Cloud Gaming Customer Experience: Opportunities for Telcos and OTTs

Cloud Gaming Experience: Oportunidad para las telcos y servicios OTT

autor: Jaime González

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Cloud Gaming Experience: Oportunidad para las telcos y servicios OTT

Las grandes empresas de tecnología, las empresas de videojuegos y los operadores de telecomunicaciones están impulsando un cambio de paradigma en el mercado de los videojuegos hacia la nube (Cloud Gaming) y los juegos en línea. Según el medio especializado Telecoms.com, se espera que los ingresos por servicios de suscripción y juegos en la nube aumenten un 9% anual, alcanzando los 8.000 millones de dólares en 2023. Sin embargo, no se trata solo del creciente tamaño del mercado, sino también de la revolución tecnológica que supone, ya que se empieza a considerar que el cloud gaming es un “caso de uso clave” para el 5G o el edge-computing.

Los servicios de cloud gaming permiten a los usuarios jugar videojuegos utilizando cualquier dispositivo conectado a Internet; el software y el hardware que se necesitan se alojan principalmente en servicios remotos en la nube, pero todavía existen algunas dudas al respecto:

  • ¿Puede la experiencia ofrecida por los servicios de cloud gaming ser rival frente a la experiencia ofrecida por las videoconsolas lideres en el mercado, como la Xbox de Microsft o la PlayStation de Sony?1
  • ¿Las Telcos están preparadas para las oportunidades y retos que conlleva ofrecer la calidad de la experiencia digital requerida para estos servicios?

La tecnología siempre ha sido un impulsor clave de cambio en el modelo comercial, la distribución de contenido y el comportamiento del consumidor. Ahora, la tecnología también ha facilitado que la experiencia de usuario en la nube sea mejor, tanto en gaming como en streaming.

Como resultado de la revolución de los juegos en la nube, la demanda de una conectividad con mayor ancho de banda y menor latencia puede dispararse, especialmente cuando se trata de escenarios multijugador-masivos (MMOs, siglas en inglés de Massive Multiplayer Online Games). El video y el audio de los juegos se transmiten al dispositivo del usuario, como un smartphone, un televisor conectado, un PC o una tableta. Por lo tanto, la calidad del servicio se convierte en uno de los factores más críticos que determinan la experiencia de juego, incluida una conexión estable de gran ancho de banda con baja latencia, jitter y pérdida de paquetes.

Nvidia GeForce Now, Google Stadia, Microsoft xCloud con xBox Game Pass y Sony Playstation Now son algunos de los intentos de cloud gaming con más éxito lanzados por grandes empresas de tecnología. Todos ellos compiten para proporcionar un servicio de juegos en la nube satisfactorio que llegue a todos los jugadores de todo el mundo a través de servicios de suscripción.

Algunos operadores de telecomunicaciones como MagentaGaming de Deutsche Telekom y Sunrise Game Cloud del operador de telecomunicaciones suizo Sunrise y Gamestream están lanzando sus propias plataformas de juegos en la nube, desafiando a las grandes empresas de videojuegos. La ventaja que tienen los operadores es que estos poseen tanto el servicio como la infraestructura de red subyacente, lo que les permite garantizar la mejor calidad de experiencia (QoE, por sus siglas en inglés) posible. Otros operadores están formando asociaciones con proveedores de juegos en la nube. Por ejemplo, AT&T de la mano con Playgiga, mientras que Sprint y Vodafone se alían con Hatch. Esta propuesta de beneficio mutuo ayuda a ambas partes a ofrecer la mejor QoE a sus usuarios, y también es una oportunidad para los operadores, aprovechando la popularidad de los juegos en la nube, para vender paquetes de mayor velocidad y menor latencia a los usuarios jugadores.

