Internet-TV. Grundlagen des Streamings

Inhaltsverzeichnis

1.Einführung

2.Die Grundlagen der Streaming - Technik 2.1 Websites für Streaming-Informationen

3.Die Datenübertragung

4.Die Verteilermechanismen für die Streaming-Technik
4.1 Unicast
4.2 Multicast
4.3 On –demand

5.Das Prinzip der Streaming-Technik

6.Die 4 Protokolle der Streaming-Technology
1.1 Protokoll: DAS NUTZDATENPROTOKOLL 1.2 Das Funktionsprinzip von RSVP
1.3 RSVP - Nachrichten
1.4 Das Soft State-Prinzip
1.5 Der Reservierungsmechanismus
1.6 Fazit: Zusammenfassung der Funktion von RSVP
2. Protokoll: DAS DATENTRANSFERPROTOKOLL 2.1 Wozu / Wofür wird das RTP benötigt ?
2.2 Aufgaben von RTP
2.3 Die Protokoll-Architektur
2.4 Anwendung: Einfache Audiokonferenz
2.5 Multiplexen mehrerer Medien
2.6 Mixer
2.7 Translator
2.8 Das RTCP Realtime Transport Control Protocol
2.9 Der Sender / Receiver Report ( SR / RR )
2.10 Die Source Description
2.11 Fazit: Zusammenfassung der Funktion von RTP
3.Protokoll: DAS STEUERUNGSPROTOKOLL 3.1 Verfahren von RTSP
3.2 Funktionsweise von RTSP
3.3 ASCII-Code zwischen Server und Client
3.4 Implementierung
4.Protokoll: DAS BESCHREIBUNGS- UND FORMATIERUNGSPROTOKOLL 4.1 Was ist SMIL im Vergleich zu HTML
4.2 SMIL und die Streamingtechnology
4.3 Wer hat SMIL entwickelt?
4.4 Welche Werkzeuge benötigt man für SMIL?
4.5 Welche Syntax besitzt SMIL?
4.4 Multimediaobjekte, Mediaelement und Formate
4.5 Integration von SMIL-Präsentationen in einer HTML-Seite
4.6 Weitere Informationen zur SMIL-Technologie

7.Hersteller von Streaming – Angeboten 7.1 Real Networks mit dem Real System
7.2 Microsoft mit der Windows-Media-Technologie
7.3 Appel mit QuickTime

8 .Schlusswort

9.Begriffsdefinitionen

10.Quellennachweise

1.Einführung

Die Zeiten, in dem das Internet noch ein reines Informations- und Kommunikationsmedium war sind vorbei. Es entwickelt sich mehr und mehr zu einer Unterhaltungsplattform. Fester Bestandteil hierbei ist die Videotechnologie. Die Streaming-Technologien machen das Internet zu einer Werbeplattform für den Consumer-Bereich. Jedoch sind sie für die breite Masse noch nicht ausgereift, denn dafür fehlen derzeit noch die erforderlichen Bandbreiten und leistungsfähige Videoserver ( Stand: 1999 ).

Man kann davon ausgehen, dass die Entwickler in den nächsten Jahren weitere Fortschritte bei den Komprimierungsverfahren machen.

Wollte man in der Vergangenheit über das Internet Musik-Tracks oder Video-Clips übertragen, so musste man erst die komplette Datei herunterladen, um sie anschließend mit einem Media Player abzuspielen. Das war zum einen sehr zeitaufwendig und zum anderen wusste man erst hinterher, ob sich der Aufwand gelohnt hat.

Mit Streaming-Verfahren ist es möglich, im World Wide Web Multimediadaten in Echtzeit zu übertragen. Derzeit haben sich drei Verfahren durchgesetzt ( RealMedia von RealNetworks; Windows Media von Microsoft; QuickTime von Appel ).

Klickt man auf einen Streaming Media-Link innerhalb einer Website dauert es nur wenige Sekunden, bis der zugehörige Media Player startet und die ersten Töne und Bilder produziert. Während der Übertragung werden ständig neue Daten nachgeschoben. Damit sind auch Live-Übertragungen von Radio- und TV- Programmen möglich.

