Потоковое мультимедиа

Центр потокового воспроизведения ZDF в Майнце

Потоковое мультимедиа (буквально от английского : поток или потоковая передача мультимедиа ; или: потоковая передача мультимедиа ) относится к одновременной передаче и воспроизведению видео- и аудиоданных по компьютерной сети . Сам процесс передачи данных называется потоковой передачей, а передаваемые ("потоковые") программы в виде живого потока или просто потока вызываются. Потоковое мультимедиа, запущенное через WWW или HTML , также называется веб-радио или веб-телевидением . В отличие от загрузки (« загрузка »), целью потоковой передачи является не создание копии мультимедиа для пользователя, а прямой вывод мультимедиа, после чего данные удаляются.

Воспроизведение программ в прямом эфире обычно отличается от классического вещания . При одновременной передаче радио неопределенному количеству получателей ( широковещательная передача ) это происходит при потоковой передаче в основном с прямым подключением между серверами отправителя и клиентом каждого пользователя. Распространение часто происходит через потоковые порталы и медиа-библиотеки в Интернете .

По оценкам в 2019 году, потоковое видео обеспечивает 80% роста мирового трафика.

история

Потоковое мультимедиа существует с середины 20 века. В течение первых нескольких десятилетий был достигнут незначительный прогресс, потому что технология была дорогой, а возможности компьютерного оборудования были ограничены.

В конце 1980-х годов компьютеры стали достаточно мощными, чтобы отображать самые разные мультимедиа . Основными предпосылками для приема потоков были мощный процессор и достаточная пропускная способность шины (сети) для требуемых скоростей передачи данных.

В конце 1990-х годов были доступны более высокие скорости передачи данных, а также облегчился доступ к Интернету . Существовали также стандартные протоколы и форматы , такие как семейство протоколов Интернет и HTML . Интернет был коммерциализирован . Эти достижения в компьютерных сетях в сочетании с мощными ПК и современными операционными системами сделали потоковое мультимедиа возможным для обычных пользователей. Впервые услуги по запросу, такие как YouTube или «медиабиблиотеки» от отдельных телевизионных станций, были доступны для широкой аудитории, потоковое вещание ( Интернет-радио и телевидение ) зарекомендовало себя , и, особенно в корпоративном секторе, другие области Приложение появилось с видеоконференциями и видеотелефонией .

В настоящее время появляется все больше и больше предложений и новые протоколы потоковой передачи, такие как протокол Microsoft Media Server (MMS) и протокол потоковой передачи в реальном времени (RTSP), а также улучшено качество изображения и звука.

программное обеспечение

Чтобы иметь возможность использовать предложения потокового мультимедиа, на принимающей стороне требуется специальное программное обеспечение . Это может быть плагин , интегрированный в веб-браузер , но он также может быть автономной программой воспроизведения. Первый вызывается автоматически, как только запрашиваемая страница содержит данные потокового мультимедиа . Эти плагины и плееры обычно предлагаются бесплатно, в отличие от потоковых серверов, которые отправляют данные.

Существует множество различных конкурирующих технологий потокового мультимедиа . Наиболее известные представители:

Форматы аудио и видео контейнеров

ПО и серверы для потоковой передачи

Скорость передачи данных

Типичные скорости передачи выходных данных :

  • Аудио : в основном в диапазоне от двух до трех цифр кбит / с
  • Видео : от нескольких сотен кбит / с до нескольких Мбит / с (с предложениями Triple Play )

Типичные доступные скорости передачи данных:

Поскольку воспроизведение данных должно происходить одновременно с приемом, должна быть доступна достаточная скорость передачи данных. Необходимо, чтобы скорость передачи данных, доступная для передачи, была больше, чем скорость передачи данных, используемая для потоковой передачи. Поэтому передаваемые аудио- и видеоданные всегда сжимаются . В большинстве случаев контент сжимается с потерями, так как это единственный способ получить передаваемый объем данных за единицу времени ; Кроме того, коэффициент сжатия намного выше, чем у сжатия без потерь без какой-либо заметной потери качества.

В проигрывателе мультимедиа используется буфер для компенсации разного времени прохождения пакетов данных в сети и предотвращения связанных блокировок . Поэтому воспроизведение также немного задерживается, обычно на 2-6 секунд. Если этого буфера недостаточно, некоторые медиаплееры будут динамически его увеличивать.

Поскольку видеоданные обычно имеют более высокую скорость передачи данных, чем аудиоданные, здесь требуется гораздо более сильное сжатие.

