ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München

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1 ADAMS - Abschlussveranstaltung 3. Februar, 2014, München One for all Eine Mediathek für alle Endgeräte? Multimedia Transport und interoperable Kodier-Profile in der ARD Adaptive Streaming für PC, HbbTV, Smartphone & Co. Martin Schmalohr Plattformen und Rundfunkdienste ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT PD Martin Schmalohr

2 Transport Protokolle On Demand gespeicherte Inhalte Live Echtzeit Dienst Download HTTP (TCP) Streaming HTTP, MMS, RTMP/E (TCP) RTP (UDP) File Download Progressive Download Adaptive segmented Streaming Pseudo Streaming Streaming oder Download? Keine Frage des Protokolls sondern der Nutzung im Client! Packets Byte Ranges Group Of Pictures Segments File ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 2

3 Transport Verfahren Streaming (Flash,Handy,IPTV*) Progressive Download (Web,HbbTV 1.0 ) Pseudo Streaming (Heimnetz,YouTube) UDP-Portfreigabe für Streaming-Protokoll nötig Client spielt sofort, bevor Download fertig Serverseitige Erweiterungen z.b. schnelles Seek,TrickPlay Flash RTMP* *Webradio: Shoutcast-Protokoll, Heimnetz: DLNA/UPnP/Apple Air-Streaming ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 3

4 Transport Verfahren HTTP (Live) Streaming (HbbTV 1.0,Web-Radio)* unendlicher Download chunked Transfer Byte Ranges HTTP (adaptive) segmented Streaming (PC,iOS,Android,HbbTV 1.5 ) Representations HTTP Adaptive Streaming (ADS) vereint Vorteile aus Streaming und Download MPEG-DASH für HbbTV, Apple HLS für ios & Android, Adobe HDS für PC Flash RTMP* * Flash-RTMP mit NAT-Traversal wie Skype,IPTV über UDP-Multicast ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 4

5 Adaptive Streaming Funktionsprinzip Anpassung der Qualität während der Wiedergabe Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4 Segment 5 Segment 6 URL:L-Seg3 URL:L-Seg4 URL:L-Seg6 Variante #3 DSL:Web Variante #2 UMTS:Web URL:M-Seg2 URL:M-Seg5 Bandbreite Variante #1 EDGE:Web URL:S-Seg1 GOP 00m00s 00m05s 00m10s 00m15s 00m20s 00m25s ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 5

6 Distribution CDN Caching BR Teilnehmer Multiformat- Transcoding HbbTV WDR MS/Adobe RBB Origin CDN caching 3GPP ios,android Produktion Streamingserver Webserver ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 6

7 Distribution Formate und Endgeräte MP3 Hbb1.1 Hbb1.5 H.264,AAC VP8,OGG RTMP:FLV H.264,AAC RTSP:3GPP H.264,AAC baseline H.264,AAC VP8,OGG Problem: Open Source Browser, teils kein MP4- H.264, WebM-VP8 unklar teilweise synergetisch * nicht Live im CDN (kein ARD Format, Android teilweise RTSP, Linu nur Flash) ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 7

8 AV Kodierung AV-Standard der ARD Web S Web M Web L Web XL Live/OnDemand Live/OnDemand/PSF Live/OnDemand/PSF Live/OnDemand/PSF Format Flash:RTMP,F4F:HTTP MP4:HTTP* ** segm2ts:http* PC Web XL für HD 720 p25/p50 60Hz Web L für SD 960 p Alle square-piel außer 576i für HbbTV Flash:RTMP,F4F:HTTP segm2ts:http* MP4:HTTP* ** MP4:HTTP** Web L+ 16:9,4:3 ADS #6 ADS # Premium PC HbbTV PC Tablet HbbTV Audio ADS #A 3GPP:RTP segm2ts:http* ADS #3 Flash:RTMP,F4F:HTTP 3GPP:RTP segm2ts:http* MP4:HTTP ADS #4 segm2ts:http* 3GPP:RTP,MP4:HTTP* HE AACv1+SBR Tablets & Smartphones 3GPP/segM2TS 3GPP:RTP segm2ts:http MP4:HTTP 96 kbps 0,14 bpp ADS #1 ADS #B 32 kbps 48 kbps kbps 192 kbps UMTS HSDPA HSDPA, DSL 1000 HSDPA+, DSL 2000 DSL 6000, WLAN (*) H.264/AVC ADS #C ADS #5 Adaptive Streaming: VideoSets 256 kbps 0,19 bpp kbps 0,14 0,21 bpp kbps 0,12 0,25 bpp 3584/4352 kbps 0,16/0,19 bpp HE AACv1+SBR LC AAC LC AAC ADS #D Standard Basic Mehr Stereo Mono Tablet,Smart PC Smart PC Smart PC Handy PC PC TV Sma PC Handy ARD Webtechnik Handbuch Empfehlungen zur Umsetzung des AV-Standards der ARD für die Online- Distribution von Audio und Video in der ARD ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 8

9 Streaming Breitband Versorgung Downloadraten: Erreichbarkeit über DSL in Deutschland Auswahl an DSL Anbietern in Deutschland DE Telekom 100 Verteilung der Downloadraten deutscher DSL Verbindung beim Test Web M 95% Web M 93% 25% 25% Alice DSL Kabel BW Web L 86% 9% 9% 6% 1% 13% 7% 5% Kabel DE M Net Telefonica Arcor AG Unitymedia Sonstige Erreichbarkeit in % % in Web 86% Web 72% Web 69% Web Web L 73% Web XL 72% Web XL 69% Alle Provider DE Telekom Alice DSL Kabel BW Kabel DE M Net Telefonica DE Arcor AG Unitymedia Sonstige Downloadrate in kbps Ookla/Speedtest.net: Q4/2010 ( Messungen, Deutschland) vgl. auch ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 9

