Wie funktioniert IPTV?
Beim traditionellen Fernsehen werden die Programme in Radiowellen umgewandelt und durch die Luft zu einer Dachantenne auf Ihrem Haus gestrahlt. Die Antenne wandelt die Wellen wieder in elektrische Signale um und Ihr TV-Gerät dekodiert sie, um Ton und Bild zu erzeugen (Satellitenfernsehen funktioniert auf die gleiche Weise, nur dass das Signal in den Weltraum und zurück gesendet wird, während Kabelfernsehen das Signal ohne Radiowellen direkt in Ihr Haus sendet). Wie unterscheidet sich IPTV?
Programmspeicherung
Live-Programme werden gestreamt, wenn sie produziert werden, aber aufgezeichnete Programme und Filme müssen so gespeichert werden, dass sie ausgewählt und bei Bedarf gestreamt werden können. Einige VOD-Dienste begrenzen die Anzahl der Programme, die sie zur Verfügung stellen, nicht, weil sie zu wenig Speicherplatz haben, sondern weil dies eine Möglichkeit ist, die Gesamtbandbreite ihres Dienstes und seine Auswirkungen auf das Internet zu begrenzen. (Wenn die BBC beispielsweise jedes Programm, das sie jemals produziert hat, auf ihrem iPlayer zur Verfügung stellen würde, der kostenlos genutzt werden kann, würde ein beträchtlicher Teil der gesamten britischen Internet-Bandbreite für TV-Seifenopern und Sitcoms in Anspruch genommen werden, was das Netzwerk für jede andere Art von Netzverkehr verlangsamen könnte.)
Vorbereitung der Programme
Zunächst muss das TV-Programm (entweder voraufgezeichnet oder live mit einer Videokamera aufgenommen) in ein digitales Format umgewandelt werden, das als Pakete über das Internet-Protokoll übertragen werden kann.Manchmal liegt das Originalprogramm bereits in digitalem Format vor, manchmal in Form eines standardmäßigen, analogen Fernsehbildes (bekannt als SD-Format), das ein zusätzliches Bit an Verarbeitung (Analog-Digital-Wandlung) benötigt, um es in ein digitales Format umzuwandeln.Bei den derzeitigen Bandbreitenbeschränkungen müssen Videos auch komprimiert (in kleinere Dateien umgewandelt) werden, damit sie reibungslos und ohne Pufferung (periodische Verzögerungen, die durch den Aufbau der ankommenden Pakete durch den Empfänger verursacht werden) übertragen werden können. In der Praxis bedeutet dies, dass Programme entweder im MPEG2- oder im MPEG4-Format kodiert werden (MPEG4 ist eine neuere Form der Videokompression, die eine höhere Qualität bei ähnlicher Bandbreite bietet und nur halb so viel Bandbreite für die Übertragung eines SD-Bildes benötigt wie MPEG2). Sobald das erledigt ist, muss Werbung eingefügt werden und die Informationen müssen verschlüsselt werden.
Streaming-Programme
Wenn Sie auf einer Website surfen, stellen Sie quasi eine temporäre Verbindung zwischen zwei Computern her, so dass einer Informationen vom anderen „saugen“ kann. Ihr Computer (der Client) zieht Informationen von dem anderen, in der Regel viel leistungsfähigeren Computer (dem Server) ab, indem er sich direkt mit einer IP-Adresse verbindet, die der Website entspricht, die Sie sich ansehen möchten. Der Client und der Server haben eine kurze, unregelmäßige Konversation, in der der Client vom Server alle Dateien anfordert, die er benötigt, um die Seite zu erstellen, die Sie sich ansehen. Server sind in der Regel so schnell und leistungsfähig, dass viele Clients auf diese Weise gleichzeitig und mit sehr geringer Verzögerung herunterladen können. Diese Art des gewöhnlichen Herunterladens zwischen einem Client und einem Server wird als IP-Unicasting bezeichnet (die meisten Webbrowser fallen in diese Kategorie).
IP-Multicasting
Beim Streaming (Abspielen von Programmen während des Herunterladens) belasten die Clients den Server jedoch viel stärker (und gleichzeitig), was zu inakzeptablen Verzögerungen und Pufferungen führen kann. Daher wird beim Streaming eine andere Art des Herunterladens verwendet, das so genannte IP-Multicasting, bei dem jedes Paket den Server nur einmal verlässt, aber gleichzeitig an viele verschiedene Ziele gesendet wird; theoretisch bedeutet dies, dass ein Server Informationen an viele Clients genauso einfach senden kann wie an einen einzelnen Client. Wenn also 1000 Personen das WM-Finale zur gleichen Zeit über das Internet verfolgen, empfangen sie Pakete mit gestreamtem Video von einem einzigen Server, die gleichzeitig an 1000 Clients mit IP-Multicasting gesendet werden. Wenn derselbe TV-Anbieter gleichzeitig eine Episode von Friends anbietet und einige der ursprünglich 1000 Personen beschließen, „den Kanal zu wechseln“, um die Folge zu sehen, wechseln sie effektiv von einer IP-Multicast-Gruppe zu einer anderen und beginnen, einen anderen Videostream zu empfangen.
