Fernsehen aus dem Netzwerk

FEATURE Selfmade IPTV 

Fernsehen 

aus dem 

Netzwerk 

Teil 3 

148 TELE-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 149 

■ 

This is how our test 

centre looked like for 

this report. 

• 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 

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 setzen 

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 stoßen 

hier zusammen! Unser Ziel ist 

es deshalb, Ihnen als TELE-audiovision 

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 Unicasting. 

Dabei handelt es sich aber gar 

nicht um weltbewegendes. 

TCP kennt praktisch jeder, der heutzutage 

einen Computer oder ein Tablet 

benutzt und damit in das Internet geht. 

Dieses Netzwerk-Protokoll reguliert die 

Kommunikation zwischen den verschiedenen 

Computern. Daten werden als 

kleine Pakete versendet, die vom Sender 

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, ansonsten 

wird dieses Paket erneut versendet 

und zwar solange, bis die Empfangsbestätigung 

zurückkommt. Die 

Reihenfolge in welcher die einzelnen Datenpakete 

empfangen werden ist nicht 

wichtig – sie werden am Empfänger wieder 

richtig einsortiert. 

Als Analogie kann man sich TCP wie 

eine Amateurfunk-Verbindung zweier 

Funker vorstellen: der erste sendet einen 

größeren Text und wartet nach jedem 

Satz, dass der zweite Funker den 

empfangenen Satz mit einem „Roger“ 

bestätigt. Hat er diesen nicht verstanden, 

wird er eben noch einmal gesendet. 

Für Datenübertragung ist dieses Pro- 

1 

2 

3 

4 

tokoll ideal, denn es garantiert, dass die 

Daten korrekt und unversehrt ankommen. 

Für eine Live-Übertragung von Audio 

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 

150 TELE-audiovision International — The World‘s Largest Digital TV Trade Magazine — 09-10/2013 — www.TELE-audiovision.com 

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. 

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-

1 

deo das UDP Protokoll. Hier 

handelt es sich um ein stark 

vereinfachtes Protokoll, in 

dem die Datenpakete ohne 

Checksumme versendet werden. 

Außerdem erwartet der 

Sender keinerlei Rückmeldung 

vom Empfänger. Tatsächlich 

ist es dem Sender im 

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, 

Multicast-Modus sogar egal, 

wer überhaupt zuhört. 

Analog zu UDP kann man 

sich eine Radiosendung vorstellen: 

der Moderator liest 

die Nachrichten vor, ohne zu 

wissen wer zuhört und ohne 

zu wissen, wie gut der Empfang 

ist und ob der Zuhörer 


alle Sätze korrekt verstanden 

hat. 

Im Gegensatz zu TCP sollte 

man bei UDP über eine 

zuverlässige Netzwerkanbindung 

zwischen Sender und 

Empfänger verfügen, denn 

sonst kommt keine zuverlässige 

Sendung zustande. 

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). 

2 

3 

4

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 bietet 

jedoch zusätzlich einige 

Funktionen, die die Audio- 

und Video-Liveübertragungen 

enorm verbessern: 

- Identifikation der Daten 

- Zeitstempel zur Synchronisation 

zwischen Audio und 

Video 

- Einhaltung der Reihenfolge 

der MPEG Frames 

- Besonderer Umgang mit 

MPEG Key-Frames 

Es spricht alles dafür, RTP 

einzusetzen, wenn alle beteiligten 

Geräte dieses Protokoll 

unterstützen. 

Bei Multicasting wird ein 

Audio/Video-Stream einfach 

gesendet, ohne dass ein bestimmter 

Adressat angegeben 

wurde. Diese Sendung 

wird vom Netzwerk an alle 

Teilnehmer weitergereicht 

und diese können entscheiden, 

ob sie den Stream empfangen 

möchten, oder nicht. 

Dies ist natürlich immer dann 

sehr praktisch, wenn mehrere 

Benutzer denselben 

Stream empfangen möchten. 

Ohne dass weitere Netzwerk-Bandbreite 

zwischen 

dem Sender und dem Switch 

verbraucht wird, können so 

beliebig viele Benutzer zuschauen. 

Da der Switch allerdings 

sämtliche Datenpakete intern 

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 verschiedenen 

Benutzern noch weitere 

Daten untereinander ausge- 


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. 

tauscht werden. Wenn man 

dann zum Beispiel Benutzer 

2 gar nicht am Multicast 

teilhaben will, sondern eine 

größere Datei zum Benutzer 

3 senden möchte, kann es 

passieren, dass diese Datenübertragung 

nur zähflüssig 

oder eben gar nicht mehr 

funktioniert. Um Multicasting 

1 

einzusetzen, reicht es, als 

IP-Zieladresse eine beliebige 

IP-Adresse von 224.0.0.0 bis 

239.255.255.255 zu konfigurieren. 

