Das Dokument bietet eine umfassende Einführung in IPTV und die Grundlagen der Datenübertragung in Netzwerken, einschließlich Protokollen wie TCP, UDP und RTP. Es wird erklärt, wie Multicast- und Unicast-Übertragungen funktionieren, sowie die erforderlichen Netzwerkbedingungen, um IPTV effizient zu betreiben. Zudem wird die Notwendigkeit diskutiert, auf 1000mbps-Netzwerke umzusteigen, um die Anforderungen moderner IPTV-Systeme zu erfüllen.

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148 149TELE-audiovision International — The World‘s Largest Digital TV Trade Magazine — 09-10/2013 — www.TELE-audiovision.com www.TELE-audiovision.com — 09-10/2013 — TELE-audiovision International — 全球发行量最大的数字电视杂志
Fernsehen
aus dem
Netzwerk
Teil 3
• Grundlagen der Datenübertragung im Netzwerk
• was bedeutet TCP, UDP und RTP
• Auslatung des Netzwerks
• Netzwerkverkabelung macht alle übrigen Kabel
überflüssig
• für zuverlässigen Betrieb sind 1000MBPS
Nezwerke vorzuziehen
FEATURE Selfmade IPTV
This is how our test
centre looked like for
this report.

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FEATURE Selfmade IPTV
1. Schematics of a MULTICAST
transmission. The server sends
one stream to the switch. The
transmission is then forwarded
to all connected devices.
2. Schematics of a UNICAST
transmission. The server sends
one stream to the switch, but
this time the stream is only
forwarded to one specific client.
Notice how the remaining ports
are fully available for other
communications.
3. Analogy of UDP: one
transmitter sends information,
regardless of how many
listeners there are. Also,
there is no feedback to the
transmitter. If a listener misses
a part or if he cannot correctly
receive the transmission, there
is nothing to do about it – the
transmitter will never know!
4. Analogy of TCP: one
transmitter sends information
to one listener. The reception
of every sentence has to be
confirmed by the listener. If he
missed the sentence or if he
did not understand it clearly,
the transmitter will send the
sentence again.
Vitor Martins Augusto
Zum Thema IPTV findet man im
Internet sehr viel Lektüre, doch
diese ist oftmals nicht einfach zu
verstehen, denn die Texte sind sehr
langatmig und kompliziert und set-
zen einiges an Grundwissen voraus.
Ein Grund für den schweren Einstieg
in die Materie ist darin zu finden,
dass die meisten Texte nicht für TV-
Installateure gedacht sind, sondern
für Netzwerk-Spezialisten und IT-
Administratoren: zwei Welten sto-
ßen hier zusammen! Unser Ziel ist
es deshalb, Ihnen als TELE-audiovi-
sion Leser etwas Zeit zu sparen und
direkt das wichtigste zu erklären.
Der Einstieg in IPTV wird prinzipiell
wegen diesen Schlagwörtern erschwert:
TCP, UDP, RTP, Multicasting und Uni-
casting. Dabei handelt es sich aber gar
nicht um weltbewegendes.
TCP kennt praktisch jeder, der heut-
zutage einen Computer oder ein Tablet
benutzt und damit in das Internet geht.
Dieses Netzwerk-Protokoll reguliert die
Kommunikation zwischen den verschie-
denen Computern. Daten werden als
kleine Pakete versendet, die vom Sen-
der zum Empfänger von Computer zu
Computer wandern.
Damit ein Paket nicht verloren geht,
enthält es die Adresse des Senders und
des Empfängers. Außerdem enthält das
Paket auch eine Checksumme, die sich
aus den enthaltenen Daten errechnet
und es so am Empfänger ermöglicht,
festzustellen, ob das Paket auch korrekt
und unversehrt angekommen ist.
Das besondere an TCP ist, dass der
Sender die einzelnen Pakete versendet,
diese jedoch im Speicher belässt, bis
vom Empfänger eine Bestätigung zum
Empfang zurückkommt. Ist dies der Fall,
kann der Sender die Daten des korrekt
empfangenen Paketes vergessen, an-
sonsten wird dieses Paket erneut ver-
sendet und zwar solange, bis die Emp-
fangsbestätigung zurückkommt. Die
Reihenfolge in welcher die einzelnen Da-
tenpakete empfangen werden ist nicht
wichtig – sie werden am Empfänger wie-
der richtig einsortiert.
Als Analogie kann man sich TCP wie
eine Amateurfunk-Verbindung zweier
Funker vorstellen: der erste sendet ei-
nen größeren Text und wartet nach je-
dem Satz, dass der zweite Funker den
empfangenen Satz mit einem „Roger“
bestätigt. Hat er diesen nicht verstan-
den, wird er eben noch einmal gesendet.
Für Datenübertragung ist dieses Pro-
tokoll ideal, denn es garantiert, dass die
Daten korrekt und unversehrt ankom-
men. Für eine Live-Übertragung von Au-
dio und/oder Video ist dieses Protokoll
allerdings weniger gut geeignet, denn es
gibt zwei Probleme:
- Die Bilder (oder der Ton) müssen in
der richtigen Reihenfolge ankommen.
Was nützt es daher, wenn das dritte
Frame verloren gegangen ist und nach
dem siebten erneut gesendet wird?
- Die Checksumme ist überflüssig,
denn wenn die Bilddaten eines Frames
nicht korrekt empfangen wurden, dann
ist es trotzdem zu spät, dieses Frame
erneut zu senden.
Wegen dieser Gründe eignet sich für
Live-Übertragungen von Audio und Vi-