Antes del auge del cloud gaming, para jugar a un videojuego, el usuario tenía que descargar el contenido localmente en su teléfono móvil, consola de juegos o PC. Sin embargo, todavía hay miles de usuarios que quieren jugar a los últimos videojuegos pero no tienen una herramienta como la PS4 o Xbox. Algunos creen que estos nuevos servicios son un paso más hacia la democratización del juego. Por el contrario, otros todavía se muestran escépticos sobre si el acceso, el coste y la potencia de procesamiento serán las barreras que se interpondrán en el camino para permitir que más personas disfruten de este novedoso servicio de videojuegos.

Uno de los beneficios del cloud gaming es que el hardware y el software que utiliza este sistema para almacenar y ejecutar los juegos estarán, esencialmente, en la nube, y para jugar solo será necesario tener una pantalla de alta resolución conectada a Internet. Esta conveniencia es revolucionaria para los jugadores, ya que les facilita la posibilidad de jugar a videojuegos de alta calidad por un precio reducido y al instante en cualquier dispositivo. Los desarrolladores de videojuegos también se están beneficiando, ya que pueden reducir los costes al enfocarse en una plataforma distribuida y minimizar las brechas de seguridad.

El Reto

En los juegos en la nube, el software y el hardware se alojan en servicios en la nube remotos. Las plataformas en la nube se encargan de la ejecución remota y del renderizado de una aplicación de juegos interactivos. Además, transmiten las escenas como una secuencia de video hasta el reproductor a través de Internet por medio de los Content Delivery Networks (CDN) con puntos regionales de presencia cerca de los centros de población.

Figure 1. Framework of a cloud gaming platform | Source: SFU. Cloud Gaming: Architecture and Performance

Imagen 1. Plataforma de Cloud Gaming | Fuente: SFU. Cloud Gaming: Architecture and Performance

Las plataformas de cloud gaming pueden parecer sencillas, pero todas las piezas deben encajar perfectamente para alcanzar las expectativas y necesidades de los usuarios finales, particularmente la infraestructura del servidor en la nube y la comunicación entre la plataforma de juegos y los dispositivos de los jugadores.

Las infraestructuras de servidores en la nube hacen frente a las demandas de un creciente número de usuarios para garantizar servicios de alta calidad, sólidos y sostenibles en términos de asignación de recursos y distribución de contenido en la nube. La conectividad entre la plataforma de juegos y los usuarios se realiza a través de Internet, y esto dificulta la compatibilidad con videojuegos tradicionales en tiempo real.

Para superar el desafío, no solo participan las empresas de juegos y los proveedores de banda ancha, sino también los proveedores de servicios en la nube, las redes de distribución de contenido y las empresas de servicios de streaming (Over The Top Services or OTTs). La verdad es que muchas empresas de telecomunicaciones están trabajando para averiguar en qué medida sus redes pueden satisfacer las necesidades y expectativas de miles de millones de jugadores debido a los exigentes requisitos de transmisión en la nube.

Los desafíos técnicos y los requisitos previos de rendimiento han retrasado el lanzamiento de este tipo de plataformas. La calidad y la experiencia de los videojuegos tradicionales, que se juegan localmente, se pueden controlar y optimizar directamente desde el dispositivo. Sin embargo, los juegos en línea requieren al menos una conectividad estable, latencia ultra-baja y suficiente ancho de banda para poder coordinar acciones entre los diferentes jugadores y tener una experiencia en streaming agradable.

Calidad de la Experiencia

Para Cloud Gaming, cada acción de un jugador en línea se envía de vuelta al motor del juego, se computa el cambio gráfico del juego en la nube, se codifica como un video y se envía de nuevo a los dispositivos de los jugadores.

Este proceso se llama retraso de interacción (interaction delay) y debe ser inmediato y continuo para la percepción de cada usuario final. Este retraso puede tener distintos umbrales aceptables según el estilo del juego, siendo los juegos de Avatar en primera persona los más sensibles a este fenómeno.

