E-Book, Deutsch, 304 Seiten
Reihe: X.media.press
Schmitz / Kiefer / Maucher Kompendium Medieninformatik
2006
ISBN: 978-3-540-30226-1
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Mediennetze
E-Book, Deutsch, 304 Seiten
Reihe: X.media.press
ISBN: 978-3-540-30226-1
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Der vorliegende Band beschäftigt sich mit Mediennetzen. Vorgestellt werden die Techniken, die beim Transport von Informationen durch unterschiedliche Netze zum Einsatz kommen. Schwerpunkte bilden also die 'Verpackung' der Information z.B. durch Kompressionsverfahren und der Transport digitalisierter Information. Die nächste Frage, die sich beim Transport von Information stellt, ist die nach der Mediensicherheit. Verfahren wie Digitale Wasserzeichen und Digital-Rights-Management-Systeme werden erläutert. Schließlich werden verschiedene Multimediennetze und insbesondere Mobile Netze präsentiert.
1986 - 1991 Studium der Mathematik an der TU Braunschweig, 1994 Promotion. 1995 - 1997 wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung 'Software-Engineering' am Technologiezentrum der Deutschen Telekom in Darmstadt (heute ein Teil der T-Nova Innovationsgesellschaft Deutsche Telekom mbH). 1997 - 2001 in der Abteilung 'Sicherheitskonzepte und Kryptologie' am Technologiezentrum tätig, mit den Hauptarbeitsgebieten Sicherheit mobiler Kommunikation sowie Standardisierung digitaler Signaturen. Seit 2001 Professor für Internet-Security an der Hochschule der Medien, Stuttgart.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Inhaltsverzeichnis;8
2;Abkürzungen;11
3;1 Kompressionsverfahren für Video und Audio;15
3.1;1.1 Einführung in die Informationstheorie;16
3.2;1.2 Grundlagen der Datenkompression;18
3.3;1.3 Elementare Verarbeitungsschritte;19
3.3.1;Unterabtastung und Quantisierung;20
3.3.2;Entropiecodierung;22
3.3.3;Prädiktion;25
3.3.4;Signaltransformationen;26
3.4;1.4 Medienspezifische Verarbeitungsschritte;31
3.4.1;Interframe-Kompression;31
3.4.2;Psychoakustische Kompression;34
3.5;1.5 Codecs im Überblick;37
3.5.1;Video-Codecs;38
3.5.2;Audio-Codecs;41
3.6;1.6 Die Standards JPEG und JPEG 2000;43
3.6.1;JPEG;43
3.6.2;JPEG 2000 und Motion JPEG 2000;49
3.7;1.7 Videokompression mit MPEG;52
3.7.1;MPEG-1;53
3.7.2;MPEG-2;58
3.7.3;MPEG-4;64
3.8;1.8 Audiokompression mit MPEG;74
3.8.1;MPEG-1 Audio;75
3.8.2;MPEG-4 Audio Lossless Coding;81
3.9;1.9 Verfahren der Sprachkompression;84
3.9.1;Signalformcodierer;85
3.9.2;Parametrische Codecs;87
3.9.3;Hybride Codecs;88
3.10;Literatur;92
4;2 Mediensicherheit;97
4.1;2.1 Einführung;98
4.1.1;Sicherheitsanforderungen für Digitale Medien;98
4.1.2;Sicherheitsmechanismen;99
4.2;2.2 Digitale Wasserzeichen;106
4.2.1;Anwendungsgebiete für Digitale Wasserzeichen;107
4.2.2;Einbettungstechniken;111
4.2.3;Angriffe;120
4.3;2.3 DRM-Systeme;122
4.3.1;Komponenten von DRM-Systemen;123
4.3.2;Mobile DRM-Systeme;126
4.3.3;Angriffe auf DRM-Systeme;130
4.3.4;Kommerzielle DRM-Systeme;131
4.3.5;Ökonomische und Rechtliche Aspekte;135
4.4;2.4 Ausblick;137
4.5;Literatur;138
5;3 Multimedia-Netze;140
5.1;3.1 Einführung;140
5.2;3.2 Multimedia-Transportnetze;142
5.2.1;Einleitung;142
5.2.2;High-Speed in Metronetzen;143
5.2.3;High-Speed im Weitverkehrsnetz;146
5.3;3.3 Quality of Service (QoS);156
5.3.1;Einführung;156
5.3.2;Problemstellungen und Lösungsansätze;158
5.3.3;ATM-QoS;161
5.3.4;IP-QoS in Weitverkehrsnetzen;164
5.4;3.4 Next Generation Networks NGN;169
5.4.1;Einleitung;169
5.4.2;Voice-over-IP;172
5.4.3;IP Next Generation – IPv6;189
5.4.4;Multicast;193
5.4.5;Fazit;194
5.5;Literatur;194
6;4 Mobile Multimedia;196
6.1;4.1 Begriffsbestimmungen;198
6.2;4.2 Dienste und Architekturen zukünftiger mobiler Multimedia Netze;199
6.2.1;Mobilität und Multimedia – Anforderungen;199
6.2.2;Mobile Netze der Gegenwart;203
6.2.3;Architektur zukünftiger mobiler All-IP Netze am Beispiel des UMTS Release 5;215
6.3;4.3 Entwicklung Mobiler Multimedia-Anwendungen;221
6.3.1;Mobile Multimedia Endgeräte;222
6.3.2;Mobile Multimedia Software-Plattformen;226
6.3.3;Mobile Multimedia Datenformate;285
6.4;Literatur;293
7;Autorenverzeichnis;297
8;Index;299
3 Multimedia-Netze von Roland Kiefer (S. 127-128)
3.1 Einführung
Das Internet als Echtzeit-Transportnetz für bandbreitehungrige Multimedia- Applikationen? Das Internet als Ersatz für das klassische Telefonnetz? Das Internet als zukünftige Konkurrenz zum Kabel- oder Satellitenfernsehen („IP-TV")? Das Internet als die vielbeschworene Multimedia-Plattform mit nur einem Netzkonzept für alle Dienste? Dass solche Szenarien noch Mitte der 90-er Jahre vielfach belächelt und als realitätsferne Visionen abgestempelt wurden, lag an dem grundlegenden Transportkonzept des Internets, das eine denkbar schlechte Ausgangsbasis für Echtzeit-Applikationen wie die Übertragung von Sprache oder Video bietet.