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deo das UDP Protokoll. Hier
handelt es sich um ein stark
vereinfachtes Protokoll, in
dem die Datenpakete ohne
Checksumme versendet wer-
den. Außerdem erwartet der
Sender keinerlei Rückmel-
dung vom Empfänger. Tat-
sächlich ist es dem Sender im
Multicast-Modus sogar egal,
wer überhaupt zuhört.
Analog zu UDP kann man
sich eine Radiosendung vor-
stellen: der Moderator liest
die Nachrichten vor, ohne zu
wissen wer zuhört und ohne
zu wissen, wie gut der Emp-
fang ist und ob der Zuhörer
alle Sätze korrekt verstanden
hat.
Im Gegensatz zu TCP soll-
te man bei UDP über eine
zuverlässige Netzwerkanbin-
dung zwischen Sender und
Empfänger verfügen, denn
sonst kommt keine zuverläs-
sige Sendung zustande.
1. DekTec DTE-3137 in action. Amazing how much
performance has been fitted in such a small
device – yet, it can inject a complete DVB-S/S2
transponder into the network.
2. In order to be able to work with IPTV, we had
to get ourselves a gigabit switch. These are
very cheap now, so there is no excuse to keep
struggling with 100MBPS technology.
3. The Dexing NDS3975 in action: it is receiving
three transponders (one from its internal tuner,
one from the Topreal TP-1011 through ASI and
one from the DekTec DTE-3137 through IP). It then
multiplexes a new transponder which is output
through ASI and IP (on a different IP). Amazing!
4. This picture shows one clear advantage of
using only IPTV within a studio or head-end
station: notice the blue network cable – this
single cable is enough to transport all required
information. Actually, all other cables could be
removed (except for the LNB-cable, in case you
want to use the internal tuner).

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Bei RTP handelt es sich
nicht um ein grundlegendes
Protokoll wie TCP oder UDP.
Im Gegenteil: RTP ist eine auf
UDP aufbauende Protokoll-
Schicht. Das bedeutet, dass
für RTP als Grundlage immer
UDP benutzt wird. RTP bie-
tet jedoch zusätzlich einige
Funktionen, die die Audio-
und Video-Liveübertragun-
gen enorm verbessern:
- Identifikation der Daten
- Zeitstempel zur Synchro-
nisation zwischen Audio und
Video
- Einhaltung der Reihenfol-
ge der MPEG Frames
- Besonderer Umgang mit
MPEG Key-Frames
Es spricht alles dafür, RTP
einzusetzen, wenn alle betei-
ligten Geräte dieses Protokoll
unterstützen.
Bei Multicasting wird ein
Audio/Video-Stream einfach
gesendet, ohne dass ein be-
stimmter Adressat angege-
ben wurde. Diese Sendung
wird vom Netzwerk an alle
Teilnehmer weitergereicht
und diese können entschei-
den, ob sie den Stream emp-
fangen möchten, oder nicht.
Dies ist natürlich immer dann
sehr praktisch, wenn meh-
rere Benutzer denselben
Stream empfangen möch-
ten. Ohne dass weitere Netz-
werk-Bandbreite zwischen
dem Sender und dem Switch
verbraucht wird, können so
beliebig viele Benutzer zu-
schauen.
Da der Switch allerdings
sämtliche Datenpakete in-
tern verwalten muss kommt
es schnell vor, dass dieser
überlastet wird, wenn es
sich um ein billiges SOHO-
Produkt („Small Office, Home
Office“) handelt und parallel
zwischen den verschiede-
nen Benutzern noch weitere
Daten untereinander ausge-
tauscht werden. Wenn man
dann zum Beispiel Benut-
zer 2 gar nicht am Multicast
teilhaben will, sondern eine
größere Datei zum Benutzer
3 senden möchte, kann es
passieren, dass diese Daten-
übertragung nur zähflüssig
oder eben gar nicht mehr
funktioniert. Um Multicasting
einzusetzen, reicht es, als
IP-Zieladresse eine beliebige
IP-Adresse von 224.0.0.0 bis
239.255.255.255 zu konfigu-
rieren. Dieser Adressraum
wird von allen beteiligten Ge-
räten für Multicast verwen-
det.
Ganz nebenbei: Multicast
wird nicht nur für IPTV ge-
1. Wireshark capturing the network traffic. Beware that
lots of data is captured during a IPTV broadcast. You
should only capture data for some seconds, otherwise
it will take ages to process all captured packets.
2. After capturing the network traffic for a short
period, there are many analysis tools available within
Wireshark. This picture shows where the traffic
originated. It can be clearly seen that the devices with
IP-address 192.168.1.149 and 192.168.1.210 generated a
huge amount of traffic. Notice the destination IP: they
are multicasting IPs
3. All captured packets can be analyzed individually and
the contents can be viewed, while the header is shown
in a more detailed way.

