IPTV Pakete und Protokolle

IPTV Pakete und Protokolle: Das Wort IPTV kann in mehreren Zusammenhängen verwendet werden, zum Beispiel beim Posten von nutzergenerierten Videos im Internet, wie z. B. auf YouTube, oder bei milliardenschweren Investitionen der Telefongesellschaften, um einen Konkurrenten für Satelliten- und Kabelfernsehen zu schaffen. Unabhängig davon, ob die Anwendung einen 30-sekündigen Videoclip über das Internet liefert oder einen digitalen Film in Spielfilmlänge in HD ausstrahlt, die technische Basis von IPTV bleibt dieselbe: die Bereitstellung digitaler Videodaten über IP.

IP bildet eine gemeinsame internationale Sprache, die es einer Reihe von Geräten ermöglicht, überall auf der Welt über eine Reihe von physischen Medien zu kommunizieren, darunter Telefonkabel, Funkgeräte und Glasfaser. Es wurde jedoch nicht entwickelt, um zeitkritische Daten zu liefern, wie sie für die Echtzeit-Wiedergabe digitaler Videos erforderlich wären.

IPTV Pakete und Protokolle: Damit Broadcast-IPTV funktioniert, werden den IP-Netzwerken mehrere zusätzliche Protokolle und viel Bandbreite hinzugefügt. Die Verwendung von IP bietet mehr als nur eine Methode zur Bereitstellung digitaler Bitströme. Es bildet auch die Grundlage für Befehls- und Steuernachrichten, die es den Verbrauchern ermöglichen, Inhalte auszuwählen und auf bidirektionale Weise mit dem Dienstbereitstellungssystem zu interagieren. Während Fernsehsendungen passiv sind, kann IPTV interaktiv sein. Viele glauben, dass diese Interaktivität IPTV das Versprechen gibt, das Fernsehgeschäft zu verändern.

Dieser Artikel bietet eine Einführung in die Grundlagen der IP-Pakete und wie sie Mediendatenpakete zwischen Geräten übermittelt, sowie in einige der einschlägigen und fortschrittlicheren Protokolle, die IPTV zum Erstellen eines Fernsehdienstes verwendet.

Die IP-Pakete – IPTV Pakete und Protokolle

Die IP-Pakete ist eine Reihe von Kommunikationsprotokollen, die die Grundlage für die Netzwerkkommunikation bilden. Der Begriff Protokollstapel bezieht sich auf eine Reihe von Netzwerkprotokollen und die eigentliche Software, die diese Protokolle auf einem bestimmten Computer ausführt.

Während diese Protokollstapel speziell für jede Computermarke entwickelt oder zusammengestellt werden, haben sie einen gemeinsamen Satz von Protokollen zwischen den Schichten. Auf diese Weise kann ein Apple-Computer, auf dem OS X ausgeführt wird, mit einem IBM-Server kommunizieren, auf dem Linux ausgeführt wird, oder mit Hunderten von anderen Kombinationen. Die gemeinsame IP-Sprache zwischen diesen Computern beseitigt die Unterschiede in Betriebssystemen, Netzwerkverbindungen und Hardwarearchitekturen, einschließlich zentraler Verarbeitungschips.

IP-Pakete – von IPTV Pakete und Protokolle

Um eine digitale Nachricht zwischen zwei beliebigen Computern in einem Netzwerk zu senden, werden die Daten in Pakete aufgeteilt. Am Anfang jedes Pakets im IP-Header stehen zwei IP-Adressen: die Adresse des Quellcomputers und die Adresse des Zielcomputers. Diese einfache Anforderung ermöglicht die Bewegung von Daten durch das Netzwerk, von der Quelle über zwischengeschaltete Router und schließlich zu ihrem Ziel. Eine gute Analogie für IP ist das Versenden eines Briefes über eine Reihe von Postkarten. Der Brief wird in kleine Pakete aufgeteilt, und jedes Paket hat eine Quelladresse und die daran angehängte Zieladresse. Die Postkarten werden dann einzeln verschickt. (Siehe Abbildung 1.)

