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Para quem ainda não conhece, o Spotify é um serviço de streaming pela Internet que pretende disponibilizar aos seus utilizadores um vasto catálogo de música e podcasts, de todos os géneros e de todos os anos.

Através de uma interface gráfica intuitiva, quer em aplicações em computadores pessoais e em dispositivos móveis, quer pela plataforma Web, possibilita aos seus clientes a possibilidade de escolher um artista, uma banda, um álbum ou mesmo as músicas indicadas por amigos ou desconhecidos, para ouvir quando e onde desejar, de acordo com o tipo de subscripção e dispositivos de acesso ao serviço.

Porquê o Spotify?

O interesse pela música e o consumo de ficheiros de áudio sempre fez parte da cultura humana. Desde os mais antigos formatos de armazenamento analógicos, os utilizadores têm a possibilidade de adquirir e guardar os conteúdos que querem para os poderem reproduzir assim que entenderem.

Enquanto alguns elementos da tecnologia analógica ainda sobrevivam no mercado actual da indústria musical, este é completamente dominado pela música digital. A facilidade com que é possível armazenar, reproduzir, alterar e mesmo criar ficheiros áudio em formatos digitais tornam esta indústria tão atraente.

A simplicidade de manipulação do conteúdo introduz conceitos como a portabilidade e como a partilha. A hipótese de reproduzir conteúdos directamente do telefone ou de um computador portátil já não surge como novidade nos dias que correm. Também habitual já é a partilha dos ficheiros por vários utilizadores ligados à rede ou a reprodução de músicas em serviços gratuitos como o Youtube.

Embora apelativo para os consumidores, a transmissão de música introduz um novo conceito de negócio a que os vendedores de conteúdo se têm que adaptar para continuar a gerar receitas nesta indústria.

É neste cenário que surge o Spotify, como um modelo diferente de providenciar aos utilizadores acesso simples, imediato e mais barato ao conteúdo que pretendem, não deixando de pagar às editoras e aos artistas cujo trabalho é inserido no catálogo oferecido. Criado em 2006 por Daniel Ek e Martin Lorentzon (na imagem seguinte) em Estocolmo, o serviço tem vindo a crescer e é hoje em dia um dos serviços online de maior popularidade no mundo.

Funcionalidades

Actualmente a aplicação está disponível para computador (Windows, Mac OS e Linux), para aplicações móveis (Android, OS X e Windows Phone) e até para consolas, como a mais recente versão da Playstation. As suas funcionalidades também podem ser acedidas pela Web.

Todas as opções estão acessíveis através de uma interface gráfica intuitiva para os seus utilizadores.

Os dados estão classificados por artista e por álbum como normalmente acontece. Outras opções como o número da faixa e a sua duração estão também associadas.

Destaca-se a existência de playlists que permitem a todos os utilizadores definirem e agruparem um conjunto de músicas à sua escolha, dentro do catálogo. As playlists também podem ser editadas por múltiplos utilizadores e podem ser alteradas depois da sua criação. Os utilizadores têm acesso às suas e às restantes listas que não sejam privadas e têm a possibilidade de as partilhar publicamente caso assim o desejem. O Spotify oferece também alguns canais de rádio temáticos que geram sequências aleatórias de música dentro de um determinada contexto.

O campo de pesquisa é uma ferramente poderosa que permite procura por qualquer palavra chave, podendo ser usados nomes de artista, de albúns, de playlists e utilizadores com quem esteja ligado pela componente social da aplicação.

Os artistas têm uma componente informativa associada onde os utilizadores podem consultar a sua biografia e alguns dados relativos às suas reproduções/seguidores no Spotify. Algumas sugestões musicais de acordo com o género musical são feitas.

No que diz respeito à componente social, os utilizadores podem seguir amigos ou desconhecidos que partilhem interesses semelhantes e têm a possibilidade de partilhar de listas e enviar mensagens. É possível também seguir os artistas para ter mais rápido acesso a todas as novidades. O perfil do utilizdor pode estar ligado ao seu perfil de Facebook.