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4. This graph shows the bandwidth
during the captured transmission. Inter-
estingly, the bandwidth is not constant,
when displayed in millisecond interval.
5. This graph shows the bandwidth of
the same transmission, but as Bits/
second. With just two transponders fed
into the network, a 100MBPS switch
is working at its limit. In fact, we tried
to use a 100MBPS switch and it froze
after a few seconds. A regular operation
was only possible using a 1000MBPS
switch.
6. Using DekTec’s StreamXpert soft-
ware, which already has been tested
in TELE-satellite 11-12/2012, together
with the professional DekTec DTE-3137
receiver, one has much more feed-
back about the IPTV broadcast. Notice
the lower left corner: a graph shows
continuously the occupied network
bandwidth.
7. StreamXpert can show all possi-
ble information about the streamed
transponder, including the programme
clock reference (PCR), required for
correct synchronization of audio and
video. This allows editing the times-
tamps in order to compensate for any
detected errors.
nutzt, sondern immer
dann, wenn die glei-
chen Daten an mehrere
Computer gleichzeitig
gesendet werden sol-
len, zum Beispiel wenn
man über das Netzwerk
mehrere Computer
auf einmal installieren
möchte. So installieren
IT-Profis zum Beispiel
in Universitäten oder in
Großbetrieben auf hun-
derten von Computern
deren Betriebssystem in
einem Durchgang.
Beim Unicasting wird
der Stream im Gegen-
satz zum Multicasting
vom Sender nur an ei-
nen gezielten Empfän-
ger versendet. Dies hat
den Vorteil, dass das
Netzwerk für die rest-
lichen Benutzer nicht
belastet wird und deren
Datenverkehr deshalb
normal funktioniert. Im
Switch werden die Da-
ten zwischen den Ein-
gängen des Servers und
des Benutzers geleitet,
die restlichen Ports des
Switches bleiben jedoch
frei.
Nachteilig ist der Um-
stand, dass für jeden
weiteren Benutzer der
gesamte Stream sepa-
rat erneut versendet
werden muss. Schnell
ist somit die verfügbare
Bandbreite des Netz-
werkes überlastet und