Según El futuro de los juegos en la nube de Equinix, «el mayor impacto y el más impredecible en el rendimiento de los juegos en línea es la latencia, debido a la congestión de la red, los paquetes perdidos, la necesidad de un mayor ancho de banda disponible o jitter (el tiempo de retraso entre el envío de paquetes en secuencia). Estos problemas generalmente ocurren ​​por una plataforma de juegos centralizada, donde el contenido debe atravesar múltiples saltos de router y/o puntos de peering a través de una red de largo recorrido. Estas infraestructuras de red no son suficientes para el cloud gaming en tiempo real, donde cualquier almacenamiento en búfer de paquetes o almacenamiento en caché de contenido interrumpe el flujo constante de envío de paquetes a sus usuarios, brindando una experiencia de juego inconsistente. Lo que se busca es acercar los juegos en la nube al usuario donde sea que se encuentre y admitir cualquier dispositivo de juego de manera estable. Esto significa literalmente llevar el mundo de las plataformas de juegos en la nube al límite.»

Para reducir este problema, la industria del gaming confía en las tecnologías más nuevas, como edge-computing o el 5G; también está estableciendo partnerships con proveedores de servicios en la nube a hiperescala, líderes en interconexión y centros de datos. Estos servicios requieren servidores potentes, aceleradores de gráficos de alto rendimiento y codificación de video de baja latencia para transmitir juegos a través de Internet.

Según las estimaciones de Nokia, el perfil de latencia estándar requerido es de aproximadamente 100 ms de ida y vuelta, de los cuales el transporte de red no debería ser superior a 30 ms. Sin embargo, para satisfacer las necesidades de los jugadores más exigentes, un objetivo ampliamente aceptado para la excelencia en los juegos en la nube es proporcionar latencias de red estables por debajo de 20 ms.

El desglose de Nokia se muestra a continuación:

  • Interacción del usuario: los comandos del usuario deben abrirse camino a través de Internet hasta el servidor de juegos en la nube en menos de ~ 15 ms.
  • Procesador del servidor de juegos: el servidor tardará ~ 45 ms en procesar la entrada y la salida requerida (incluida la representación y codificación del cuadro de video).
  • Video streaming: el tráfico tardará ~ 15 ms nuevamente en llegar al dispositivo.
  • Decodificación y renderizado: el dispositivo tardará otros ~ 15 ms en decodificar y renderizar.

Latency buget for cloud gaming

Al final, cada milisegundo cuenta, porque la latencia afecta las acciones del jugador en el cloud gaming y afecta significativamente a la experiencia de juego, como se muestra en el siguiente gráfico:

Latency variance across mechanics

Imagen 2. Varianza de latencia | Fuente: Equinix Blog

Según The Emergence of Cloud Gaming de Trias Research, «la baja latencia es fundamental para los juegos multijugador y los usuarios la han citado como un punto importante de resistencia con los juegos en la nube. Estimamos que la latencia ideal para videojuegos de smartphone es de 70 ms, o aproximadamente dos cuadros completos a 30FPS (fotogramas por segundo), cuatro cuadros completos a 60FPS.» Las opiniones de Trias Research sobre el panorama de la latencia en las plataformas de videojuegos y los servicios en la nube frente a los umbrales de experiencia se muestran en la siguiente tabla:

Latency Landscape for Cloud Gaming

Imagen 3. Panorama de Latencia para Cloud Gaming | Fuente: The Emergence of Cloud Gaming

A modo de ejemplo, un juego que se ejecuta a 60 fotogramas por segundo (FPS) genera un fotograma cada 16,7 ms y a 30 FPS cada 33,3 ms. En otras palabras, la latencia promedio que normalmente observamos en nuestros hogares, sin considerar ningún retraso en la interacción relacionada con el juego, ya es aproximadamente equivalente a esperar uno o más fotogramas mientras se juega, según la tecnología de acceso (puedes consultar nuestro informe Estado de banda ancha fija en Europa 2019). Este efecto es más notable en los juegos en línea que exigen una sincronización precisa, donde las reacciones rápidas pueden marcar la diferencia, algo que no suele ocurrir con los que se juegan de forma local.