A barra inferior mostra o progresso e a informação daquilo que o utilizador está a ouvir, enquanto as ferramentas de pesquisas continuam disponíveis nas barras superiores.

Novas funcionalidades têm sido acrescentadas e isso prova o constante inovar da empresa. Como exemplo, a aplicação disponibiliza todas as sextas feiras uma lista de reprodução específica para cada utilizador consoante aquilo que tem ouvido. É agora também possível ter acesso às letras das músicas.

Aceder a um tutorial de Spotify?

Tecnologia

O Spotify é um serviço distribuído na Internet, pelo que apresenta um sistema complexo que garante que os ficheiros sejam entregues a todos os utilizadores com o nível de qualidade a que estão habituados noutros serviços de música, ou seja, sem atrasos significativos nem interrupções. Para tal é necessário uma estrutura de distribuição e uma tecnologia de codificação e de compressão dos dados adequada. O sistema de armazenamento também apresenta elevada complexidade no sentido em que são necessários processamentos adicionais para, por exemplo, adaptar anúncios a utilizadores e para sugerir playlists. Ainda é importante notar que questões de segurança necessitam de ser tomadas em conta para evitar que as músicas sejam utilizadas fora do programa.

Assim, divide-se a tecnologia nos sequintes componentes e analisa-se de forma mais detalhada o seu funcionamento de acordo com a informação acessível publicamente:

• Arquitectura

Para além da habitual componente de servidores, responsáveis pelo stream na maior parte de aplicações semelhantes na Internet, a transferência dos ficheiros de áudio do Spotify é auxiliada por uma rede de peer-to-peer e pela cache local.



As últimas músicas reproduzidas por cada utilizador são guardadas na memória do mesmo automaticamente. Assim, caso mais tarde pretenda reproduzir os mesmos ficheiros, estes serão reproduzidos directamente da memória e não pela rede. Para além disso, partes das músicas que armazena serão transmitidas para outros utilizadores que a requiram por um modelo de transmissão peer-to-peer que alivia o tráfego que chega aos servidores do Spotify.

Assim, a aplicação do cliente tem a possibilidade de alternar o método de download da música. Recorrer aos servidores é visto como mais fiável, devido à maior largura de banda e menor atraso, e como necessário para transmitir os primeiros bytes de músicas novas e em casos de emergência em que seja preciso evitar que a reprodução da música seja interrompida.

Notícias recentes apontam para um progressivo abandono da utilização de redes de partilha por peer-to-peer devido à componente de servidores ter crescido o suficiente para responder com todo o conteúdo requisitado.

Ainda relativamente à transferência de dados, a aplicação do cliente antecipa as próximas músicas a ser reproduzidas, como as seguintes no álbum, e começa as suas transferências com alguma antecedência. Ainda assim, faz o prefetch com alguma moderação porque a probabilidade do utilizador fazer acesso aleatório para outras músicas é considerável.

Relativamente à arquitectura do serviço backend do Spotify, isto é, como são organizadas os recursos computacionais que estão projectados a armazenar e a responder aos pedidos dos utilizadores, esta caracteriza-se por subdividir as várias funções em dispositivos mais simples e autónomos.

Os servidores são implementados em data centers comuns e não em servidores próprios da empresa. As soluções actuais são as da Amazon, nomeadamente a Simple Storage Service (S3) e a Elastic Compute Cloud (EC2). As localizações dos quatro data centres actuais são Estocolmo, Londres, Ashburn e San Jose (notar que eram apenas 20 servidores em 2008). No entanto, o conteúdo estático vem normalmente das redes de distribuição de conteúdos (CDN) e apenas a componente dinâmica vem dos servidores, o que permite reduzir consideravelmente o atraso de propagação na entrega dos ficheiros.