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8. Despite having a perfect
picture, StreamXpert indicates
some errors in PAT and PMT.
Interestingly; these were
already present in the original
DVB-S stream…
9. Useful information provided
by StreamXpert: the grid
view, where all active services
within the stream are mapped
according to their PID.
10. Meanwhile, we monitor
our Dexing NDS3975 with
the SnmpNMS management
software. This application
gives us remote access to the
internals of this integrated
professional receiver.
11. On the Mux-tab, we can
specify which channels of
the three different incoming
transponders (through the
internal tuner, ASI-in and IPTV)
we want to output.
gängiger DVB-S/S2 Trans-
ponder, die im Durchschnitt
50MBPS an Daten transpor-
tieren, auch ausreichen soll-
te.
Auch alle uns bekannten
IPTV-Receiver verfügen nur
über einen 100MBPS Netz-
werkanschluss. Warum also
auf eine 1000MBPS Infra-
struktur aufrüsten? Am Ein-
fachsten lässt es sich so er-
klären: wenn Autos nur mit
90 km/h fahren können, dann
reicht im Prinzip eine Land-
straße. Wenn aber viele Au-
tos gleichzeitig fahren, dann
lohnt sich eine Autobahn
trotzdem, obwohl die Autos
nur mit maximal 90km/h
fahren. Ein 100MBPS-Switch
ist für diese Geschwindigkeit
ausgelegt und neigt dazu in
die Knie zu gehen, wenn an
allen Ports gleichzeitig hohe
Transferraten anfallen. Ein
1000MBPS-Switch kann in-
tern einfach viel mehr Daten
verarbeiten.
Möchte man eine Gemein-
schaftsanalage, ein Hotel
besonders die Verbindung
vom Server zum Switch muss
der enormen Datenmenge
standhalten können.
Schnell kommt die Frage,
ob man IPTV mit 100MBPS
oder doch lieber mit
1000MBPS (oft auch 1GBPS
oder 1GBit/s bezeichnet) be-
treiben soll. Die Antwort ist
nicht leicht, denn es hängt
ultimativ davon ab, wie man
IPTV und das Netzwerk nut-
zen möchte. Wenn lediglich
verschiedene Receiver ein-
zelne Transponder über Uni-
cast zu einem oder mehreren
Multiplexer leiten sollen, dann
kann durchaus ein 100MBPS
Netzwerk ausreichen. Oft-
mals verfügen professionelle
Receiver nur über 100MBPS
Netzwerkschnittstellen, was
in Anbetracht der Bandbreite

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oder ein Haus mit IPTV ver-
sorgen, bei dem das Netz-
werk auch für andere Diens-
te (Internet, File Sharing,
VOIP, usw.) zuständig sein
soll, dann empfehlen wir
ausdrücklich ein 1000MBPS
Netzwerk. Dies gilt in heuti-
gen Tagen sowieso als Stan-
dard und ein Upgrade von ei-
nem existierenden 100MBPS
Netzwerk auf ein 1000MBPS
Netzwerk sollte keine größe-
ren Probleme bereiten, wenn
es sich beim verlegten Ka-
bel um Kabel der Kategorie
CAT-5e oder CAT-6 handelt.
Ist dies nicht der Fall, sollte
das Kabel durch aktuelles
CAT-6 Kabel ersetzt werden.
Weiterhin müssen die Swit-
ches gewechselt werden und
bei älteren Computern sollte
man darauf achten, ob der
Netzwerkadapter auch für
1000MBPS ausgelegt ist.
Um sich einen Überblick
des Netzwerkes zu verschaf-
fen, lohnt es sich sogenannte
„Netzwerk-Monitoring Pro-
gramme“, oft auch „Netz-
werk-Sniffer“ genannt, ein-
zusetzen. Diese Programme
protokollieren alle Datenpa-
kete, die im Netzwerk ver-
sendet werden.
Damit dies technisch mög-
lich ist, muss man eine be-
sondere Software einsetzen,
die sich WinPcap nennt. Win-
Pcap versetzt die Netzwerk-
karte des Computers in den
„promiscuos“ Modus, in wel-
chem die Netzwerkkarte alle
Datenpakete annimmt, also
nicht nur die gezielt an den
Rechner versendeten Pakete,
sondern alle. Weiterhin bietet
WinPcap eine Schnittstelle
für Applikationen an, die so
Zugriff auf diese Datenpakete
bekommen. Das bekannteste
und beliebteste Programm
zur Netzwerküberwachung
ist Wireshark. Die Grundvo-
raussetzung ist WinPcap und
schon kann der gesamte Da-
tenverkehr protokolliert wer-
den. So erkennt man schnell,
welche IP-Adressen welche
Pakete von welchen Compu-
tern anfordern, ob im Netz-
werk Multicasting eingesetzt
wird, welche Bandbreiten
belegt werden, usw. Die gute
Nachricht: WinPcap und Wi-
reshark sind kostenlos.
Sei es im Studio oder in der
Kopfstation: IPTV etabliert
sich zu einer omnipräsenten
Lösung, wenn es um die Ver-
teilung von Audio- und Video-
Signalen geht. Es ergeben
sich viele Vorteile, egal ob
IPTV für die interne Vertei-
lung innerhalb einer Kopfsta-
tion genutzt wird oder beim
direkten Zuspielen zum End-
kunden.
Alleine der Umstand, dass
sämtliche Daten über nur
ein Kabel versendet werden
können ist es wert, sich mit
dieser Technik auseinander
zu setzen.
12. To check our IPTV streams
within the network, we use VLC.
13. TSReader Professional is an
excellent tool when it comes to
analyze transponder streams.
Instead of just rendering the
channel, TSReader shows
all PIDs and their respective
bandwidth.