При таком же типе сжатия качество снижается со скоростью передачи данных, до которой должен быть уменьшен поток данных. Таким образом, видимое и слышимое качество потока в значительной степени зависит от следующих факторов:

  • тип и качество сырья
  • используемый метод сжатия
  • скорость передачи данных, которую можно использовать для передачи, которая обычно ограничивается доступом в Интернет .

разновидность

Трансляция по запросу

  • Данные передаются от сервера к клиенту по сети.
  • Воспроизведение происходит во время передачи.
  • Для непрерывного воспроизведения необходима промежуточная буферизация.
  • В принципе, есть возможность перемотки вперед, назад и паузы.
  • Протоколы: HTTP , FTP

Прямая трансляция

  • Предоставление оферты в реальном времени
  • Протоколы: RTP , RTCP , RTSP , SIP , SRT
  • Особая форма: Телефонная трансляция (рассылка через телефонный сервер)
  • Быстрая перемотка вперед возможна только к текущей текущей позиции; Пауза и перемотка в порядке. A. возможно как в потоке по запросу.

Потоковое мультимедиа в образовании

В последние годы системы записи лекций становятся все более популярными в Европе.

Различают два разных типа записей:

  • Аппаратная запись (Sonic Foundry): есть аппаратный стример, через который источники подключаются и записываются. Этот вариант простой, но дорогой.
  • Программные решения (Camtasia, Lecturnity и т. Д.): Программное обеспечение устанавливается на компьютер для презентаций, и презентация записывается таким образом. Этот вариант недорогой, но необходима постобработка.

Номера пользователей в Германии

Видео трансляция

Согласно опросу, проведенному в 2020 году, 83 процента всех немецких интернет-пользователей в возрасте от 16 лет и старше хотя бы время от времени смотрят видео в потоковом режиме. В 2019 году это было всего 79 процентов. 53% пользуются платными услугами видео по запросу.

Потоковое воспроизведение музыки

Согласно опросу, проведенному в 2020 году, 76 процентов интернет-пользователей в возрасте 16 лет и старше в Германии хотя бы время от времени слушают музыку через потоковые сервисы. Каждый четвертый (24 процента) пользуется платными предложениями потоковой передачи. Это позволило потоковому аудио получить дальнейшую популярность: в 2019 году только 72 процента интернет-пользователей в возрасте 16 лет и старше в Германии слушали музыку через потоковые сервисы, причем две трети из них - ежедневно. Каждый пятый человек не только использовал бесплатные предложения в 2019 году, но и платил за потоковую передачу музыки.

Проблемы

Трафик и емкость сети

В то время как классические радиослужбы ( радио , телевидение и т. Д.) Стремятся к как можно большему диапазону с минимально возможными затратами энергии и других ресурсов (со стороны вещателя) и текущего, конкретное количество зрителей для вещателя не имеет ( прямое) влияние на затраты, стриминг -Медиа предлагает с растущим числом участников дороже для отправителя (напрямую), потому что данные должны отправляться каждому получателю индивидуально. В области сетевых технологий , то групповой режим , как известно, в котором поток данных от потокового сервера могут быть отправлены различным получателям одновременно с низкой нагрузкой сети, но это по - прежнему практически не используется , поскольку многие маршрутизаторы в сети Интернет не поддержите это. Вместо этого для потоковой передачи предложений с массовой аудиторией ( например, трансляций Бундеслиги или поп-концертов) используются так называемые оверлейные сети, которые с точки зрения топологии сети делают данные, которые будут передаваться во многих местах одновременно, - таким образом, как можно ближе к соответствующему получателю.

Качество изображения и звука часто может быть довольно низким. Б. для обеспечения плавного переноса на мобильные устройства. С этой точки зрения использование потоковой технологии для контента, который не зависит от передачи в реальном времени (например, трейлеров ), представляется весьма сомнительным.

Большой объем данных может привести к высокому использованию пропускной способности сети в часы пик. Во время пандемии COVID-19 высокий уровень потокового видео угрожает перегрузить сети передачи данных, поэтому правительства, а также интернет-провайдеры призывают к экономному использованию и, при необходимости, угрожают ограничить услуги. Затем провайдеры Netflix и Youtube согласились временно снизить битрейт своих видео, согласившись при этом на снижение качества изображения.