10 Streaming Mobilfunk Versorgung Android: Verteilung von Downloadraten nach Mobilfunktechnik Prozentuale Verteilung der genutzten Mobilfunktechniken bei diesem Test 8% 2% 9% 38% Cell* WiFi GPRS EDGE 43% UMTS Verteilung der Download Datenrate in Abhängigkeit von der Mobilfunktechnik (4. Quartal 2010) Web S 98%, 90% Web M 96%, 78%, 62% Web M 93% Web L 87%, 54%, 40% *Cell bedeutet, dass es sich um eine Mobilfunkverbindung handelt. Das Gerät Erreichbarkeit in % Web L/XL 63%, 10% Web XL 55%, 4% Cell* WiFi GPRS EDGE UMTS 20 98% mit Web S über EDGE GPRS für Video ungeeignet Datenrate in kbps *Cell bedeutet, dass es sich um eine Mobilfunkverbindung handelt. Das Gerät konnte allerdings nicht näher mitteilen, um welche Art von Mobilfunk es sich dabei gehandelt hat. 93% in Web M über UMTS Ookla/Speedtest.net: Q4/2010 ( Messungen, Deutschland) vgl. auch ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 10

11 Testsequenzen One for all Interoperabilität AV-Codecs (H.264,AAC,EAC3) Videoqualität, Transportprotokolle (DASH,HLS,HDS,DL) Alle relevanten DVB/OIPF-Formate (HbbTV) Testsequenzen Safe Area, Title Safe Area, FPS-Clock Interlace Checker, Framerate Checker, Timecode Framecounter, Overscan-Check, SMPTE Colorbars Scaler-Checker, AV-Sync, Audio-Channelmapping Produktion Skriptbasierte Toolchain (TetToSpeech,AVISynth,ffmpeg,mp4bo) HD- und SD-Formate 576p/i 720p 1080i MPEG-DASH: segmentation, fragmentation, Group Of Pictures (GOP) Multiple bitrates bars-overlay Verschiedene Frameraten (p25, p50, i25) Constrained variable bitrate (VBR/CBR) Zukünftige Formate (4K/HFR) ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 11

12 ADAMS Ergebnisse IRT Abstimmung der ARD-Formate für das ADAMS-Transcoding Fleible Anbindung von Web-Plattformen an die ADAMS Internetplattform Eemplarische Realisierung eines Konnektors für OnDemand-Inhalte der ARD-Mediathek ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 12

13 Das wars für heute! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Martin Schmalohr Platforms and Services Institut für Rundfunktechnik Floriansmühlstraße München +49 (89) The shown Slides/Dokuments are under copyright. Any reproduction is allowed only with permission of the author. This copyright notice must not be removed. ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT PD Martin Schmalohr

14 Agenda Backup ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 14

15 Adaptive Streaming IRT Tests 2010 Adobe Dynamic Streaming: kbps kbps Schnelles, ständiges Umschalten SERVER: angebotene Qualitäts-Stufen NETZWERK: verfügbare Bandbreite PLAYER: angeforderte Segmente PLAYER: verbrauchte Bitrate PLAYER: abgespielte Qualität ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 15

16 Adaptive Streaming IRT Tests 2010 Microsoft Smooth Streaming: kbps kbps Nutzt fast gesamte Rate aus ruhiges erneutes Anlaufen SERVER: angebotene Qualitäts-Stufen Schnelles Anpassen ruhiges Anlaufen des Streams NETZWERK: verfügbare Bandbreite PLAYER: angeforderte Segmente PLAYER: verbrauchte Bitrate PLAYER: abgespielte Qualität ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 16

17 MPEG-DASH Client-Side Process 250 Kbps Segments Advertisement Insertion Back to video 500 Kbps 1 Mbps Segment 30s Period 12s Period 20s Period Process Client downloads the MPD file Client downloads segment by segment based on playout process Bitrate determined by client Factors for Representation selection Buffer conditions Network conditions User change in resolution e: full screen Device activity and resources Source: Qualcomm Inc. (T. Stockhammer at EBU-Webinar, Nov 22, 2011) ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 17

18 HbbTV 1.5 MPEG-DASH page 18 ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 18

19 MPEG-DASH Segment Info Media Presentation Description Initialization Segment Media Presentation Period, start=0s Period, start=100s Period, start=295s Period start=100 baseurl= Adaptation Set 1 video Adaptation Set 2 audio Representation 1 bandwidth=500kbit/s width 640, height 480 Segment Info duration=10s Template:./dash-5-$Number$ Representation 2 bandwidth=250kbit/s width 640, height 480 Media Segment 1 start=0s Media Segment 2 start=10s Media Segment 3 start=20s Splicing of arbitrary content Selection of Components/Tracks Select/Switch of Bandwidth Media Segment 20 start=190s Source: Qualcomm Inc. (T. Stockhammer at EBU-Webinar, Nov 22, 2011) ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 19

20 MPEG-DASH HbbTV 1.5 MPEG DASH = ETSI TS v1.2.1 ISO Base media file format Live Profiles Full Profile ISO Base media file main MPEG-2 TS simple MPEG-2 TS main ISO Base media file format On Demand ISO Base media file format Live ISO/IEC ADAMS Abschlussveranstaltung am 3. Feb 2014, IRT, München IRT,Schmalohr 20

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