Das Telefonnetz wurde für die Sprachübertragung konzipiert, alle Varianten der Datennetze für die reine Datenübertragung. Das Ziel aller Bemühungen: ein Netz mit einer einheitlichen Infrastruktur für alle Dienste, das so genannte konvergente Netz.
Das Internet als paketvermitteltes „best-effort""-Netz war ursprünglich für die asynchrone Übertragung von Daten gedacht.
Es leidet konzeptionell darunter, dass die Laufzeiten weder absolut noch relativ zuverlässig vorhersagbar sind. Die Datenpakete einer Ende-Ende-Verbindung können unterschiedliche Wege durch das Netz nehmen. Aber auch bei gleichem Weg der einzelnen Pakete sind die Verarbeitungszeiten innerhalb der Router und damit die Ende- Ende-Laufzeit nicht konstant. Jedes einzelne Paket enthält die Adressierungsinformationen, die in jedem Router ausgelesen und weiterverarbeitet werden müssen. Die Transportströme der einzelnen Applikationen teilen sich somit die begrenzten Ressourcen nicht nur zwischen, sondern auch innerhalb der Netzkoppelelemente. Ein solches Netz ist für Applikationen, die auf Echtzeit-Transport angewiesen sind, ohne zusätzliche Maßnahmen nicht geeignet.
Die Ressourcen des klassischen Telefonnetzes, das zu immer höheren Bandbreiten bis in den Gigabit-Bereich hin entwickelt wurde, werden die nach dem grundlegend anderen Prinzip der Leitungsvermittlung zugeteilt und verwaltet.
Der leitungsvermittelte Ansatz stellt den jeweiligen Applikationen oder verbundenen Netzen auf die Bandbreiteanforderung zugeschnittene und für die Dauer der Verbindung exklusiv reservierte Überragungskapazität zur Verfügung. Alle Pakete eines Streams fließen über den gleichen Weg, die Laufzeit ist während der gesamten Verbindungsphase konstant, die Vermittlungsressourcen fest reserviert und die Dienstequalität (Quality of Service) exzellent. Weder ist eine nennenswerte Zwischenpufferung erforderlich, noch muss die Paketlänge angepasst werden. Die Exklusivität der Reservierung wird bis zum finalen Verbindungsabbau auch dann aufrechterhalten, wenn die angeforderten und zugewiesenen Ressourcen temporär nicht benötigt werden. Dies ist beispielsweise bei den Gesprächspausen innerhalb eines Telefonats der Fall oder bei Applikationen, die schwankende Bandbreiten erzeugen.
Diese Verschwendung des wertvollen Rohstoffs Bandbreite ist der Knackpunkt, an dem das leitungsvermittelte Konzept zugunsten des paketvermittelten Ansatzes deutlich an Punkten verliert. Ein Paketnetz darf deutlich überbucht werden, die Summe aller Spitzenlasten aller Sender darf durchaus die zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite überschreiten. Statistisch ist es sehr unwahrscheinlich, dass alle Sender zur gleichen Zeit mit ihrer maximalen Datenrate senden. Wie Untersuchungen von Internet-Providern zeigen, verliert die Aufsummierung des Datenverkehrs aller zu einem bestimmten Zeitpunkt angeschlossenen Teilnehmer den für Internetverkehr typischen burstartigen Charakter und zeigt einen geradförmigen Verlauf.
Das schlechtere Konzept des paketvermittelten Ansatzes macht angesichts der Marktgegebenheiten das Rennen – nichts ungewöhnliches und aus anderen Bereichen sehr wohl bekannt. Allerdings muss den beschriebenen Schwächen des paketvermittelten Ansatzes durch zusätzliche Maßnahmen gegengesteuert werden, um eine akzeptable Dienstequalität zu erreichen.
Neue Applikationen wie Web-basierte Datenbanken, Voice-over- IP, Multimedia-e-Commerce oder das Streaming multimedialer Inhalte haben den Charakter des Internets innerhalb weniger Jahre grundlegend verändert. Der Siegeszug des World Wide Web (WWW) zu einem konvergenten Netz ist nicht mehr aufzuhalten. In den Anfangszeiten des Internet, in denen wir uns historisch gesehen immer noch befinden, ist die wirtschaftliche und technisch sinnvolle Konvergenz der Netze auf Basis des Internet-Protokolls das zentrale Thema.