потребляемая мощность

Энергия, необходимая для потоковой передачи, состоит из фермы серверов, передачи в сети и конечного устройства. Соответствующая доля в глобальном потеплении зависит от структуры энергоснабжения, используемой для производства электроэнергии. Согласно исследованиям 2019 года, в зависимости от конечного устройства (и качества потока) для потоковой передачи должно использоваться от 80 до 220 Вт электроэнергии. Эти значения совпадают с данными исследования 2020 года. Согласно ему, один час потоковой передачи видео по стационарной сети в разрешении SD на 65-дюймовом телевизоре требует около 280 ватт-часов энергии и 370 ватт-часов на том же устройстве. в разрешении HD. С другой стороны, для потоковой передачи видео на смартфон или планшет требуется всего 65 или 75 ватт-часов энергии в разрешении SD.

Поскольку на оконечное устройство приходится значительная часть энергопотребления телевизоров с большим экраном, наземное, кабельное или спутниковое телевидение также связано со значительным потреблением энергии.

«Частый случай просмотра в HD качестве в фиксированной сети приводит к образованию от 100 до 200 граммов CO 2 в час при сегодняшнем балансе энергопотребления . Это сравнимо с проездом километра на машине с двигателем внутреннего сгорания. Соответственно, выбросы CO 2 при просмотре видео в Интернете низкие по сравнению со многими другими видами досуга ».

- Доктор. Влад Константин Короамэ, ETH Zurich; Доктор Ральф Хинтеманн и Саймон Хинтерхольцер, Институт инноваций и устойчивого развития Borderstep gGmbH; Доктор Стефан Арбановски, Fraunhofer FOKUS : Публикация «Устойчивость потоковой передачи и компания», Bitkom e. V, 2020

Выбросы парниковых газов

В выбросов парниковых газов , когда потоковое видео происходит в центре обработки данных, сети связи и на конечного потребителя. Выбросы парниковых газов для центра обработки данных в Германии составляют 1,45 грамма эквивалента CO 2 за час потоковой передачи видео с качеством HD. Эта стоимость складывается из работы сервера, системы хранения, сети и инфраструктуры; наибольшая доля приходится на серверы и инфраструктуру.

Выбросы парниковых газов в телекоммуникационной сети зависят от используемой среды передачи и расстояния между конечным потребителем и центром обработки данных. Если передача из центра обработки данных в Германии осуществляется через оптоволоконную сеть ( оптоволокно FTTH до дома ) конечному потребителю, дополнительно 0,55 грамма эквивалента CO 2 за час потоковой передачи видео в качестве HD , передача по проводной широкополосное соединение ( высокоскоростная цифровая абонентская линия VDSL ) требует дополнительных 2,55 грамма эквивалента CO 2 . Если поток передается по сотовой сети, есть дополнительные 3,55 грамма для сетей 5G , 11,55 граммов для сетей 4G ( долгосрочная эволюция LTE ) и 88,55 граммов эквивалента CO 2 для сети 3G ( универсальная система мобильной связи UMTS ).

Выбросы парниковых газов у ​​конечного потребителя зависят от используемых устройств и, помимо устройства отображения (телевизор, ПК или смартфон), могут также включать маршрутизатор и другие сетевые технологии и устройства. Институт Borderstep предполагает, что потребление энергии смартфоном составляет 5 ватт-часов, что при 468 граммах эквивалента CO 2 на киловатт-час немецкой электроэнергетической системы в 2018 году соответствует дополнительным 2,34 грамма эквивалента CO 2 . Для 65-дюймового телевизора с потреблением 150 ватт-часов необходимо дополнительно 70,2 грамма эквивалента CO 2 .

Ограниченные пользовательские функции

Различные поставщики контента также используют потоковую технологию, чтобы даже технически подкованные конечные пользователи не могли постоянно сохранять полученные данные. Сохранение потока, передаваемого через HTTP, возможно с помощью специального программного обеспечения (например, MPlayer ), но это может быть затруднено другими мерами, такими как DRM. В результате контент должен перезагружаться каждый раз, когда он снова потребляется, что вызывает ненужную повторную передачу данных с сервера пользователю.

Конкуренция на рынке иногда также ставит клиентов в невыгодное положение. Например, Amazon прекратил продажу продуктов Google Chromecast или Apple TV с 2015 года .