Die weltweite Natur des Internets macht es schwierig, Informationen genauso zuverlässig von Ihrem Server an einen lokalen Client zu senden wie an einen Client auf der anderen Seite des Planeten. Deshalb verwendenIPTV -Anbieter oft synchronisierte, weltweite Netzwerke auf Servern, sogenannte Content Delivery Networks (CDNs), die „Spiegel“-Kopien der gleichen Daten aufbewahren; dann können Leute in den Vereinigten Staaten Programme von Mountain View, Kalifornien, streamen, während diejenigen in Europa sie von Frankfurt, Deutschland, bekommen.
IPTV-Protokolle
Wenn Sie ein Programm streamen, laden Sie es nicht wie eine normale Datei herunter. Stattdessen laden Sie einen Teil der Datei herunter, spielen ihn ab und laden währenddessen gleichzeitig den nächsten Teil der Datei herunter, der in ein oder zwei Augenblicken abgespielt werden kann. Streaming funktioniert, weil Ihr Computer (der Client) und der Computer, von dem er die Daten empfängt (der Server), sich darauf geeinigt haben, so etwas zu tun. Das Internet verbindet praktisch alle Computer der Welt erfolgreich miteinander, weil sie sich alle darauf einigen, auf die gleiche Art und Weise miteinander zu kommunizieren, indem sie vorher festgelegte technische Verfahren verwenden, die Protokolle genannt werden.Anstatt die gewöhnlichen, standardmäßigen, webbasierten Protokolle für das Herunterladen zu verwenden (technisch gesehen heißen sie HTTP und FTP), werden beim Streaming Protokolle verwendet, die für das gleichzeitige Herunterladen und Abspielen angepasst sind, wie RTP (Real-Time Protocol) und RTSP (Real-TimeStreaming Protocol). Beim Multicast-Streaming wird IGMP (IP Group Management Protocol; in Büchern und auf Webseiten wird das M gelegentlich durch „Membership“ ersetzt) verwendet, das es einem Server ermöglicht, an Mitglieder einer Gruppe von Clients zu senden (d. h. an viele Leute, die alle denselben Fernsehkanal sehen).
Verwaltete Netzwerke
IPTV über das öffentliche Internet zur Verfügung zu stellen, unterscheidet sich stark von der Bereitstellung über ein privates, verwaltetes Netzwerk, wofür sich viele IPTV-Anbieter letztendlich entscheiden werden: Durch die Kontrolle des gesamten Netzwerks können sie ein bestimmtes Maß an Qualität und Service garantieren. In der Praxis bedeutet dies ein hoch organisiertes, hierarchisches Netzwerk mit einem nationalen Büro, bekannt als Super Head End (SHE, wo Programme gespeichert werden und der gesamte Service koordiniert wird), das regionale Hubs versorgt, die Video Hub Offices (VHOs) genannt werden, die wiederum lokale Distributionsbüros bedienen, die mit Set-Top-Boxen in den einzelnen Haushalten verbunden sind.
Programme ansehen
Jeder, der einen Computer und eine Breitband-Internetverbindung hat, kann IPTV sehen, aber die meisten von uns wollen nicht auf einem plumpen Laptop-Bildschirm fernsehen. Deshalb wird die Zukunft des IPTV wahrscheinlich darin bestehen, dass die Zuschauer Set-Top-Boxen (manchmal auch STBs genannt) kaufen, die den Input von Ihrer Internetverbindung (entweder über ein Ethernet-Kabel oder Wi-Fi) empfangen, das Signal dekodieren und ein Bild auf Ihrem hochauflösenden Breitbildfernseher anzeigen.STBs sind im Grunde eigenständige Computer, die nur für eine Aufgabe programmiert sind: Pakete mit gestreamten Videos zu empfangen, sie zu entschlüsseln, sie in Videodateien (MPEG2, MPEG4 oder welches Format auch immer sie ursprünglich hatten) umzuwandeln und sie dann als hochwertige Fernsehbilder anzuzeigen.Apple TV funktioniert im Großen und Ganzen auf diese Weise. Es verwendet eine Set-Top-Box, auf der einfache Apps auf einem abgespeckten Betriebssystem (tvOS) laufen, das den Prozess des Videostreamings über das Internet verwaltet.
Foto: Ein typischer Dongle. Er verwandelt Ihren vorhandenen Fernseher in ein Streaming-Gerät und verbindet ihn über Wi-Fi und HDMI mit dem Internet.
