Anforderungen von Video an die Infrastruktur

Bandbreite, Bits und Bytes

Wenn ein analoges Signal in ein digitales Signal umgewandelt wird (wie bei der Übertragung von Video- oder Tonsignalen), dann wird zur Durchführung dieses Prozesses ein so genanntes „Sampling“ (Abtasten) durchgeführt. Bei Musik-CDs erfolgt das Sampling mit 44.000 Abtastwerten pro Sekunde oder im Allgemeinen mit einem Abtastvolumen (Daten) von 5 MByte pro Minute Hörzeit.

Dasselbe Verfahren, wenn auch etwas komplexer, wird für Video verwendet. Der Unterschied besteht darin, dass die Daten in Form eines Rasterbilds in Bildpunkten übertragen werden. Der MPEG-Standard verwendet die so genannte verlustbehaftete Komprimierung. Das heißt, ein Teil des Bildes geht „verloren“, aber es verbleiben noch genügend Daten, damit das menschliche Auge das angezeigte Bild erkennen kann, denn das menschliche Auge fügt die fehlenden Informationen hinzu. Das Abtasten des Videos erfolgt in Segmenten. Das erste Bild (Frame), das so genannte Index-Bild, wird komplett übertragen und bei den verbleibenden Bildern werden nur die Veränderungen gegenüber dem Index-Bild übertragen.

Je größer die Komprimierung ist, desto größer wird die „Verlustrate“. In einem überlasteten Netzwerk können „Segmente“ auch außer der Reihe empfangen werden und es tritt ein Blockbildungs-Phänomen auf. Dies ist der Fall, wenn Pixel im Vergleich zum ursprünglichen Index-Bild offensichtlich falsch platziert sind und das Bild verzerrt ist.

Die Einspeisung von Original Videodaten (nicht komprimiert), die ein vollständiges Abtast-Verfahren durchlaufen haben, benötigt zum Erreichen von D1-Qualität eine Übertragungsgeschwindigkeit von 165 MBit/s. Die D1-Qualität ist eine Vollformatanzeige mit 720 x 480 Pixel gemäß den Vorgaben des Standardisierungsgremiums NTSC (National Television System Committee) und 720 x 576 Pixel für PAL (Phase Alternating Line). Es gibt zwei Möglichkeiten, die eingespeisten Daten zu komprimieren. Die eine Möglichkeit besteht darin, die Auflösung zu verringern, und die andere betrifft die Abtastrate. Wenn die eingespeisten Daten komprimiert sind, benötigt man – ganz unverkennbar – weniger Ressourcen, aber man muss infolge der Komprimierung Abstriche bei der Videobildqualität machen.

Erschwernisse und Hindernisse

Um Echtzeit-Video im Netzwerk zu installieren, muss sich das Netzwerk in einem ausgezeichneten Betriebszustand befinden. Datenverkehrsformer können dabei helfen, den Bild- und Sprach-Datenverkehr im Prioritätsbetrieb abzuwickeln, wobei das Quality of Service-Bit (QoS) verwendet wird. Alle IP-Header haben einen Abschnitt mit dem so genannten ToS-Byte (Type of Service). Die ersten Bits des ToS-Byte werden mit QoS-Informationen belegt. Durch die Priorisierung werden zeitempfindliche Datenpakete an die Spitze der Datenübertragung gesetzt. Diese Methode wird auch für VoIP-Netze (Voice over IP) genutzt.

Wie auch bei E-Mail werden die Unternehmen in der nächsten Zukunft auf diese Dienste immer mehr vertrauen. Die Aufrechterhaltung der Betriebszeit lässt sich dadurch jedoch schwerer realisieren, denn Netzwerke transportieren dann zusätzliche Datenlasten mit erhöhter Sensibilität in Bezug auf Quality of Service. Und für alle Anwendungen gibt es den kleinsten gemeinsamen Nenner, nämlich die Infrastruktur.

Eine leistungsfähige Infrastruktur mit großen Reserven sowie reichlich Bandbreite und Kapazität ist der wichtigste Einzelfaktor bei jeder Installation von aufeinander abgestimmten IP-Diensten. Noch vor fünf Jahren dachte keiner daran, dass Bedarf für 10-Gigabit-Übertragungen bestehen würde. Die Wirklichkeit ist, dass 10G da ist – und auch eingesetzt wird. Es ist durchaus sinnvoll die Infrastruktur eines Unternehmens mit dem nötigen Raum für Wachstum auszustatten.

Peter Breuer: Regional Director Central Emea bei Siemon

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