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• Codificação

Os ficheiros de áudio são codificados usando Ogg Vorbis. Neste codificador são especificados vários padrões de qualidade desde o q-1 ao q10. Identificam-se as seguintes qualidades no Spotify, cada uma associada a um nível de maior ou menor compressão e, como consequência, a débitos médios diferentes:

• Aplicação para computador no modelo free: q5 - 160 kbit/s;
• Aplicação para computador com subscripção paga: q9 - 320 kbit/s;
• Aplicação móvel no modelo free: q2 - 96 kbit/s;
• Aplicação móvel com subscripção paga: q5 - 160 kbit/s;

Na rede de partilha, cada utilizador só pode partilhar ficheiros com utilizadores que usem os mesmos níveis de codificação do que eles.

Vorbis é um projecto para codificação com perdas (lossy) com características globais semelhantes ao MP3. Oferece também um modo de codificação transparente (sem perdas). Faz uso da MDCT (Modified discrete cosine transform) para converter as amostras para um domínio de frequência onde é feita uma análise ao nível do ruído. Quantificação vectorial e codificação entrópica fazem também parte do processo. Ogg é nome do formato de encapsulamento usado.

A grande vantagem deste codificador, para além de ser open source, é que não tem patente associada e, como tal, não apresenta custos adicionais para ser utilizado.

Saber mais sobre Vorbis ou Ogg?



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• Protocolos de Comunicação

Ao contrário do que habitualmente se vê nas aplicações de streaming na Internet, a aplicação Spotify faz uso do protocolo TCP. Regra geral, este protocolo oferece mais garantias e à camada de aplicação (modelo de camadas TCP/IP) e simplifica-a. O protocolo UDP é o mais visto noutras aplicações devido ao menor atraso e a ser indiferente a problemas de congestão na rede. Os débitos de transmissão de música são baixos o suficiente para não precisar dessas vantagens.

Cada cliente tem uma ligação TCP permanente com um servidor um servidor denominado “access point” que trata da autenticação e serviços relacionados, encaminhando para os serviços específicos. Por cima dessa ligação actua o protocolo proprietário e encriptado para trocar informação entre o utilizador e o ponto de acesso. Entre cada par de hosts existe também uma ligação TCP.

Dado que o procotolo TCP não oferece débitos constantes, as aplicações Spotify possuem buffers para armazenar o conteúdo que vão recebendo e métodos de estimar as condições de recepção de forma a atrasar o suficiente o começo da reprodução de música e evitar a indesejada experiência de músicas a parar involutariamente numa playlist.

Os protocolos de backend começaram por ser baseados em HTML mas neste momento é usada uma solução proprietária e optimizada ao tipo de funções que se chama HERMES e os seus detalhes não estão disponível publicamente.

Saber mais sobre TCP?



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• Sistema de Armazenamento

Todo o conteúdo (áudio, imagens e dados) que é recebido pelas editoras é convertido para os formatos suportados, sendo gerados os índices que são distribuídos pelos múltiplos serviços que precisam de ter acesso a eles.

Os ficheiros que guardam as informações dos utilizadores são guardados nas bases de dados Cassandra (inicialmente em sistemas PostgreSQL).

Para além das base de dados, um complexo sistema é responsável por gerir e catalogar a informação, em tempo real ou para análise posterior de toda a informação em conjunto, visto que o serviço oferece múltiplas oportunidades de interacção e sugestão de conteúdo.

O Apache Kafka consiste num cluster responsável por coleccionar registos (conhecidos por eventos log). Estes eventos são gerados serviços diferentes, como por exemplo a terminação da reprodução de uma música ou o terminar de um anúncio. O tratamento dos log pode ser feito de duas formas diferentes. Uma primeira consiste em guardá-los no Hadoop Distributed File System (HDFS) que interage com a ferramenta identificada como Apache Crunch. Esta última consiste num modelo de programação paralelizável que pretende organizar e distribuir de forma eficiente todos os dados que chegam aos servidores e definir, por exemplo,um histórico ao nível do utilizador e ao nível global da aplicação. A segunda opção é utilizar as ferramentas do Apache Storm para, juntamente com a informação proveniente das base de dados, processá-los num ambiente em tempo real, sobretudo ligado ao comportamento e perfil dos utilizadores. Uma solução como esta traz a possibilidade de oferecer conteúdos iterativos e personalizados. Como exemplo, sugestões baseadas no que já ouviu anteriormente, anúncios a ser reproduzidos, entre outras funcionalidades são usadas na interacção com o utilizador.