Правовые вопросы

При потоковой передаче данные не хранятся постоянно на устройстве конечного пользователя, поэтому постоянная копия не создается, а объект данных никогда не становится полностью доступным, например, при загрузке в файл. Это единственный способ просмотра потокового мультимедиа на конечных устройствах, на которых недостаточно места для полной загрузки файла, например Б. многие смартфоны или простые планшеты . Если имеется достаточно места для хранения, в некоторых случаях пользователь может обойти это с помощью дополнительного программного обеспечения; многие провайдеры пытаются усложнить хранение данных или предотвратить его. Является ли это препятствие или, с другой стороны, хранилищем «злоупотреблением» технологией потоковой передачи, оспаривается: если данные состоят из музыкального репертуара GEMA , поставщик даже обязан предотвратить хранение в максимально возможной степени. С точки зрения автора, потоковая передача может рассматриваться как средство презентации его работ и при этом технически сохранять способность контролировать использование и зарабатывать деньги от использования его работ ( цифровое управление правами DRM).

Традиционно права на публикацию контента часто продаются с ограниченной зоной распространения создателями контента потоковым сервисам, например, только для определенной страны. Благодаря всемирной возможности подключения к Интернету, в принципе, пользователь может получить доступ к контенту из любого другого места. Сложно проверить, используется ли, например, музыкальный канал, распространяемый через Интернет, только в той стране, в которой оператор купил права. Возникающие в результате правовые проблемы практически не обсуждались, и почти не существует эмпирических ценностей в форме судебных решений или законов.

В декабре 2005 года у GEMA еще не было модели вознаграждения за веб-телевидение (потоковое телевидение). Таким образом, временно взималась единовременная выплата в размере 30 евро в месяц.

Между тем, GEMA приняла модель вознаграждения «провайдеров веб-телевидения», которая предусматривает колебание в зависимости от музыкального содержания. Как описано в форме, с точки зрения GEMA, веб-телевидение - это передача движущихся изображений в последовательности, составленной оператором, на которую пользователь не имеет никакого влияния. Это означает, что почти все интернет-телеканалы выпадают из области действия этого соглашения, поскольку архив для поиска «видео по запросу» уже вывел станцию ​​из определения GEMA.

В июне 2014 года Европейский суд постановил, что потоковая передача исключена из Европейской директивы об авторском праве, поскольку данные, загружаемые в компьютер, были «временными, изменчивыми или сопутствующими и являлись неотъемлемой и существенной частью технического процесса». Простой просмотр работ, защищенных авторским правом, в веб-браузере или через потоковый клиент не является правонарушением. Тем не менее, Европейский Суд также постановил, что нарушение закона может иметь место, если поток поступает из явно незаконного источника. Таким образом, простой просмотр не является правонарушением только в том случае, если лицо, устанавливающее поток, не нарушает авторских прав сам или если это, по крайней мере, не распознается зрителем.

С новым постановлением Европейского парламента и Совета Европы, которое вступит в силу в 2018 году, подписки на потоковую передачу должны быть доступны на всей территории Европейского Союза. Подписка в одной стране ЕС должна быть доступна и в других странах ЕС, но только для «временного» пребывания за границей. Чтобы не считаться местным провайдером в соответствующей зарубежной стране, поставщики потоковых услуг могут выбрать в качестве механизма контроля и определить, должны ли клиенты предоставлять свои платежные и налоговые данные, почтовый адрес и IP-адрес своей страны проживания в ЕС, для пример использования видео по запросу -Offers.

Смотри тоже

литература

  • Анна Бон: Сосредоточьтесь на потоковом видео - передовица. В: Библиотечные исследования и практика, 2020; 44 (3), стр. 309-312. DOI: 10.1515 / bfp-2020-2053 . Сервер предварительной печати eDoc HU Berlin: DOI: 10.18452 / 22111 .
  • Себастьян Брюггеманн: Стриминг - современное медиа-потребление и уголовная ответственность . В: Юридические исследования и экзамены . 2013, стр. 285-301 ( zeitschrift-jse.de [PDF; 1,5 МБ ]).
  • Кристиан Хегер: Фильмы в Интернете. Виды кино завтрашнего дня . В: Media Perspektiven , 12/2011, стр. 608–616 ( онлайн ; PDF; 1,8 МБ).
  • Манфред Рипе: Телевидение по запросу. Стриминг изменил медиа-ландшафт: попытка подвести итоги. В: Переписка СМИ от 15 марта 2020 г. ( онлайн ).

