Wer vor zehn Jahren über die Integration von Ra-dio und TV sprach, galt als Träumer, der die technischen Grenzen ignorierte. Heute sind diese Visionen durch das Internet Realität geworden. Die Streaming-Media-Technologie bringt die bunte Multimedia-Welt auf den Desktop - so weit die Theorie.
In der Praxis jedoch scheitert das Streaming zumeist an unzureichenden Zugangsnetzen. Das In-ternet und seine technischen Mög-lichkeiten werden durch fehlende Bandbreite auf der letzten Meile ausgebremst, und neue Dienste wie Streaming Media lassen sich dort nur schwer realisieren. In den Unternehmen ist jedoch die Bandbreitenhürde gefallen; inno-vative Systemintegratoren nutzen dies zur Implementierung von Streaming-Services.
Internet-Fernsehen
Das Internet ist schon lange nicht mehr nur auf die bloße Da-tenübertragung ausgerichtet, son-dern fokussiert zunehmend auf die Übermittlung von Video- und Audioinformationen. Durch die Funktionen des "Online Broad-casting" werden Modenschauen, Rockkonzerte und ähnliche Ver-anstaltungen via Internet an Mil-lionen von Zuschauern gleichzeitig übermittelt.
Obwohl diese Technologie längst der Kinderstube entwachsen ist, erreicht die Qualität der emp-fangenen Bilder und Töne noch nicht das Format von Radio- und Fernsehübertragungen. Für die Übermittlung von qualitativ hoch-wertigen Videos über das Internet sind Millionen von Datenbits notwendig. Darüber hinaus erfor-dert das Streaming einen ver-zögerungsfreien Datentransport. Die derzeitige Überlastung im weltweiten Netzverbund lässt hier jedoch den Traum vom Fernsehen via Internet zerplatzen.
Mit schnelleren Übermittlungs-techniken ließe sich dieses Problem prinzipiell lösen. Der Ersatz der veralteten Kupferkabel durch Glasfaser und die dor-tige Datenübertragung nach dem DWDM-Prinzip (Dense Wave Di-vision Multiplexing) sorgen für eine drastische Bandbreitensteigerung, gleichzeitig erfordert das Ganze aber auch den vollständigen Austausch der vorhandenen Über-mittlungskomponenten. Diese um-zurüsten ist nicht nur teuer, son-dern benötigt auch lange Planungs- und Installationszeiten.
Streaming Media nur mit "virtueller Standleitung"
Das Streaming unterscheidet sich grundlegend von der traditionellen Store-and-Forward-Übermittlung im Web. Bei diesem neuartigen Verfahren werden - wie bei TV und Radio - vom Sender (Content-Ser-ver) die Informationen direkt an den Media Player übermittelt. Dabei findet im eigentlichen Sinne kein Dateitransport statt, sondern eine direkte Übermittlung von Multimedia-Inhalten an den Me-dia Player, der die ankommenden Daten sofort abspielt. Zwischen Content-Server und Media Player ist daher eine Art virtuelle Stand-leitung Voraussetzung.
Ganz anders verhält es sich bei der Übertragung von reinen HTML-Seiten. Hier werden die statischen Inhalte jeweils vollständig an den Browser des Nutzers übermittelt, bevor dieser die Daten benutzen kann. Selbst animierte Web-Objekte wie Bannerwerbung erfor-dern das vollständige Herunter-laden der Datei durch den Browser, bevor dieser das Programm oder das Objekt starten kann.
Streaming-Media-Inhalte werden hingegen vom jeweiligen Media Player sofort "verbraucht". Dieser muss also nicht warten, bis die komplette Datei bei ihm ange-kommen ist. Deshalb benötigt der Media Player auch während der gesamten Übermittlung des Streams eine permanente Ver-bindung zum Content-Server. Bei gleich bleibender Paketverzögerung erfordert das eine garan-tierte Bandbreite.
Ein Vergleich: Im Durchschnitt benötigt der Download einer text-orientierten Web-Seite nur sieben bis zehn Kbit/s Bandbreite. Die Verbindung ist nach dem Daten-transfer wieder vollständig ge-kappt, wodurch sie auch keine Bandbreite mehr in Anspruch nimmt. Die Übertragung von Videoinhalten erfordert dagegen - je nach Darstellungsqualität - eine konstante Bandbreite zwischen 300 Kbit/s und zwei Mbit/s, und das über die gesamte Download-Zeit hinweg.
Daher kann ein Media Player die empfangenen Daten nur so gut darstellen, wie es die Übertra-gungsqualität zulässt. Denn zwi-schen dem Content-Server und dem Media Player ist eine ver-zögerungsfreie Verbindung erfor-derlich. Die am Markt verfügbare Software wie Real Player von Real Networks, Microsofts Windows Media Player oder Apples Quick-time Player berechnen allesamt die Geschwindigkeit des Streams anhand der Download-Rate.