A figura acima, à esquerda, representa o que foi explicado e as ferramentas utilizadas. A figura da direita sumariza todo a arquitctura do sistema que é descrita.

Conhecer melhor os sistemas Apache?



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• Medidas de Segurança

O Spotify faz uso de um sistema de Digital Right Management que permite garantir às empresas com quem trabalha que os ficheiros que disponibiliza só são usados na aplicação e não fora dela.

Pouca informação tecnológica é disponibilizada publicamente pelos engenheiros da companhia sueca. Assim, recorre-se como exemplo ao serviço da Apple Music, o FairPlay, para exemplificar como habitualmente se processa.

O mecanismo utilizado, neste caso, é o de proteger os ficheiros com encriptação AES e fazer autenticação com um hash MD5. Existem, para tal, duas chaves. Uma faz parte do próprio ficheiro e a outra é guardada nos servidores e na própria aplicação, garantindo que os utilizadores não conseguem utilizar os ficheiros fora dela.

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Modelo de Negócio

O modelo de negócio do Spotify é um modelo Freemium, sendo assim o Spotify tem duas fontes de rendimento principais. A primeira é provem da publicidade existente na plataforma, a segunda são as subsrições pagas pelos utilizadores Premium. O objectivo deste tipo de modelo é atrair utilizadores através da componente gratuita do serviço e posteriormente convertê-los em clientes que pagam pelo serviço.

Neste momento o Spotify tem cerca de 75 milhões utilizadores activos sendo que 20 milhões pagam pelo serviço. Apesar destes números, a empresa tem registado fortes prejuízos devido à sua estratégia de rápida expansão

Royalties

Um dos principais passivos do Spotify são as royalties que têm de ser pagas aos detentores dos direitos da música que está na plataforma. A forma como as Royalties está ilustrada na figura em baixo

Críticas ao Modelo

O Spotify tem sido muito criticado por não pagar suficiente ao artistas. O facto de o Spotify cobrar uma comissão de 30% por cima do contracto que os artistas têm com as editoras e o elevado número de utilizadores não Preemium face aos subscritores Preemium, levam a que a receita final paga aos artistas seja insuficiente.

Este descontentamento levou mesmo alguns artistas tomar medidas extremas, como foi o caso da popular artista norte-americana Taylor Swift, que decidiu retirar a sua música da plataforma argumentando que o Spotify não valoriza a música ou os artistas.

Concorrência

Recentemente aparceram no mercado vários serviços alternativos ao Spotify, entre os mais populares encontram-se o Apple Music, Google Play Music, Aurous e Tidal.

A Apple e a Google oferecem serviços semelhantes ao Spotify a um preço ligeiramente mais elevado, contudo estas gigantes da tecnologia tem bases de clientes enormes relativas a outros produtos. Isto confere-lhes uma vantagem competitiva no que toca ao custo de aquisição de novos clientes.

O Aurous é uma plataforma gratuita semelhante ao Spotify mas não tem anúncios ou subscrições, isto é conseguido não pagando qualquer tipo de royalties aos artistas, não alojando conteúdos próprios e utilizando uma arquitectura peer-to-peer. Esta plataforma é no fundo uma base de dados de streams alojados noutros sites, entre estes o próprio Spotify. Alegações de que o conteúdo disponibilzado pelo Aurous era alojado por sites piratas, levaram a processos judiciais que levaram o criador da plataforma a indisponivilizar a mesma.

O Tidal é uma plataforma alternativa ao Spotify que faz streaming de música com alta fidelidade. Esta plataforma é suportada por inúmeros artistas de renome mundial, que são também acionistas da empresa, entre eles Jay-Z, Kanye West, Beyonce, Jack White, Daft Punk, Madonna entre outros.

Aspectos Legais e Sociológicos

Aspectos Legais

Um dos aspectos legais mais importantes para o Spotify é o direito de fazer stream de músicas cujo os direitos de autor pertencem a terceiros. Este direito é conseguido através do pagamento de royalties.