Para cumplir con los requisitos en tiempo real del cloud gaming, el tiempo para entregar un paquete no puede ser ilimitado para el software, lo que en muchos casos provocará la pérdida de datos. En consecuencia, el retraso y la pérdida de paquetes conducirán a la misma degradación de la calidad desde el punto de vista del usuario.

Loss scenarios: Cloud Gaming

Imagen 4. Escenario de pérdida de paquetes | Fuente: Gaming in the clouds: QoE and the users’ perspective

Cuando se utiliza un servicio de videoconferencia, el umbral para una pérdida de paquetes aceptable podría establecerse en un 1%. Sin embargo, según las pruebas y conclusiones incluidas en  ‘Gaming in the clouds: QoE and the users’ perspective, existe una gran brecha en la percepción de la calidad del usuario cuando la pérdida de paquetes es igual o superior al 0,3%.

Con respecto al ancho de banda, la mayoría de los proveedores de cloud gaming recomiendan un mínimo de 10-15 Mbps de velocidad de bajada para una resolución de 720p y 60 FPS con sonido estéreo. Este requisito de velocidad de Internet podría ser suficiente para los juegos móviles como los conocemos actualmente, pero no para los entusiastas de los juegos que desean disfrutar de la mejor experiencia de inmersión en una pantalla de 55 pulgadas.

Bandwidth recommendations for Cloud Gaming with Stadia

Imagen 5. Recomendaciones de ancho de banda para Cloud Gaming con Stadia. | Fuente: Google Stadia

Podemos pensar que transmitir un juego online será como transmitir un video en streaming, por lo que si la conexión a Internet es lo suficientemente buena como para disfrutar de una película en 4K en Netflix sin interrupciones, se puede tener la misma experiencia en los juegos en la nube.

Desafortunadamente, no funciona exactamente así. Si bien las transmisiones de video pueden almacenarse en búfer para mitigar el retraso, los videojuegos en línea no pueden usar este truco, porque la acción de juego y la representación gráfica se procesan en tiempo real. Para administrar esto, el servicio de transmisión en la nube debe adaptar dinámicamente la codificación de video para entregar la cantidad mínima de datos requerida para la mejor experiencia en un dispositivo específico. Ante estos hechos, aunque tengamos una velocidad de conexión por encima de las recomendaciones, la más mínima inestabilidad de la red puede arruinar la experiencia.

Los juegos en línea también utilizan herramientas de mensajería o chat de audio, y, complementariamente, se puede dar la retransmisión del juego en directo a través de plataformas de streaming. Es para estas situaciones para las que se considera el ancho de banda de subida tan importante como el de bajada.

Además de los parámetros básicos de rendimiento y calidad que forman parte de la experiencia de juego en la nube, hay un elemento que puede marcar la diferencia: la tecnología de acceso. Los juegos más exigentes, tanto para consola como para PC, recomiendan una conexión a través de cable Ethernet para tener el rendimiento óptimo. Sin embargo, muchos jugadores se conectan a través de redes móviles o Wi-Fi: los jugadores de juegos móviles representan más del 50% de los ingresos del mercado global de videojuegos.

Los juegos en la nube permiten el «juego on-the-go«, sobre la marcha, para que los usuarios puedan acceder a los juegos en cualquier momento, en cualquier dispositivo y en cualquier lugar, pero los niveles ultrabajos de latencia solo se pueden garantizar con redes 5G. Una encuesta del Mobile Video Industry Council reveló que la mayoría de los operadores creen que los juegos en la nube podrían representar del 25% al ​​50% del tráfico de datos 5G para el 2022. Sin embargo, todavía existen algunos desafíos para que los operadores móviles administren y optimicen el tráfico de cloud gaming para garantizar una mejor QoE, por ejemplo, el traspaso y el cifrado afectan la latencia y la priorización del tráfico.

