimiser ses solutions de transcodage vidéo en direct, vous pouvez essayer les solutions de Linode en vous inscrivant pour obtenir 100 $ de crédits gratuits.