веб ссылки

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ a b Томас Фустер: Стриминг - это новый способ полета - как потребление цифровых технологий влияет на климат NZZ с 16 апреля 2019 г.
  2. ↑ Будущее потребительских технологий - 2020. BITKOM эВ, доступ к 30 сентября 2020 года .
  3. ↑ Потоковое видео побило рекорды пользователей. Пресс-релиз Bitkom от 18 июля 2019 г., доступ осуществлен 17 декабря 2019 г.
  4. ↑ Запрещенный популярный вид спорта: семь из десяти немцев делятся подпиской на стриминги. 6 июля 2020, доступ к 30 сентября 2020 .
  5. ↑ Deutschlandfunk Nova: Record: потоковое аудио становится все популярнее. 17 июля 2020, доступ к 31 июля 2020 .
  6. ↑ Аудиостриминг продолжает расти. Пресс-релиз Биткома. 17 июля 2020, доступ к 31 июля 2020 .
  7. ↑ Потоковое аудио продолжает расти. Пресс-релиз Bitkom от 4 июля 2019 г., доступ к которому осуществлен 17 декабря 2019 г.
  8. ↑ Diana artist: Tech Trends 2019. Потребительские технологии переживают радикальные изменения. Funkschau с 4 сентября 2019 г., по состоянию на 17 декабря 2019 г.
  9. ↑ Стефан Хэберли: Сети связи на пределе возможностей. В крайнем случае Федеральный совет угрожает заблокировать потоковое видео. В: nzz.ch. 16 марта 2020, доступ к 21 марта 2020 .
  10. ↑ Яннис Брюль: Streaming и Corona: Netflix и Youtube обещали облегчить работу Интернета. В: sueddeutsche.de. 20 марта 2020, доступ к 21 марта 2020 .
  11. ↑ а б в Марина Кён, Йенс Грёгер, др. Лутц Стоббе: Энергетическая и ресурсная эффективность цифровых инфраструктур: результаты исследовательского проекта «Зеленые облачные вычисления». В: Umweltbundesamt.de. Федеральное агентство по окружающей среде, 7 сентября 2020, стр. 4, 5 , доступ к 10 сентября 2020 года .
  12. ↑ Питер Бухманн и Мелин Сибер: Почему стримингу нужна большая мощность SRF News Panorama 31 мая 2019 г., 9:33
  13. ↑ Влад Константин Короама, Ральф Хинтеманн, Саймон Хинтерхольцер, Стефан Арбановски: Устойчивое развитие потоковой передачи и компании Ред .: Bitkom e. V. Берлин 2020 ( bitkom.org [PDF]).
  14. ↑ Доктор. Ральф Хинтеманн, Саймон Хинтерхольцер: Потоковое видео : Энергетические требования и выбросы CO2. Справочная бумага. В: bordertep.de. Borderstep институт инноваций и устойчивого развития Некоммерческая GmbH, 2020, стр. 6 , доступ к 10 сентября 2020 года .
  15. ↑ Баланс 2019: выбросы CO2 на киловатт-час электроэнергии продолжают снижаться. В: Umweltbundesamtes.de. Федеральное агентство по окружающей среде, 8 апреля 2020, доступ к 10 сентября 2020 года .
  16. ↑ https://www.bitkom.org/sites/default/files/2020-06/200618_lf_nachhaltigkeit-von-streaming.pdf
  17. ↑ Доктор. Ральф Хинтеманн, Саймон Хинтерхольцер: Потоковое видео : Энергетические требования и выбросы CO2. Справочная бумага. В: bordertep.de. Borderstep институт инноваций и устойчивого развития Некоммерческая GmbH, 2020, стр. 6 , доступ к 10 сентября 2020 года .
  18. ↑ Баланс 2019: выбросы CO2 на киловатт-час электроэнергии продолжают снижаться. В: Umweltbundesamtes.de. Федеральное агентство по окружающей среде, 8 апреля 2020, доступ к 10 сентября 2020 года .
  19. ↑ Amazon прекращает продажу Google Chromecast и Apple TV. Проверено 26 мая 2016 года .
  20. ↑ ECJ: пользователи Интернета защищены исключением из авторских прав . heise.de , 6 июня 2014 г .; доступ 31 октября 2014 г.
  21. ↑ http://meyerhuber.info/rechtliche-evaluation-des-streams-aus-offensICHT-rechtswidriger-quelle/
  22. ↑ Game of Thrones Unlimited: Путь для потоковой передачи платного контента по всему ЕС открыт. В: Deutsche Welle . 18 мая, 2017. Проверено 23 мая, 2017 .