La aparición del estándar Wi-Fi 6 y los nuevos routers permitirán explotar el ancho de banda inalámbrico adicional para aquellos con conexiones a Internet Gigabit. La tecnología MU-MIMO, permite la comunicación simultánea con hasta 8 dispositivos, tanto descendentes como ascendentes, lo que contribuirá positivamente al juego, ya que tiene un alto flujo constante de datos de ida y vuelta. Además, el método de acceso al canal OFDMA brindará a los jugadores una ventaja, ya que es ideal para atender a múltiples usuarios con diferentes requisitos de ancho de banda, proporcionando menor latencia, sobrecarga y jitter.

Features and benefits of Wi-Fi 6

Imagen 6: Características y beneficios del Wi-Fi 6 | Fuente: Wi-Fi Alliance

Según la Encuesta de infraestructura de juegos de EEDAR, al analizar los problemas experimentados durante los juegos, encontraron que los tiempos de descarga o actualización excesivos son uno de los principales puntos débiles para los usuarios. Además de esto, más del 40% de ellos se sintieron frustrados por el tiempo de carga y las interrupciones del juego. En cuanto a los proveedores de servicios de Internet, por lo general sufren problemas de capacidad cuando un nuevo juego se enfrenta al mercado y tienen que monitorizar de cerca la respuesta de la red durante la fecha de lanzamiento. Gracias al cloud gaming, estos problemas no aparecerían ya que el juego se aloja en la nube, lo que es un verdadero alivio tanto para los jugadores como para los operadores Telco.

Experiences while playing Video Games_ gaming

Imagen 8. Experiencias jugando a Videojuegos | Fuente: EEDAR. Gaming Infrastructure Survey

Los otros dos principales fallos en la calidad de la experiencia en gaming, están relacionados con la conectividad de red. Los retrasos y las desconexiones afectan a más del 50% de los usuarios y contribuyen a una parte significativa de la pérdida de jugadores de videojuegos (churn). Los servicios de cloud gaming están tratando de reducir estas quejas, pero sigue siendo un problema sin resolver debido a su falta de control sobre la experiencia de la red.

En general, al comparar juegos de consolas o de PC (juegos que se juegan de forma local) con juegos en la nube, los problemas del entorno real parecen afectar significativamente a la experiencia de juego. Es posible que muchas personas no tengan una conexión a Internet y un hardware de red listo para cumplir con los requisitos que demanda el cloud gaming para una buena experiencia, especialmente cuando enfrentan problemas de latencia, jitter y pérdida de paquetes. Los servicios de juegos en la nube no pueden hacer promesas sobre la latencia porque no poseen la red y los servicios utilizados para transmitir juegos en la nube a su hogar. Solo un servicio de juegos en la nube bajo el control de los proveedores de Internet o en asociación con ellos estaría en condiciones de hacerlo.

La colaboración entre las Telcos y las empresas de Cloud Gaming será un factor crucial para atraer a más de 2.500 millones de jugadores en todo el mundo, para proporcionar un rendimiento doméstico estable, tanto en términos de latencia como de velocidad.

En MedUX, combinamos mediciones sobre las redes de banda ancha fija y banda ancha móvil móvil para ayudar a abordar los desafíos de calidad de la experiencia y rendimiento de la red y cloud gaming. Nuestros dispositivos simulan el tráfico que reciben los juegos en la nube tanto en hogares residenciales como en smartphone, buscando  cubrir los principales indicadores que conforman la calidad de la experiencia del cloud gaming, desde la perspectiva del usuario final.

Si quieres obtener más detalles sobre el rendimiento del Cloud Gaming y cómo MedUX puede ayudar a Telcos y OTTs con los nuevos retos que esto supone, contacta con nosotros en info@medux.com.

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