Bevor der Player mit der Dar-stellung der Informationen auf dem Bildschirm beginnt, hat er sich bereits einen entsprechenden Puffer angelegt und einen Teil des Streams zwischengespeichert. Ei-ne langsame Verbindung, über welche die Daten nun kontinu-ierlich fließen, bewirkt lediglich, dass die Anwendung erst nach einer relativ langen Phase der Zwischenspeicherung startet. Das Abspielen erfolgt dann in normaler Geschwindigkeit.
Eine Herabsetzung der Download-Geschwindigkeit während des Ab-spielens führt jedoch dazu, dass der Media Player die Daten im Zwischenspeicher vorzeitig auf-braucht. Fehlen dann Daten im Puffer, bricht der Player das Abspielen des Streams ab oder überspringt den fehlenden Ab-schnitt. Für den Benutzer führt dies zu einer unmittelbaren Ver-schlechterung der Audio- be-ziehungsweise Videoqualität: Die dargestellten Filmsequenzen wirk-en wie eine Aneinanderreihung von zusammenhanglosen Bildin-formationen - der Synchronismus von Bildern und Sprache geht verloren.
Einen Ausweg aus diesem Di-lemma bietet die Caching-Tech-nologie. Sie ermöglicht das Ab-legen von Streams auf lokalen Media-Servern in unmittelbarer Nähe zum eigentlichen Nutzer. Damit müssen die Web-Inhalte und Streams nicht mehr den langen und beschwerlichen Weg über die überlasteten Internet-Backbones nehmen; stattdessen wandern sie vom lokalen Media-Server direkt zum Client - und das in hoher Qualität.
Welche Inhalte auf dem Media-Server abgelegt werden, ent-scheidet der Netzverwalter je nach Neigung und Anforderung seitens der Nutzer. Hierbei bedient er sich der am Markt vertretenen Con-tent-Management-Systeme. Die ge-wünschten Streams befinden sich bereits im Provider-Netz und wer-den dem Nutzer ausschließlich über den Local Loop geliefert. Mögliche Engstellen im Internet und daraus folgende Verzöger-ungen gehören damit der Ver-gangenheit an.
Jetzt müssten nur noch die Ver-teilnetze im Local Loop genügend Bandbreite offerieren, und einer leistungsstarken IP-TV-Welt stün-de nichts mehr im Weg. Aber bei der Verfügbarkeit der schnellen Breitbanddienste auf der letzten Meile hakt es, und der Streaming-Markt tritt deshalb noch auf der Stelle.
In Deutschland kündigen zwar einige Carrier mit unterschied-lichen DSL-Technologien das Breit-bandzeitalter auf der letzten Meile vollmundig an, aber deren maxi-male Durchsatzrate wird nach wie vor - wohl aus tarifpolitischen Gründen - ausgebremst. Obwohl eine Nachfrage nach schnellen DSL-Verbindungen zweifellos vor-handen ist, verzögert sich die Installation immer wieder auf-grund der geringen Bereitschaft der Telekommunikationsmonopo-listen, ihre "Cash-Cow" ISDN zu schlachten.
Multimedia im Unternehmensnetzwerk
Dieser Bandbreitenengpass auf der letzten Meile führt dazu, dass sich Systemintegratoren und Appli-cation Service Providern (ASP) der Streaming-Markt im Geschäfts-kundenumfeld erschließt. Zu den wichtigsten Anwendungsbereich-en von Streaming in Unternehmen gehören Business-TV und Distance Learning. Die Integration von Text, Bild und Ton in moderne inter-aktive Medien verspricht System-integratoren Wachstumsraten und Kunden völlig neue Kommunika-tionsmöglichkeiten. Denn die Kon-taktaufnahme zu internen und externen Geschäftspartnern er-folgt via Streaming schneller, ziel-gerichteter, anschaulicher und vor allem einfacher.
Durch eine didaktische Aufbe-reitung der Inhalte findet der einzelne Nutzer leichter Zugriff auf die für ihn relevanten Daten. Dabei kann es sich um Vertriebs-, Service- oder Marketing-Informa-tionen handeln, aber auch um die kostenintensiven Bereiche der Schulung, Weiterbildung und In-formation von Mitarbeitern.
Integriert in die Arbeitsoberfläche eines Intranet können dann die Beschäftigten Videos "on demand" am Arbeitsplatz oder von zu Hause aus abrufen. Ferner ist es möglich, in diese Videos Querverweise, themenbezogene Links und Zu-satzinformationen einzubinden.
