可持续流的实用方法

三年前的这个月, 流媒体行业意识到需要一种更环保的流媒体方式. 在接下来的几年里, 而不是只是口头上支持环保流媒体, 许多公司和组织正在积极努力制定解决方案，以确保可持续流能够降低整体能源和相应的环境影响.

这篇文章强调了我们从何而来——回顾过去十年的实时线性交付, 以及最近降低能耗的举措——以及我们的前进方向.

我们将通过突出一个相对较新的行业组织的工作组用来围绕流工作流程的各个部分形成对话的关键实践领域来做到这一点, 从编码到交付到终端用户设备推荐.

有些人可能不知道，这个组织流媒体绿化(go) 那。 Dom罗宾逊它的名字来自于分水岭的文章他和我为之写作 流媒体 2020年5月杂志. In 那篇文章, 我们提倡全行业的讨论和行动，以创建流媒体交付解决方案，不仅要考虑价格和性能——这是流媒体作为点播和直播线性内容分发的交付媒介兴起的两个关键因素——还要考虑为第三方专门构建的解决方案 p、电力.

政府组织及其工作组

率高组织由许多最重要的运营商组成, 服务提供商, 以及流媒体行业的技术供应商. 它的作用是提高与流媒体服务架构和设计相关的能源效率和可持续性, 在系统开发中，将功率提升为与价格和性能同等重要的设计考虑因素.

成立于2021年的可持续媒体产业联盟, “流媒体绿化”最近被授予了就职典礼 2023 NAB可持续发展优秀奖在领导力范畴.

有许多活跃的国际工作小组——同样来自学术界, 非政府研究和政策组织(ngo)以及来自流媒体行业工作流程几乎所有方面的代表——非政府组织既不是认证组织，也不是抵消组织, 它也不是标准开发组织(SDO)。, 尽管我们的许多成员也在各种行业标准组织的SDO委员会任职.

截至2023年6月的当前流媒体会员绿化

其核心是, go是一个行业主导的用户组(UG)，旨在通过公众认知和对流获取和交付最佳实践的持续研究来影响一个前提，即sdo应该鼓励将能源效率作为流相关技术标准开发中的“一流”关键绩效指标(KPI)的考虑.

最后，在流媒体行业的关键利益，政府的倡议之一，低能源可持续流(LESS)协议，这既是一个可行的前提，也是对整个行业更广泛参与的呼吁.

非政府组织邀请各成员通过网上表格向LESS工作小组提出可持续发展倡议.

在这篇文章中，我将扩展先前的可持续性方法, 详细说明考虑其他功耗优化领域的原因, 并邀请跨流工作流程的不同利益相关者参与 流媒体 杂志, 率高, 以及志同道合的利益相关者，在2023年中后期围绕《百家乐软件》发起倡议, 总体目标是让读者在2023年9月之前推荐可衡量的最佳实践.

先前的耗电措施

媒体传播的可持续性前提在十几年前就有了科学价值, 创始成员参与这一主题的基础研究已有十多年. 然而，对于早期所做的所有研究，进展往往是缓慢的.

这里有一个进展缓慢的例子:其中一个研究项目集中在MVPD的传统点播内容分发上, 无线下载(OTA), 和直接到户(DTH)分配, 以家用数字视频录像机(dvr)的巨大功耗为中心.

这项研究奠定了2012年DVR消费预测的基础，该预测至今仍在使用, 显示家用dvr在使用时每小时消耗33瓦的能量(平均每天消耗14小时，每年消耗169千瓦时)，而在10小时睡眠周期中消耗的能量几乎相等(31瓦)，这一事实表明，仅在美国大陆，家用dvr消耗的电力估计相当于三个核电站.

活动模式和睡眠模式之间的主要区别是配备dvr的设备屏幕亮度变暗. 硬盘一直在旋转，记录的大多是没人看过的内容, 哪项研究发现大多数时候被消费者抛弃了, 谁会回到电视机前观看刚刚录制的“赶集”内容以外的东西——即使消费者不在家.

这种高功耗方法的原因是一个有缺陷的用例假设. 整个行业的感觉是，消费者不会等待3?设备从实际睡眠模式“唤醒”并启动硬盘驱动器以访问先前录制的内容需要4秒. 所以记录DVR内容的硬盘从未真正停止过, 随后，电量消耗水平从未下降到接近真正的睡眠周期3的水平?4瓦.

即便如此, 这一发现是一个重大的警钟，导致了一项自愿的行业协议，旨在解决“涵盖消费者从有线电视获得的机顶盒”的电力消耗问题, 卫星, 或为美国90%以上的人口提供服务的电话公司.S. 付费电视市场.首次签署于2013年机顶盒自愿协议在2018年进行了迭代，并在去年再次延长，以涵盖到2025年的设备功耗.

在成长过程中试图自我调节

2013年，多家公司签署了机顶盒自愿协议, 表明将总功耗降低到2012年基线以下的意图. 但该行业从2013年开始采取的方法?2019年从根本上错过了一个关键的研究建议:将所有媒体交付(从点播到直播到现场直播)转移到基于ip的流媒体设备上.