2.Die Grundlagen der Streaming - Technik

Um vor allem Videodaten ruckelfrei zu übertragen, ist die zentrale Herausforderung für alle Anbieter von Streaming-Anwendungen die Reduzierung riesiger Datenmengen auf ein für die Übertragung im Internet erträgliches Maß. Um die Größe von Videodateien zu verkleinern, werden Komprimierungsverfahren verwendet. Die Reduzierung geschieht mit Hilfe sogenannter Codecs ( Co mpressor, Dec ompressor). Dabei handelt es sich um Software-Module, welche die Komprimierung auf Seiten der Anbieter ( Entwicklungstool ) vornehmen und auf Seiten der Clients die Inhalte wieder dekomprimieren. Sie regulieren den Datenaustausch zwischen dem Media Server und dem Media Player oder dem entsprechenden Browser Plug-in als Client.

Reine Videoinformationen werden mit speziellen Video - Codecs , Audio-Inhalte hingegen mit Audio- Codecs bearbeitet. Die verwendeten Codecs der einzelnen Anbieter betreffen lediglich den Datenaustausch zwischen Media-Servern und Client , nicht aber mögliche Importfunktionen, über die sich andere komprimierte Formate in den Entwicklungsprozess einbinden lassen.

Graphische Darstellung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Am Anfang der Streaming-Technology stehen die unterschiedlichen multimedialen Inhalte, wie Videos, Audiodateien ( oder auch Grafikinformationen ). Nach der Aufnahme der Daten erfolgt die Digitalisierung. Im nächsten Schritt kommen dann spezielle Kodierungsprogramme zum Einsatz, die aus den Quelldateien das eigentliche Streaming-File erzeugen. Das daraus resultierende Ergebnis lässt sich dann auf einem Media-Server oder einem herkömmlichen Webserver ablegen.

Dabei können 2 Probleme auftreten: a. schnelle Komprimierung / Dekomprimierung der Quelldateien

b. effiziente Verteilung über das Internet

2.1 Websites für Streaming-Informationen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.Die Datenübertragung

Die gegenwärtige Datenübertragung verläuft nach dem Store-and-foreward-Prinzip, d.h. die erforderlichen Daten liegen auf einem Server und warten darauf, von einem User abgerufen zu werden.

Normalerweise wird eine Datei, die über den Internet-Browser angefordert wird, auf die eigene Festplatte gespeichert und dann geöffnet wird. Bei der Streaming-Technologie ist dies anders.

Bei der Methode des Streamings ( englisch = Strom ) von Dateien werden die Daten nicht vollständig heruntergeladen, sondern von einem entfernten Computer in kleinen Datenpaketen häppchenweise zur Verfügung gestellt. Damit das funktioniert, muß auf dem Rechner, der die Inhalte anbietet eine Serversoftware installiert sein. Diese Serversoftware dient als Sender. Um dann an dem heimischen PC in den Genuß der Inhalte zu kommen, wird außer einem Standard Internet-Browser noch ein sogenanntes Plug-In ( englisch to plug = einstöpseln ) benötigt. Diese Software-Erweiterung erlauben dem Surfer, die Inhalte zu empfangen ( Ein Anbieter dieser Software ist Real Networks. ).

Die angeforderten Inhalte erscheinen bereits beim Übertragen bei dem Anwender. Man spricht daher auch von einer Echtzeitübertragung, da Daten ohne größere Zeitverschiebung auf dem Clienten-PC wiedergegeben werden können. Eines der größten Probleme bei derartigen Verfahren ist, das Echtzeitübertragungen / -anwendungen eine kurze Antwort- und Reaktionszeit sowie einen kontinuierlichen Datenstrom erfordern. Die Lösung dieses Problems bietet die Streaming-Media- Technology.

Hierbei setzten sich 3 Varianten durch:

- Real Media von RealNetworks - Windows – Media – Technology von Microsoft
- Quicktime von Appel

3.1 Fazit

Die Übertragung von Multimedia-Daten unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt von der Übertragung konventioneller Daten wie Mails oder Web-Seiten. Sie muss in Echtzeit erfolgen, d.h. der vom Sender ins Netz eingespeist Datenstrom muss beim Empfänger ohne Unterbrechung ankommen, um Aussetzer ( zum Beispiel im Videosignal ) zu vermeiden. Unterbrechungen im Datenstrom werden durch Verzögerungen oder Paketverluste verursacht, die auftreten, wenn im Netz nicht genügend Bandbreite zum Transport von Paketen zur Verfügung steht. Um Echtzeitdaten störungsfrei transportieren zu können, ist eine Reservierung entsprechender Bandbreiten auf dem Übertragungspfad notwendig.