Von einfachen bis hin zu kom-plexen Informationsstrukturen - den Unternehmen stehen zahl-reiche Einsatzmöglichkeiten von Streaming Media offen:
- Angebotsorientiertes Konzept:
Der Mitarbeiter empfängt seine Informationen wie im tradition-ellen Fernsehen linear im Broad- oder Multicast-Verfahren. Der Sen-der muss in diesem Fall mit einer digitalen Studiotechnik ausgestat-tet sein, also mit entsprechenden Aufnahme-, Schnitt-, und Abspiel-geräten.
- Nachfrageorientiertes Konzept:
Der Empfänger bestimmt selbst - on demand oder live -, wann er die Informationen abrufen möchte. Das setzt in der Regel Server-basierende Netzstrukturen beim ASP voraus.
- Interaktives Konzept:
Hierbei kann der Empfänger direkt und interaktiv an einer TV-Dis-kussion teilnehmen oder den Rat eines Betreuers einholen. Als Rückkanal kommen hierfür Tele-fon, Fax, E-Mail oder Videokon-ferenzsysteme in Frage.
Was also vor zehn Jahren noch als Vision galt, stellt heute kein Problem mehr dar: Die Aus- und Weiterbildung von Mitarbeitern am eigenen Arbeitsplatz oder von zu Hause aus profitiert von der Verschmelzung der Computer-, Telekommunikations- und Medien-technologie. Durch das "Inter-active Distance Learning" bleibt der Lernvorgang nicht mehr auf die passive Aufnahme von Inhalten beschränkt, sondern gestaltet sich über weite Strecken wechselseitig und interaktiv. Hierfür gibt es eine Reihe unterschiedlicher Ansätze wie Computer Based Training, Classroom-TV und Web-gestützte Lernsysteme.
Dort ruft der "Schüler" die ge-wünschten Lektionen ab. Er ist da-bei online mit weiteren Unter-richtsteilnehmern und mit dem Tutor verbunden. Bei Fragen oder Schwierigkeiten ist dieser oder ein anderer hausinterner Experte nur einen "Mausklick" entfernt.
Außerdem lassen sich die aktu-ellen Lerninhalte ins Netz stellen. Gleichzeitig gestaltet sich das Vermitteln der Lerninhalte effi-zienter und interessanter, und die Kosten für Mitarbeiterseminare reduzieren sich. Die Internet-Tech-nologien führen somit zu einer In-dividualisierung der Informations-vermittlung.
Voraussetzungen für Tele-Learning
Allerdings stellt das Bereitstellen von komplexen Audio- und Video-funktionen im Web hohe An-sprüche an die Dateninfrastruktur des ASP. So reicht hier das klassische Internet als Daten-Backbone aufgrund der extrem unterschied-lichen Übertragungsraten und ineffizienten Transportfunktionen nicht aus.
Daher müssen die Service- und Netzprovider einen Balanceakt zwischen dem technisch mög-lichen und dem ökonomisch machbaren Lösungsansatz voll-bringen und die Engpässe in den Netzen umgehen. Hierfür gilt es für der Dienstleister, eine Reihe von technischen Problemen zu lösen - bezüglich der Aufbereitung der Inhalte, des Hosting der Streams und der Bereitstellung eines effizienten "Content Distri-bution and Delivery" (CDD)-Netzes.
Content Management wird immer wichtiger
Business-TV ist kein "Werksfunk mit bewegten Bildern" mehr, der Begriff steht heute für die Nutzung multimedialer Technologien zur internen und externen Unterneh-menskommunikation. Hier kommt es vor allem auf die Inhalte an.
Obwohl überall von Content ge-sprochen wird, hat man die diesem Begriff tatsächlich zustehende Bedeutung noch nicht erfasst. Der Markt für Content-Management ist so neu wie komplex, angefangen bei Lösungen zur Inhaltsproduk-tion über solche zu deren Dis-tribution bis hin zu Systemen, welche die Inhalte weiterver-arbeiten. Aus diesem Grund geht es für den ASP zunächst darum, sich um die Beschaffung der zu übertragenden Filmsequenzen und Lernvideos zu kümmern.
Als Mittler zwischen Content-Anbieter und Endanwender bieten "Content Sydicators" (Inhalts-makler) ihre Dienste an. Sie tragen Inhalte aus unterschiedlichen Quellen zusammen und kümmern sich um die Urheberrechte der Autoren. Das ist aber noch nicht alles: Auch die Herstellung der für den Nutzer spezifisch zuge-schnittenen Inhalte gehört zu den Kernkompetenzen eines ASPs.