机顶盒自愿协议签署国

例如, 业界采取的一种方法是加速数字终端转换器(dta)的推出，这种转换器比主DVR单元消耗更低的总瓦数, 向家用电视发送电视信号，在活动模式下使用5瓦，在睡眠模式下使用4瓦. 相比之下, 第三代Apple TV在2012年秋季进行初步研究时已经上市，在活动模式下消耗的功率不到2瓦.

更糟糕的是, 虽然, DTA依赖于配备dvr的中央设备来编排内容到每个DTA的交付. 这意味着能耗较低的设备只在次要房间(消费者行话中的“备用房间电视”)推出。. 因此，尽管家庭中所有有线或卫星提供的机顶盒设备的平均功耗下降了, 同一家庭的实际用电量并没有下降.

这是罗宾逊在成立非政府组织时所支持的一个基本立场:不洗绿.

“流媒体会员和合作伙伴绿色化的第一个也是最重要的规则是 没有绿色清洗罗宾逊在最近的一次采访中说. “这是真正解决整个媒体工作流程中功耗问题的强大推动力. 我们也会进行同行评议，以确保我们的营销不会仅仅为了赢得竞争的可持续性而做出未经证实的声明, 从长远来看，这些都不是可持续的.”

快进到2021年，从最初的机顶盒自愿协议开始，第九份关于电力消耗水平的报告中出现了细节. 利用自愿协议签署公司的自我报告数据， NCTA报告机顶盒的耗电量比2012年的33瓦基本情况降低了57%. NCTA继续报告说，节省的电力相当于估计2美元.到2021年将节省50亿美元的消费者能源成本，自自愿协议成立以来总计节省约120亿美元.

他们是如何达到57%的总能耗降低水平的? 通过最终转向基于ip的媒体传输设备.

“在该计划下，节省开支的一个主要原因是从包括硬盘驱动器的传统数字录像机(dvr)向非dvr互联网协议设备的过渡,NCTA报告说, 他补充说:“这些IP设备占2021年所有购买量的70%以上，平均每年仅使用36千瓦时, 相比之下，2012年协议开始时，dvr的年平均发电量为267千瓦时.”

我们能走得更远吗??

从最初的机顶盒自愿协议到最近的小型网络设备(SNE)，也包括“住宅宽带互联网接入服务”和设备，十年前采取的自愿行业行动，以减少媒体传输的电力消耗, 反过来, 方便流媒体传输——都是相当值得称赞的, 但我认为还有很多事情要做, 无论是在消费者层面还是在基础设施层面.

读者可能会问，在消费者层面上，增量收益的好处是什么, 特别是基于闪存的ip传输设备，将有效使用功率降低到更合理的水平，并提供真正的睡眠周期，通常将功耗降至1瓦以下. 我们将在本文后面的部分讨论这些问题.

在基于ip的交付基础设施级别, 然而, 我们的前提是，输送系统设计中的潜在缺陷有可能使消费者节省的电力消耗相形见绌, 这在很大程度上是由于流媒体行业最初关注的是价格和性能.

“我们提出的一个前提是，这个行业的某些部分, 例如内容分发网络(cdn), 最初的10到15年专注于价格,罗宾逊说。另一个最近的采访. “我们认为最重要的是表现, 因为在最近的十年里，一切都与表现有关, 但第一个十年的重点是让你能够负担得起高容量内容或高数据速率内容."

在流媒体的头十年(1998年)，关注价格是必要的?因此，在第二个十年(2008年)的表现有所提高?随着流媒体交付的规模化，2017年)可以负担得起.

在性能方面, 然而, 与其他两个阶段相比，实际广播期间的功耗似乎存在根本的脱节, 我称之为广播准备和空闲阶段.

Robinson还以他所谓的“零假设”开始了go，即交付基础设施的功耗在这些阶段之间没有显着变化, 因为交付网络维持在接近峰值容量和可能过度冗余的高可用性水平，这是不必要的电力消耗.

测试前提

为了验证这个假设, 已经成立了几个率高工作组来测量整个收购过程中的功耗, 配送与消费生态系统. 例如, 一个工作组正在测量多个成员cdn的功耗, 无论是在全球直播活动高峰之前还是期间. 另一个工作组正在推荐一个初始关键性能指标(KPI)，以便在创建最终用户设备(本文其余部分将其称为客户预置设备(CPE))和媒体交付基础设施设备期间使用.

非政府组织还与各种组织接触, 从欧洲, IBC, 和NAB在广播方面的技术联盟, 如 IETF, SVTA和新形成的 CDN联盟. 其目的是为了更好地理解功率在高峰和非高峰媒体传输期间的作用，以及围绕流编解码器的使用提出标准框架, CPE和基础设施解决方案.

CDN代表说明, 正确地, 他们每个月支付电费时都能敏锐地意识到耗电量, 因此，在平衡客户-消费者需求的同时保持合理的电力消耗率符合他们的最佳利益. 澄清一下, 我们并不提倡“永远关闭”模式, 但具有讽刺意味的是，今天基于ip的媒体基础设施在某种程度上类似于行业采用的“几乎永远在线”的方法，即前一节提到的配备dvr的设备的“睡眠模式”.