Zudem werden die Multimediadaten im Gegensatz zu konventionellen Daten oft nicht Punkt-zu-Punkt übertragen, sondern zwischen mehreren Teilnehmern ausgetauscht ( bei Konferenzen ), die unter Umständen über unterschiedlich leistungsfähige Netzanbindungen und Hardware verfügen.

Um diese Probleme in den Griff zu bekommen wurden vier verschiedene Protokolle entwickelt, die im 6 Abschnitt erklärt werden.

4.Die Verteilermechanismen für die Streaming-Technik

Die Daten müssen zum Clienten übermittelt werden. Dafür existieren mehrere Möglichkeiten.

Die zentralen ( am häufigsten benutzten ) Verteilermechanismen sind Unicast und Multicast. Bei beiden ist der Client - PC, also der Endnutzer - PC, der passive Zuschauer. Er empfängt den Datenstrom und stellt in dar ( ähnliche wie beim Fernsehen oder Radio ).

4.1 Unicast

Die Daten werden von einem Server zu einem Client übertragen.

4.2 Multicast

Die Daten werden von einem Server zu verschiedenen Systemen in einem Rechnerverbund weitergeleitet. Vorraussetzung hierbei ist allerdings, dass die im Netzwerk betriebenen Router mit Multicast ausgestattet sind.

On –demand ( auf Abruf )

Es existiert eine aktive Verbindung zwischen dem Server und dem Clienten, wobei der User Verbindung zum Server initialisiert und den dort verfügbaren Content abruft.

5.Das Prinzip der Streaming-Technik

Durch Streaming können Audio- und Videodateien bereits während der Übertragung angehört bzw. angeschaut werden – vorrausgesetzt die Bitrate ist nicht höher als die Geschwindigkeit des ( Internet- ) Anschlusses. Man spricht daher auch von einer Echtzeitübertragung, da die Daten ohne größere Zeitverschiebung beim Clienten wiedergegeben werden können

Bevor das eigentliche Abspielen der Inhalte beim Clienten beginnt, wird ein Teil der Audio- oder Video- Daten heruntergeladen und zwischengespeichert ( sogenanntes buffering ). Dieser Teil liegt dann lokal auf dem Computer des Konsumenten und kann somit problemlos abgespielt werden. Während dieser zwischengespeicherte Teil angehört bzw. betrachtet wird, werden automatisch im Hintergrund bereits die nächsten Teilstücke heruntergeladen. Dadurch kann trotz langsamer oder manchmal verzögerter Verbindung oft ein kontinuierliches Abspielen erreicht werden. Während der Übertragung kann jederzeit zurück- oder vorgespult oder die Wiedergabe gestoppt werden. Diese Technik wurde für verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten optimiert ( 14, 4 Kbps, 28,8 Kbps, 33,6 Kbps etc ).

Für das Audio- und Video-Streaming gibt es unterschiedliche Datei- und Übertragungs-Formate ( siehe Real Media, Windows – Media – Technology, QuickTime ). Die jeweilige Abspielsoftware bzw. das passenden Plug-In kann von den Herstellern oft kostenlos gedownloadet werden. Häufig genutzt werden:

- VXtreme Web Theater

Videoclips können so mit anderen Elementen auf einer Webseite synchronisiert werden, auch mit Java Applets. Den Web Theater Client gibt es für Windows 95 / NT und funktioniert als PlugIn mit Netscape Navigator oder Microsoft Internet Explorer.

Bei der Installation wird man nach seiner E-Mail-Adresse gefragt; das Feld kann man aber leer lassen bzw. löschen, die Installation wird trotzdem durchgeführt. Nach der Installation muss der Computer neu gestartet werden - siehe auch VXtreme Homepage.

- RealAudio

Real Audio dient der reinen Tonübertragung. WIN 95 oder WinNT Benutzer sollten den 32-bit RealAudio Player verwenden.

- RealPlayer

Mit dem RealPlayer für Windows können live und on-demand "RealAudio" und "RealVideo" ohne Download-Verzögerungen abgespielt werden - siehe auch Real Homepage.

- WMA (Windows Media Audio)

Microsoft wirbt für sein Format mit dem Hinweis auf die Integration eines Systems, das die Rechte von Labels und Künstlern berücksichtigt: das so genannte Digital-Rights-Management- System (DRM). Laut Microsoft hatten bis zum März 2000 bereits 70 Firmen das WMA-Format lizenziert. Damit sei man auf dem Weg zu einem einheitlichen Standard für die Echtzeit- Übertragung von Audio und Video im Internet.

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