Över tre fjärdedelar av dagens internettrafik kommer från strömmande video, en siffra som bara förväntas öka med tiden. För att möta denna efterfrågan, Internetleverantörer erbjuder konsumenter snabbare datahastigheter till premiumpriser, med gigabit-per-sekund-nivåer tillgängliga i vissa områden.

Men förbättrar dessa dyrare planer faktiskt kvaliteten på videoströmning? A Wall Street Journal undersökning besvarade nyligen denna fråga med hjälp av prof. Nick Feamster, en University of Chicago-expert på prestanda och säkerhet för kommunikationsnätverk, i ett samarbete som både informerar konsumenter och främjar vetenskapen.

Berättelsen började för tre år sedan med vad reportrarna trodde skulle vara en enkel fråga:Spelar högre hastigheter någon roll för strömmande video? För att svara på det, de vände sig till Feamster, sedan vid Princeton University, för sin expertis på nätverksanslutna datorsystem. Feamsters grupp hade utvecklat mjukvarusystem som på ett tillförlitligt sätt kunde mäta de faktiska internethastigheterna som konsumenterna fick hemma, en viktig del av WSJ-utredningen. Men att samla in den andra hälften av datan – prestandan för strömmande videotjänster i dessa hem – skulle kräva en blandning av system, maskininlärning och rekrytering.

Medan videoleverantörer som Netflix, Amazon och YouTube kan samla in data om kvaliteten som användarna får genom sin programvara, Internetleverantörer och externa forskare är i mörkret. Med hjälp av Wall Street Journal , forskarna rekryterade mer än 60 hushåll, samlat in information om deras internettjänst, och installerade en övervakare av data som passerade genom deras nätverk. Men utmaningarna återstod.

"Vi tittar i grund och botten på nonsenstrafik; allt är krypterat, vi kan inte se innehållet i något av det, och vi vill på något sätt veta:Strömmar användaren en Netflix-video, och i så fall, vad är upplösningen? Och, hur lång tid tog det att börja spela?" sa Feamster, Neubauer professor i datavetenskap och fakultetschef för Center for Data and Computing, som började på UChicago-fakulteten den 1 juli. "Det är ett intressant och mycket utmanande maskininlärningsproblem. Vi ser en massa krypterad data, och vi försöker ta reda på kvaliteten på den här videon – inte bara "hastighet, "men kvaliteten på användarens faktiska upplevelse."

Arbetet ledde till en forskningsartikel och ett nytt verktyg som heter Net Microscope, som härleder videoströmningskvalitetsmått såsom startfördröjning och upplösning i realtid från den krypterade dataströmmen. Genom att samla in data från mer än 200, 000 videosessioner från volontärhemmen, teamet tränade en modell som kan titta på krypterad data och identifiera vilka strömmar som kommer från Netflix, Youtube, Amazon och Twitch, samt kvaliteten som slutanvändarna upplever.

Därifrån, forskarna kunde äntligen svara på frågan som ställdes av Wall Street Journal :Hur fungerar dessa tjänster vid olika internethastigheter? Studien fann att strömmande videoprestandaplatåer långt före de övre planerna som erbjuds av ISP:er, med planer över 100 megabit per sekund vilket endast marginellt förbättrar startfördröjningar och upplösning, även när flera enheter tittar på videor samtidigt.

Det är värdefull information för konsumenterna, som kanske känner sig tvungna att uppgradera till en dyrare plan om de är missnöjda med sin strömmande videokvalitet hemma. Men det är också användbar information för internetleverantörer, Feamster sa, som bättre kan hjälpa sina kunder att hitta den sanna orsaken till otillfredsställande prestanda istället för att bara rekommendera snabbare service.

"Allt vi gör som i princip kan bidra till att kasta mer ljus över den frågan från konsumenter kan också i slutändan hjälpa driften av själva nätverket, " sa Feamster. "Så det går liksom åt båda hållen."

Projektet passar Feamsters bredare forskningsfokus på prestanda och säkerhet för kommunikationsnätverk, som omfattar arbete med Internet of Things-teknologier, censur och informationskontroll över onlineplattformar, och policyfrågor som nätneutralitet och bredbandsaccess.

Som Wall Street Journal projekt, många av dessa forskningsområden och policyfrågor kräver att man skapar ny programvara och system som kan samla in data och mäta prestanda i den verkliga världen. Från linsen av hans nya roll på Center for Data and Computing, Feamster ser detta projekt som början på vad han hoppas ska vara mer arbete i skärningspunkten mellan datavetenskap, offentlig politik och undersökande journalistik.

"Att åtgärda policyproblem beror på att ha tillgång till bra data, eftersom det som behövs för att informera debatten är korrekt information om vad som faktiskt händer, " sa Feamster. "Dessa datamängder existerar i allmänhet inte, det finns ingen del av hastighetstestdata som tappas i vårt knä som kan svara på dessa frågor. Vi måste designa metoden och bygga systemet för att samla in data som ingen annan har... så kan vi ge ett svar."