T为了说明流基础设施的庞大规模，以及受交付工作流的消费者部分影响的功耗部分的相对大小，此图将端到端工作流分为四个部分. 单击图像以查看其全尺寸.

什么时候是更少??

前面我提到了一个事实，即CPE设备已经朝着降低整体功耗的方向发展, 主要是作为从硬盘配置的dvr转向更广泛地采用ip寻址CPE设备的一部分. 这就是它对当前努力的影响.

go在这方面的前提是，消费者设备的功率范围直接受到传送给他们的内容的影响.

让我们以平板LED电视为例来说明这一点, 根据罗宾逊用瓦特表电源设备测量的数据，他的TCL 65RP620K Roku 65“智能4K超高清HDR LED电视.

而电子编程指南(EPG)消耗约75w, 将EPG设置为总体消耗的基线, 在标准帧速率下，标准清晰度(SD)和高清(HD)观看之间的差异仅略微增加到85w. 高动态范围的使用大幅跃升至135w.

同样地, 编解码器的各种排列, 帧率, 决议, 和色位深度不仅对CPE设备的功耗有重大影响，而且对更广泛的计算也有重大影响, 运输和交付基础设施本身.

这就是“流媒体绿化”的新亮点 LESS Accord(低能源可持续流) 开始发挥作用.

我认为, 在很多情况下, 消费者无法区分各种流媒体和广播服务的质量. 事实上, 该行业本身越来越依赖于计算机辅助质量技术来区分“可接受”和“不可接受”的水平，即使是编程这些算法并监控输出的人类也无法感知.

LESS协议旨在深入挖掘广播和流媒体行业的核心，并提出一个对质量痴迷的行业的禁忌问题:我们的行业能否共同提供与当前高质量内容相当的低能耗内容, 从而降低CPE和基础设施设备的总体功耗?

这样做, 在概念和测试阶段需要广泛的行业参与, 因此，LESS协议背后的一个关键动机是“允许”利益相关者大声提出行业中许多工程师已经本能地提出的问题, 私下里认为. 通过探索该行业能够提供满足消费者视觉和听觉质量期望的服务的方法, 合理的结论是，流工作流程各个部分的能源需求减少可能对环境和经济产生积极的净影响.

因为LESS协议旨在减少电力消耗, 我恳请业界避免一个容易的陷阱:简单地过度销售难以察觉的质量/价值主张，从而产生不合适的, 昂贵的, 不可持续的, 不必要的能源需求，对观众没有明显的好处.

最初参与LESS协议的时间表旨在通过go成员和合作组织采取以下步骤来推动快速创新:

努力找出有可行和创新的LESS想法的公司或个人, 在2023年初夏之前完成这项任务.
在2023年秋季之前，根据这些最佳实践概念定义实际生产测试模型. 率高计划在2023年9月的IBC上展示这些测试模型
在2023年第4季度和2024年第一季度对这些模型运行测试.
在完成每个最佳实践前提的初始测试之后, 在2024年第二季度工作，以产生成果，并在该周期结束时达成一项拟议协议.

适当的比例

正如本文所总结的那样, 让我们也快速回顾一下哪些工作组正在处理导致LESS协议概念的各种任务. 以第六工作组的努力为基础, Sam Orton-Jay领导了最初的LESS协议定义阶段, 政府间组织正在组建第8工作组，以侧重于CPE测量方法.

这项新的工作还将与工作组4在本文前面提到的度量交付基础设施上的功耗的工作相交叉, 以及第七工作小组围绕KPI举措的努力，以建立更可持续的交付和持续人才教育解决方案.

适当地扩大规模，与《百家乐软件》和开头提到的两项自愿协定等两项CPE努力的力量考虑相吻合, 以及进入云计算基础设施，这些基础设施通常需要随时准备好扩展以满足需求.

这种始终就绪状态的最终结果意味着云计算实例中使用的大多数设备必须在没有相应的扩展交付要求的较长时间内继续以接近峰值的容量运行.

为了更有效地平衡能力与性能，这一点必须改变. 要做到这一点，首先要有一种心态，从重大体育赛事到免费广告支持(FAST)电视，如下所示:

“我们经常关注超级碗(Super Bowl)或奥运会, 或者我们专注于Netflix和迪士尼,埃里克·舒马赫-拉斯穆森说, 流媒体会议主席, 在最近的一次行业活动中. “绝大多数流媒体公司都没有达到这些数字, 他们永远也不会，也没有必要这样做. 这种(扩容预期)造成了一种不平衡，如果创建一个FAST通道真的成本很高，而且真的很难, 你不会对收入感到满意，因为观众可能并不在那里.”

将这些期望适当地设定在3p价格上, 表演。, 电力消耗也可能有一个积极的净价格效应, 因为云计算和CDN公司将在他们的功耗方案上具有灵活性, 其中一部分可能会传递给他们的客户. 换句话说，这同样是为了使行业盈利和拯救地球. 通过诸如LESS协议之类的努力, 我相信，为了一个既有趣又可持续的未来，两者都可以做到.