O facto de o valor pago por subscrição diferir de país para país, tem gerado alguma controvérsia entre subscritores Premium do Spotify. Cada país rege-se pelas suas próprias leis fiscais, entre estas, o pagamento de impostos sobre vendas. O Spotify, além de fazer as suas próprias vendas, contracta também serviços de consultoria e marketing, cujos preços variam por país. Estes factores levam-no a variar os seus preços em função do país em que está a operar.

O Spotify prevê que qualquer taxa regional adicional que seja cobrada pelos seus serviços se reflicta no preço pago pelo consumidor, por exemplo, a cidade de Chicago implementou recentemente uma “taxa de entretenimento” de 9% tendo como alvo serviços de streaming, sendo assim, qualquer subscritor na cidade de Chicago terá de pagar mais 9% pela sua subscrição.

Aspectos Sociológicos

Pirataria

O Spotify aparece como uma alternativa gratuita e legal à pirataria, com melhor qualidade de serviço e acesso fácil para o utilizador.A estratégia no combate à pirataria consiste em oferecer uma alternativa gratuita à pirataria, de forma a capitalizar os streams gratuitos através de anúncios e posteriormente tentar converter os utilizadores Free em utilizadores Premium. Desta forma espera-se reduzir a pirataria, contribuir para um aumento da legalidade no que respeita ao download de músicas e aumentar o reconhecimento de direitos de autor através do pagamento de royalties.

Segundo o Spotify, a existência desta plataforma como alternativa gratuita, legal e de melhor qualidade, tem favorecido um decréscimo notório nas diferentes faixas etárias.

Existem no entanto, fontes que contradizem este decréscimo de pirataria provocado pela existência de uma plataforma como o Spotify. Visto uma inexistência de fontes imparciais e a existência de muitos interesses financeiros em jogo, actualmente, é impossível determinar se a pirataria musical está a aumentar ou a diminuir e qual o impacto do Spotify neste aspecto social.

Componente Social

Spotify oferece ao utilizador a hipótese de se conectar à sua plataforma através de redes sociais como o Facebook, facilitando assim a interacção entre utilizadores. Os utilizadores podem seguir-se uns aos outros (follow), partilhar músicas (share) músicas, albums, playlits, entre outras funcionalidades na sua página pessoal do Spotify ou no facebook. Estas e outras funcionalidades podem ser compreendiadas na visualização do vídeo em baixo.

Futuro

The Echo Nest, empresa recentemente adquirida pelo Spotify num negócio avaliado em $100 milhões, divulgou o desenvolvimento de um projecto que proporciona ao utilizador “a melhor experiência musical no momento certo”, oferecendo ao ouvinte uma ferramenta que avalia e traça um perfil musical de cada utilizador de forma a fazer sugestões. O perfil de cada ouvinte tem por base os tipos de música que ouve, a frequência com que o faz e até se um utilizador evita/passa (skip) uma determinada música.

Recentemente, foi anunciado pelo Spotify a criação de uma funcionalidade que informa o ouvinte que concertos irão ocorrer na sua área de trabalho ou residência. Esta funcionalidade promete ser mais específica no tipo de informação que dispõe com a criação de perfis para cada utilizador.

Existe claramente uma vontade em melhorar a experiência individual de cada utilizador. Seja o Spotify ou qualquer um dos seu concorrentes, parece evidente que o streaming de música se posiciona como o presente e o futuro da música digital.

Sobre Nós

Somos um grupo de trabalho do Instituto Superior Técnico a frequentar a unidade curricular de Comunicação Áudio e Vídeo. Esta UC faz parte do Mestrado em Telecomuicações e esta página surge associada a um artigo de divulgação cujo objectivo era dar a conhecer um serviço/tecnologia, quer do ponto de vista técnico como do ponto de vista do modelo de negócio em que assenta.

Tiago Monteiro

tiago.monteiro@ist.utl.pt

Miguel Monteiro

miguel.monteiro@ist.utl.pt

João Franco

joao.s.franco@ist.utl.pt