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IP-Distribution

Für die stetig anwachsende Beliebt­heit und Nutzung von nicht linearen Angeboten müs­sen wirtschaftlich tragfähige Lösungen gefun­den werden.

 

 

Der IP-Datenverkehr von ARD und ZDF für das Streamen von Audio- und Videobeiträgen ist in den letzten Jahren um ein Vielfaches gewachsen. Er erreicht inzwischen den Exabyte-Bereich. Trotz weiterhin fallender Preise werden damit erhebliche Kosten produziert. Eine Änderung dieses Trends ist auf Grund einer anhaltenden Wanderung der Nutzer vom traditionellen TV zu Streaming-Angeboten nicht abzusehen. Dazu kommen HbbTV-Endgeräte, UHD-Displays sowie neue immersive 360-Grad-Produktionen mit hohen Qualitätsanforderungen.

Um den Aufwand für die Vielzahl verbreiteter Endgeräte in wirtschaftlichen Grenzen zu halten, müssen geräteübergreifende, interoperable Kodier-Profile gefunden werden, die den bestmöglichen Kompromiss aus Qualität und technischer Reichweite darstellen. Das IRT arbeitet hierzu mit Endgeräte- und Encoder-Herstellern, sowie mit CDN (Content Delivery Network)- und Cloud-Anbietern zusammen und bietet herstellerübergreifende, kostenlose und öffentlich zugängliche Teststreams in allen Formaten. Zudem untersucht das IRT mögliche Einsparpotentiale alternativer IP-Distributionsmöglichkeiten auf der Basis verschiedener Caching-Lösungen beim Internet Exchange Point (IXP) oder beim Internet Service Provider (ISP) sowie mit Hilfe neuer Protokolle (WebRTC, Google Quic, SRT) für den Transport. Dabei werden neben technischen und ökonomischen Betrachtungen auch organisatorische, regulatorische und wettbewerbliche Fragen berücksichtigt. Im Vordergrund stehen die Zugangsoffenheit, die plattformübergreifende Nutzung und der Datenschutz für den Rundfunkteilnehmer.

Darüber hinaus leistet das IRT kontinuierlich technische Beratung für die Internetverbreitung des Rundfunks, bei den Mediatheken, für den ARD-Player und die Sicherung der Interoperabilität mit HTML5, HbbTV sowie Apps. Des Weiteren unterstützt es die Rundfunkanstalten bei der Einführung neuer Formate (1:1, 16:9) für neue Endgeräte (Apple TV 4k, Fire TV 4k, Android TV) und Dienste (Instagram, Facebook) im Format-Katalog der ARD. Der technische Fokus liegt dabei auf einer endgeräteübergreifenden Bespielung über MPEG-DASH und HLS, auf Basis einer gemeinsamen Segmentierung im Common Media Applikation Format (CMAF) für HbbTV, mobile Endgeräte und PCs.

Multi-CDN – Playerbasierte Verteilung auf alternative Server

Das IRT testet kommerzielle und offene Lösungen zur Lastverteilung vieler gleichzeitiger Stream-Abrufe von OnDemand-Inhalten.  Es arbeitet an einer playerbasierten Lösung zur dynamischen Verteilung von Streamabrufen (HLS, MP4, DASH) auf verschiedenen alternativen Hosts. Ziel ist es eine optionale, flexible Verteilung auf verschiedene Anbieter von Caching-Dienstleistungen bereitzustellen, um insgesamt Datenverkehr einzusparen, im Wettbewerb Kosten zu senken und die Robustheit der Auslieferung mit Hilfe mehrerer Streamquellen zu erhöhen.

Die vom IRT zusammen mit dasErste, WDR und SWR entwickelten Lösungen sollen sich nahtlos in bestehende Streaming-Workflows integrieren lassen und werden, soweit realisierbar, auch mit kommerziellen, am Markt verfügbaren Komponenten und Diensten kombiniert und getestet. Zudem werden Möglichkeiten der Interaktion mit anderen Multi-CDN Lösungen, wie beispielsweise EBU-Flow oder Cedexis geprüft.

