Zoom Alternative BigBlueButton™️ im Praxistest

von Jan Ulrich Hasecke, Michael Hierweck, Estelle Goebel-Aribaud – erschienen am 30.03.2020 – Technik

Am 29. März testete die Hostsharing eG das Videokonferenzsystem BigBlueButton in einer Konferenz mit 45 Teilnehmenden. Der Lasttest verlief erfolgreich. Die Ergebnisse lassen gute Rückschlüsse auf die Praxistauglichkeit der Open-Source-Lösung zu.

Der US-amerikanischen Videokonferenz-Dienst Zoom arbeitet mit zahlreichen Tracking-, Marketing- und Analysediensten, unter anderem mit einer der weltweit größten Werbebörsen zusammen, wie Mike Kuketz in seinem Blog berichtet. Hostsharing hat deshalb verschiedene Open Source Videokonferenzsysteme getestet, um die Mitglieder bei der Nutzung beraten zu können. Da es bereits Anfragen gab, ob man mit den getesteten Systemen auch Konferenzen mit 60, 80 oder 200 Teilnehmenden durchführen kann, haben wir am 29. März einen Lasttest mit der Open Source Software BigBlueButton durchgeführt. Der Test sollte mehr Klarheit über die Leistungsfähigkeit der Software und die technischen Anforderungen einer solcher Konferenz bringen.

Wir danken allen Freiwilligen, die an dem Test teilgenommen haben.

Das Test-Setup serverseitig

Wir installierten die Konferenzsoftware in der neuesten Version, ausgestattet mit einigen kleineren Patches, in einer Root-VM auf der hochverfügbaren Hostsharing-Infrastruktur. Folgende Hardware-Ressourcen kamen zum Einsatz:

  • 16 CPU-Threads
  • 32 GB RAM
  • 25 GB Diskspace
  • 10 Gbit/s Netzanbindung

Die Test-Setups der Teilnehmenden

Die Teilnehmenden haben mit den unterschiedlichsten Setups teilgenommen. Sie nutzten sowohl leistungsfähige Desktops und Notebooks als auch Tablets, Smartphones und sehr einfache Notebooks mit den gängigen Betriebssystemen. Die Verbindung im lokalen Netz der Teilnehmenden erfolgte bei einigen kabelgebunden bei anderen per WLAN. Es kamen auch verschiedene Browser und interne sowie externe Audio- und Videosysteme zum Einsatz. Kurz und gut: der ganze Zoo internetfähiger Endgeräte mit und ohne Headset.

In der Spitze waren 47 Endgeräte parallel aktiv, die meisten mit Audio- und Videoübertragung.

Ergebnisse auf Serverseite

Die CPU-Auslastung lag während des Tests bei ca. 20 Teilnehmenden 20–25% und bei 45 Teilnehmenden 30–35%. Der Arbeitsspeicherbedarf lag knapp unter 6 GB. Es gab keine messbare Disk-IO-Belastung, allerdings wurde die Konferenz auch nicht aufgezeichnet. In Spitzenzeiten betrug die Bandbreite im Downstream 300 Mbit/s. Der Upstream lag bei rund 10 Mbit/s.

BigBlueButton läuft mit mehr als nur einer Handvoll aktiv Teilnehmender stabil und zuverlässig, wenn serverseitig ausreichend CPU-Threads und Bandbreite zur Verfügung stehen.

Das Video-Streaming braucht viel Bandbreite. Diese nimmt mit der Zahl der Teilnehmenden nicht linear, sondern quadratisch zu.

Auf Grundlage der BigBlueButton-Dokumentation haben wir folgende Szenarien berechnet.

40 Teilnehmende:

  • Auflösung 320x240: 40×39×0.25 Mbit/s = 390 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 40×39×0.40 Mbit/s = 624 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 40×39×0.60 Mbit/s = 936 Mbit/s

Der erste Wert entspricht unseren Beobachtungen. Davon ausgehend ergibt sich:

80 Teilnehmende:

  • Auflösung 320x240: 80×79×0.25 Mbit/s = 1580 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 80×79×0.40 Mbit/s = 2528 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 80×79×0.60 Mbit/s = 3792 Mbit/s

200 Teilnehmende:

  • Auflösung 320x240: 200×199×0.25 Mbit/s = 9950 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 200×199×0.40 Mbit/s = 15920 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 200×199×0.60 Mbit/s = 23880 Mbit/s

Die genutzte Bandbreite lässt sich reduzieren, indem man in einer Konferenz die Zahl derjenigen, die Reden und ihr Video streamen begrenzt. In der folgenden Auflistung nehmen wir an, dass immer nur fünf Teilnehmende Audio und Video streamen und die übrigen nicht; es ergibt sich dann ein völlig anderes Bild:

40 Teilnehmende, davon nur 5 mit aktiviertem Stream

  • Auflösung 320x240: 5×39×0.25 Mbit/s = 49 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 5×39×0.40 Mbit/s = 78 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 5×39×0.60 Mbit/s = 117 Mbit/s