TCP und UDP – IPTV Pakete und Protokolle

IP definiert zwei Protokolle zum Senden von Nachrichten innerhalb von IP-Paketen. Transmission Control Protocol (TCP) ist ein zuverlässiges, verbindungsorientiertes Protokoll, das den Empfang und die geordnete Zustellung von Daten von einem Sender zu einem Empfänger garantiert. Wenn beispielsweise ein Paket nicht rechtzeitig ankommt und als verloren gilt, erhält der Absender eine Aufforderung, dieses Paket erneut zu senden. Unter Verwendung der Postkartenanalogie werden bei IP einige Postkarten dupliziert und einige gehen verloren. TCP ordnet die Postkarten wieder, wirft Duplikate weg und fordert die fehlenden an. Dies ist wichtig für die Bereitstellung von komprimiertem Digitalvideo, bei dem der Verlust eines einzelnen Bytes die Video- und Audioqualität beeinträchtigen kann.

Das User Datagram Protocol (UDP) hingegen ist ein verbindungsloses Protokoll, das die Daten bestmöglich an ihr endgültiges Ziel bringt. Für viele zeitkritische Echtzeitanwendungen, wie z. B. A/V-Streaming, wird häufig UDP anstelle von TCP verwendet. UDP minimiert den Overhead und wird nicht durch Netzwerkdatenverlust oder Verzögerungen beeinträchtigt. Im Gegensatz zu TCP ist UDP jedoch kein garantierter Transportmechanismus. Wenn ein Paket irgendwo auf der Leitung verloren geht, wird die Zielanwendung diese Daten einfach nie erhalten.

Warum sollte IPTV UDP verwenden, wenn Pakete verloren gehen können? Broadcast-IPTV-Dienste, die IP-Multicast verwenden, sind ein gutes Beispiel dafür, wie UDP gegenüber TCP bevorzugt werden könnte. Ein typischer MPEG-2-komprimierter Bitstrom kann Millionen von Bits pro Sekunde liefern, die in Tausenden von IP-Paketen enthalten sind. Das sendende Gerät sendet diese Tausende von Paketen gleichzeitig an möglicherweise Hunderte von Geräten in der Multicast-Gruppe. Wenn ein Paket verloren geht und von einem der Betrachter nicht empfangen wird, wäre es nicht sinnvoll, die Übertragung anzuhalten, während eine Anforderung zum erneuten Senden dieses fehlenden Pakets gestellt wird.

Unicast vs. Multicast von IPTV Pakete und Protokolle

IP ist in erster Linie ein Unicast-Protokoll. Es wurde entwickelt, um Botschaften aus einer Hand zu übermitteln de

Neben MPEG-2 und Komprimierungsverfahren der nächsten Generation wie AVC H.264 gibt es weitere Systemschichtstandards. Obwohl sich die Kapselungsmethoden geringfügig unterscheiden können, erfordern sie alle entweder eine starke QoS oder einen Overhead, um die rechtzeitige Lieferung von Medienpaketen sicherzustellen.

Zusammenfassung von IPTV Pakete und Protokolle

Die Bereitstellung von TV- und Filmdiensten über IP verspricht, fast alle Komponenten der Fernsehbranche zu revolutionieren. So wie das Internet die Art und Weise verändert hat, wie wir einkaufen, Nachrichten lesen und persönlich interagieren, könnten Fernsehdienste über IP die Art und Weise verändern, wie wir Fernsehunterhaltung in unser tägliches Leben integrieren. Jahrzehntealte Geschäftsmodelle können sich durch diese technologische Umstellung auf IPTV ändern.

Das Internet und die darin verwendeten Protokolle wurden nicht für die Bereitstellung von Multimedia-Inhalten in Echtzeit entwickelt. Die Sicherstellung der erforderlichen QoS über ein Netzwerk kann zusätzliche Protokolle und zusätzliche Bandbreite erfordern, um die inhärenten Beschränkungen von IP zu überwinden.