Argos – Messung der Qualität von Internet Video Streams

Um eine hohe Qualität der Internet-Ausspielung der großen Anzahl von Audio- und Videoinhalten in den Mediatheken zu gewährleisten, entwickelt das IRT das playerseitige Monitoring-System Argos, welches die Wiedergabequalität im Endgerät erfassen und die korrekte Auslieferung End-to-End überwachen kann. So werden beispielsweise fehlerhafte Inhalte oder Probleme in der Übertragungskette zwischen Rundfunkanstalt und Teilnehmer identifiziert, um die Auslieferungsqualität der Videostreams zu verbessern. Argos ist plattformübergreifend, am Smartphone, PC und auch älteren HbbTV-Fernsehgeräten einsetzbar und ermöglicht das Monitoring aller gängigen Streaming-Formate für Live- und OnDemand-Angebote.

Argos wurde insbesondere nach geltenden Datenschutzrichtlinien für Deutschland und Europa zusammen mit den Anforderungen von ARD und ZDF entwickelt. Die erhobenen Daten werden bereits im Player vor der Übermittlung an den Argos-Clouddienst anonymisiert. Bei jedem Aufruf eines neuen Inhalts durch den Nutzer wird eine neue zufällige Argos-Sitzung gestartet.

ZUM Argos-Testzugang

AV-Streaming Testportal

Im AV-Streaming Testportal bietet das IRT fortlaufend neue Audio- und Video-Streams mit verschiedenen Medien-Kodierprofilen für PCs, Smartphones, Tablet-PCs und HbbTV-Geräten an. In einer einheitlichen Oberfläche werden für verschiedene Anwendungsfälle (Testcases) als Progressiver Download oder adaptiv für MPEG-DASH, Apple HLS, fragmented MP4 bzw. CMAF in verschiedenen Kodierungen (AV1, VP9, H.264, H.265, HE/AAC, E/AC3), Containerformaten (MP4, MPEG-TS) und Auflösungen (SDTV, HDTV, UHD/2180p , 576i, 720p, 1080i, 1080p, 50Hz…) sowie Seitenformaten (16:9, 1:1, 9:16) und verschiedenen Farbvarianten (HDR, SDR,  HLG10, PQ10, SDR10) ohne Zugangshürden zum Download und zur Offline-Benutzung bereitgestellt.

Somit besteht eine einfache Möglichkeit für Rundfunkanstalten, Hersteller, Dienstanbieter und interessierte Benutzer, die Wiedergabefähigkeiten ihrer vernetzten Endgeräte mit unterschiedlichen AV-Kodierungen zu testen. Alle Kodierparameter können eingesehen und verglichen werden. Dieselben Elementardatenströme zu Audio- und Video sind in verschiedenen Containerformaten jeweils einzeln sowie als adaptive Videosets und Audiosets abrufbar, sodass am selben Endgerät die Weidergabe-Fähigkeiten beider Transportvarianten geprüft werden können. Zur Bewertung der Interoperabilität im jeweiligen Browser wird darüber hinaus eine Auswahl mehrerer, webbasierter Mediaplayer einschließlich des in der ARD gebräuchlichen ARD-Players, angeboten.

Spezielle Testsequenzen ermöglichen eine einfache Sichtprüfung wichtiger Kriterien wie Safe Area, Framerate, Interlaced Modes, Timecode, Overscan, Audio-Kanalbelegung usw. zu der vorliegenden Übertragungskette. Die hierin vorliegenden Streams spiegeln unter anderem die in der ARD jeweils gültigen Kodiervorgaben der Mediatheken wieder. Da die Tests laufend aktualisiert werden und die verfügbaren Parameterprofile die Fähigkeiten vieler Endgeräte übersteigen, sind auch fehlgeschlagene Wiedergabeversuche als Testergebnis zu betrachten.

Folgende Freeware kommt beim Encoding der meisten Testcases zum Einsatz: GPAC MP4boxVideoLAN x264ffmpegx265DASH.js, MediaInfoBITMOVIN und video.js. Anlässlich der Zusammenarbeit mit GPAQ steht eine HbbTV 1.5-konforme Segmentierung für MPEG-DASH in MP4box zur Verfügung. Zu allen Streams, welche mit Open Source Software erstellt wurden, können die vollständigen Logfiles eingesehen sowie die jeweils komplette lauffähige Kommandozeile entnommen werden. Damit ist eine vollständige Transparenz aller Teststreams sowie die uneingeschränkte Nachprüfbarkeit des gesamten Workflows gegeben.

Zum Testportal

Ihre Ansprechpartner

Martin Schmalohr
Projektleiter
Project Manager
Tel. +49 (0)89 32399-250