Als einfache, kompaktere und viel unauffälligere Alternative zu einer Set-Top-Box können Sie einen so genannten Dongle verwenden, der ein bisschen wie ein USB-Flash-Speicherstick aussieht, aber einen sicheren Zugriff auf Internet-TV-Programme ermöglicht.Der Dongle wird in eine HDMI-Buchse (High-Speed, High-Definition Digital Video) Ihres Fernsehers gesteckt und verbindet sich über Wi-Fi mit dem Internet, um Fernsehprogramme, Filme und Musik direkt zu streamen. Einige Dongles sind völlig autark: Roku und Amazon Fire funktionieren auf diese Weise ohne die Hilfe eines Computers oder mobilen Geräts. Googles Chromecast ist ein wenig anders: In der Regel bringen Sie ihn mit Ihrem Computer, Tablet oder Smartphone (das quasi zur Fernbedienung wird) in Gang, danach streamt er Ihren Film oder Ihr TV-Programm direkt aus dem Internet.
Was ist der Unterschied zwischen einer Set-Top-Box und einem Dongle? Es ist ziemlich einfach: Ein Set-Top-System ist eine größere Box, die einen schnelleren Prozessor mit mehr Speicher enthält, so dass sie eine höhere Qualität der Videoausgabe liefern kann; das macht sie besser für Dinge wie Hochleistungsspiele. Einige Unternehmen wie Amazon und Roku bieten die Wahl zwischen einem einfachen, relativ teuren Dongle und einer teureren, höherwertigen Set-Top-Box.
Die Zukunft des Fernsehens?
Es gibt keinen großen Aufschrei der normalen Fernsehzuschauer für IPTV, obwohl das nicht ungewöhnlich ist, wenn es um neue Erfindungen und Innovationen geht; niemand kann etwas wirklich schätzen, das er noch nicht erlebt hat. Aber die große Popularität von VOD-Websites wie BBC iPlayer und zeitversetzte persönliche Videorekorder (PVRs) wie TiVO (und Sky+ in Großbritannien) deuten stark darauf hin, dass sich das Fernsehen zunehmend von breit angelegten Kanälen und starren Sendeplänen wegbewegen wird, hin zu enger fokussierten Pay-per-View-Programmen.
Allerdings wird die Verbrauchernachfrage nicht die Hauptantriebskraft beim Übergang vom Rundfunkfernsehen des 20. zum IPTV des 21. Jahrhunderts – zumindest nicht von Anfang an. In den letzten zehn Jahren hatten die traditionellen Telefongesellschaften angesichts der Konkurrenz durch kabelbasierte Wettbewerber keine andere Wahl, als sich als Informationsdienstleister neu zu definieren, die neben Telefondiensten auch Internetverbindungen anbieten. Kabelgesellschaften bieten bereits alle drei Dienste in attraktiven Paketen an; IPTV macht es möglich, dass Telefonanbieter und Rundfunkanstalten ihre Kräfte bündeln und miteinander konkurrieren.
Wer weiß, ob die Menschen auf lange Sicht Fernsehen, Telefon und Internet überhaupt noch als getrennte Einheiten betrachten werden, oder ob sie weiter konvergieren und verschmelzen?
Die Bereitstellung von IPTV klingt einfacher, als es sich in der Praxis erweisen könnte. Das größte Hindernis ist derzeit, dass zu wenige Haushalte über Breitbandanschlüsse mit ausreichender Kapazität verfügen, um einen einzigen hochwertigen TV-Stream zu verarbeiten, geschweige denn mehrere gleichzeitige Streams (wenn es mehrere Fernseher im selben Haus gibt). Die Aufrüstung gewöhnlicher Breitbandanschlüsse auf Glasfaser-Breitband, so dass sie Haushalte routinemäßig mit 10-100 Mbit/s versorgen, wird Zeit und erhebliche Investitionen erfordern. Solange das nicht der Fall ist, können IPTV-Anbieter keine Dienstqualität (oft als QoS oder manchmal auch als „Quality of Experience“ QoE bezeichnet) garantieren, die so gut ist wie die des über Kabel, Satellit oder über den Äther übertragenen Fernsehens. Latenz (Verzögerungen beim Eintreffen von Paketen) und Paketverluste sind schon bei VoIP-Telefonen (Voice Over Internet Protocol) ein Problem, das sich noch verschärft, wenn Video in Breitbandqualität in den Stream integriert wird. Da IPTV komprimierte Videoformate wie MPEG2 und MPEG4 verwendet, haben Paketverluste viel schwerwiegendere Auswirkungen als bei unkomprimierten Video- oder Audiostreams: Je höher die Komprimierungsrate, desto größer ist der Effekt, den jedes verlorene Paket auf das Bild hat, das Sie sehen.
Mit etwas Glück wird sich IPTV genauso durchsetzen wie das Breitband-Internet in den frühen 2000er Jahren: Damals fühlten sich immer mehr Menschen durch die Einschränkungen der Einwahlverbindung behindert, verlangten (und zeigten, dass sie bereit waren, dafür zu zahlen) eine höhere Breitbandqualität und sorgten so für genügend Einnahmen für die Telekommunikationsunternehmen, um ihre Netze aufzurüsten. Wenn die Zuschauer erst einmal den Komfort, die Kontrolle und die Interaktivität von IPTV kennengelernt haben, werden die Internetverbindungen mit höherer Bandbreite, die dies ermöglichen, mit Sicherheit folgen.