Hierfür muss der Application Service Provider über entsprech-ende Kompetenzen verfügen oder sich diese über Partnerfirmen im Bereich der Aufnahme, Produktion und dem Encoding von Multi-media-Inhalten erwerben. In Zu-sammenarbeit mit seinem Kunden trägt er dann dafür Sorge, dass dessen Ideen optimal umgesetzt werden. Unter Umständen sind hierzu folgende Systeme zusätz-lich erforderlich:
- Studioumgebung:
Im Studio werden die synchronen und asynchronen Trainings-sendungen produziert. Man benötigt dazu eine Studioregie mit Video- und Tonmischpult, mit Zuspielern und Recordern. Alle Aufnahmedaten werden digitali-siert und auf Massenspeichern abgelegt.
- Schnittplatz:
Die auf der Festplatte abge-speicherten Videosequenzen wer-den mit Hilfe der speziellen Werk-zeuge nachbearbeitet, damit sie auch in anderen Formaten, etwa als Produktpräsentationen, Unter-haltungssendungen oder Multime-dia-Schulungen, einsetzbar sind.
- Encoding:
Um diese Filme auf der Client-Software (Real-, Windows-Media- oder Quicktime-Player) abspielen zu können, müssen die Daten an das jeweilige Streaming-Format angepasst werden. Mit Hilfe von "Streaming-Codecs" können Auf-lösung und Bildwechselfrequenz der Videodatei festgelegt werden. Für jede gewünschte Über-tragungsgeschwindigkeiten muss jedoch explizit eine spezifische Datei erstellt werden. Dies entfällt, wenn ein Video-Streaming-Ver-fahren zum Einsatz kommt. Hier passt sich die Datenübertragungs-rate dynamisch an die vom Client benötigte Bandbreite an.
- Trainingsraum:
Online-Schulungen benötigen na-türlich entsprechende Räumlich-keiten - sowohl für den Trainer als auch für die Trainingsteilnehmer.
Hohe Anforderungen an Hard- und Software
Für eine professionelle Business-TV-Lösung ist eine ausreichend dimensionierte Serverfarm samt passendem Massenspeicher zum Ablegen der On-Demand-Streams unentbehrlich. In Abhängigkeit von der Länge der Streams kann hier der Bedarf gleich mehrere Hundert Gigabyte Hosting-Space betragen.
Zum festen Bestandteil der Server-farm sollte ferner ein Content-Ma-nagement-System gehören. Diese Software hilft dem Netzverwalter beim Verteilen der Audio- und Video-Streams. Außerdem bietet die Software Werkzeuge zur Wah-rung von Urheberrechten (digital rights), Schnittstellen zur nutzer-bezogenen Abrechnung (Billing) und natürlich einen Zugriffsschutz (Autorisierung und Authentifi-zierung).
Abgewickelt werden die Business TV-Dienste über das bereits er-wähnte Content-Distribution-and-Delivery-Netz des ASP. Für die Streams benötigt der Kunde einen oder mehrere Caching-Server. Das Übermitteln und Ablegen der Da-ten auf diesen Streaming-Servern erfolgt über die bereits beschrie-bene Content-Management-Soft-ware. Mit Hilfe von Zusatzapp-likation lassen sich routinemäßige Arbeitsaufträge ausführen und Streams etwa zu bestimmten Themengebieten automatisch aus dem Internet abrufen.
Das lokale Abspeichern und Aus-liefern der Streams zu einem dem Nutzer physikalisch am nächsten liegenden Streamserver ist indes nur ein Teil der Lösung. Ruft der Anwender über seinen ASP ein Streaming-Video ab, erhält der Browser ein spezielle Datei vom jeweiligen Content-Server. Diese Steuerdatei startet den Media Player und gibt diesem die not-wendigen Verweise auf den Video-server, der die abgefragte Video-sequenz bereitstellt. Anschließend baut der Client eine Verbindung zum betreffenden Videoserver auf und bekommt den Stream per TCP/IP-Protokoll. Die Umleitung der ASP-Anfragen auf Content Server erfolgt mit Hilfe der "Frontend/Redirection"-Technik. Diese leitet die Verbindungen automatisch zum physikalisch am nächsten gelegenen Stream-Ser-ver, und die gewünschten Multi-media-Inhalte müssen nicht mehr den beschwerlichen und verlust-reichen Weg über Internet-Back-bones nehmen, sondern lassen sich auf kürzester Strecke in hoher Qualität übermitteln.
Neue Geschäftsfelder
Application Service Providern bietet das Streaming-Verfahren viel versprechende Geschäftsmo-delle. Damit lassen sich Lösungen, die in der Vergangenheit nur für Großunternehmen bezahlbar wa-ren, auch bei mittelständischen Kunden verwirklichen.
Durch die Kombination von Know-how und Erfahrung mit dem Anbieten zusätzlicher Services im Bereich der Infrastruktur und der Produktion erhält der ASP eine Gelegenheit zur raschen und kostengünstigen Realisierung von Multimedia-Projekten.
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*David Griffiths ist bei Info Libria für den Bereich New Business Development International verant-wortlich.