80 Teilnehmende, davon nur 5 mit aktiviertem Stream

  • Auflösung 320x240: 5×79×0.25 Mbit/s = 99 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 5×79×0.40 Mbit/s = 158 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 5×79×0.60 Mbit/s = 237 Mbit/s

200 Teilnehmende, davon nur 5 mit aktiviertem Stream

  • Auflösung 320x240: 5×199×0.25 Mbit/s = 249 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 5×199×0.40 Mbit/s = 398 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 5×199×0.60 Mbit/s = 597 Mbit/s

Die Erfahrungen der Teilnehmenden

Für das Gesamterlebnis einer Konferenz ist neben der Serverinfrastruktur die Netzanbindung der einzelnen Teilnehmenden ebenso wichtig wie die verwendeten Endgeräte und Browser. Dies zeigt ein Blick auf die errechnete Empfangs-Bandbreite.

40 Teilnehmende, alle mit Audio- und Video-Stream

  • Auflösung 320x240: 39*0.25 Mbit/s = 10 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 39*0.40 Mbit/s = 16 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 39*0.60 Mbit/s = 23 Mbit/s

80 Teilnehmende, alle mit Audio- und Video-Stream

  • Auflösung 320x240: 79*0.25 Mbit/s = 20 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 79*0.40 Mbit/s = 32 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 79*0.60 Mbit/s = 47 Mbit/s

Sehr viel entspannter ist die Situation, wenn in einer Konferenz mit beliebig vielen Teilnehmenden nur fünf den Audio- und Video-Stream aktiviert haben:

  • Auflösung 320x240: 5*0.25 Mbit/s = 1 Mbit/s
  • Auflösung 640x480: 5*0.40 Mbit/s = 2 Mbit/s
  • Auflösung 1280x720: 5*0.60 Mbit/s = 3 Mbit/s

Der Audio-Stream ist nach unseren Beobachtungen sehr viel latenzanfälliger als der Video-Stream. Eine schlechte Netzanbindung des Endgeräts macht sich daher schnell durch eine zerhackte Audio-Übertragung bemerkbar. Dies stört stärker als eine geringe Videoauflösung oder leichte Verzögerungen der Bildaktualisierung.

Die Berichte der Nutzer bestätigten: Bei schwacher WLAN-Verbindung kam es zu Audiostörungen, eingefrorenen Browsern und vereinzelt Verbindungsabbrüchen die eine Neueinwahl erforderten. Nicht alle modernen Browser kommen mit BigBlueButton gleich gut zurecht. Die wenigsten Probleme bereitete Google Chrome auf Linux, MacOS und Windows. Firefox belegte den zweiten Platz auf Linux und MacOS, funktionierte aber auch gut auf Android Geräten. iOS mit Safari, funktionierte, jedoch nicht optimal.

Unser Fazit

Serverseitig lassen sich die technischen Anforderungen der Software für sehr viele Teilnehmende problemlos erfüllen. BigBlueButton läuft in der richtigen Ausstattung auf unserer Hardware zuverlässig auch unter Last.

Die Teilnehmenden sollten über eine gute Internetanbindung verfügen. Ein über Ethernet an den Heimrouter angeschlossener Computer gewährleistet eine sehr viel angenehmere und störungsfreiere Teilnahme als eine WLAN-Verbindung.

Im Home Office sollten z. B. die Kinder gerade nicht übers Internet spielen oder Videos anschauen, während ein Elternteil an einer Konferenz teilnimmt.

Innerhalb von Konferenzen mit höherer Teilnehmendenzahl sollten alle Teilnehmenden eine ›Funkdisziplin‹ einhalten. Das bedeutet, dass bei großen Gruppen im selben virtuellen Raum möglichst nur diejenigen Video bzw. vor allem Audio streamen sollten, die gerade aktiv an einer Konferenz teilnehmen, z. B. der Referent oder eine Hand voll Diskutierende. Bei Vorstellungsrunden können die Teilnehmenden ihre Streams nacheinander ein- und wieder ausschalten. Und während einer offenen Diskussion kann der Moderator Einzelne auf digitales Handzeichen hin das Wort geben.

Wenn man diese Grundsätze bei einer Konferenz beherzigt, ist auch für Personen mit einer weniger guten Netzanbindung eine störungsfreie Teilnahme möglich. Damit unterscheiden sich Videokonferenzen gar nicht so sehr von Präsenzveranstaltungen, wie man zunächst vielleicht denkt: Auch dort ist ein Durcheinanderreden ja meist nicht förderlich.

Anfragen zu technisch betreutem Konferenz-Hosting auf unseren Servern mit Ihrem Branding inkl. Beratung, Test und Schulung in der Benutzung der Open Source Software BigBlueButton nimmt der Hostsharing Service per E-Mail an info@hostsharing.net entgegen. Alternativ kann das Kontaktformular benutzt werden.

25.04.2020: Rechnung der Empfangsbandbreite bei beliebig vielen Teilnehmern und nur 5 aktiven Streamern hinzugefügt; Rundungsfehler korrigiert.

07.04.2020: Rechenfehler korrigiert und weitere Auflösungen bei der Empfangsbandbreite ergänzt.