Dieser Adressraum 

wird von allen beteiligten Geräten 

für Multicast verwendet. 

Ganz nebenbei: Multicast 

wird nicht nur für IPTV ge- 

2 

3

4. This graph shows the bandwidth 

during the captured transmission. Interestingly, 

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 

nutzt, sondern immer 

dann, wenn die gleichen 

Daten an mehrere 

Computer gleichzeitig 

gesendet werden sollen, 

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 hunderten 

von Computern 

deren Betriebssystem in 

einem Durchgang. 

Beim Unicasting wird 

der Stream im Gegensatz 

zum Multicasting 

vom Sender nur an einen 

gezielten Empfänger 

versendet. Dies hat 

den Vorteil, dass das 

Netzwerk für die restlichen 

Benutzer nicht 

belastet wird und deren 

Datenverkehr deshalb 

normal funktioniert. Im 

Switch werden die Daten 

zwischen den Eingängen 

des Servers und 

des Benutzers geleitet, 

die restlichen Ports des 

Switches bleiben jedoch 

frei. 

Nachteilig ist der Umstand, 

dass für jeden 

weiteren Benutzer der 

gesamte Stream separat 

erneut versendet 

werden muss. Schnell 

ist somit die verfügbare 

Bandbreite des Netzwerkes 

überlastet und 

after a few seconds. A regular operation 

was only possible using a 1000MBPS 

switch. 

6. Using DekTec’s StreamXpert software, 

which already has been tested 

in TELE-satellite 11-12/2012, together 

with the professional DekTec DTE-3137 

receiver, one has much more feedback 

about the IPTV broadcast. Notice 

the lower left corner: a graph shows 

5 6 


continuously the occupied network 

bandwidth. 

7. StreamXpert can show all possible 

information about the streamed 

transponder, including the programme 

clock reference (PCR), required for 

correct synchronization of audio and 

video. This allows editing the timestamps 

in order to compensate for any 

detected errors. 

4 

7

esonders 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) betreiben 

soll. Die Antwort ist 

nicht leicht, denn es hängt 

ultimativ davon ab, wie man 

IPTV und das Netzwerk nutzen 

möchte. Wenn lediglich 

verschiedene Receiver einzelne 

Transponder über Uni- 


8 9 

10 

11 

cast zu einem oder mehreren 

Multiplexer leiten sollen, dann 

kann durchaus ein 100MBPS 

Netzwerk ausreichen. Oftmals 

verfügen professionelle 

Receiver nur über 100MBPS 

Netzwerkschnittstellen, was 

in Anbetracht der Bandbreite 

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 Transponder, 

die im Durchschnitt 

50MBPS an Daten transportieren, 

auch ausreichen sollte. 

Auch alle uns bekannten 

IPTV-Receiver verfügen nur 

über einen 100MBPS Netzwerkanschluss. 

Warum also 

auf eine 1000MBPS Infrastruktur 

aufrüsten? Am Einfachsten 

lässt es sich so erklären: 

wenn Autos nur mit 

90 km/h fahren können, dann 

reicht im Prinzip eine Landstraße. 

Wenn aber viele Autos 

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 intern 

einfach viel mehr Daten 

verarbeiten. 

Möchte man eine Gemeinschaftsanalage, 

ein Hotel

oder ein Haus mit IPTV versorgen, 

bei dem das Netzwerk 

auch für andere Dienste 

(Internet, File Sharing, 

VOIP, usw.) zuständig sein 

soll, dann empfehlen wir 

ausdrücklich ein 1000MBPS 

Netzwerk. Dies gilt in heutigen 

Tagen sowieso als Standard 

und ein Upgrade von einem 

existierenden 100MBPS 

Netzwerk auf ein 1000MBPS 

Netzwerk sollte keine größeren 

Probleme bereiten, wenn 

es sich beim verlegten Kabel 

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 Switches 

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 verschaffen, 

lohnt es sich sogenannte 

„Netzwerk-Monitoring Programme“, 

oft auch „Netzwerk-Sniffer“ 

genannt, einzusetzen. 

Diese Programme 

protokollieren alle Datenpa- 

kete, die im Netzwerk versendet 

werden. 

Damit dies technisch möglich 

ist, muss man eine besondere 

Software einsetzen, 

die sich WinPcap nennt. Win- 

Pcap versetzt die Netzwerkkarte 

des Computers in den 

„promiscuos“ Modus, in welchem 

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 


12 

bekommen. Das bekannteste 

und beliebteste Programm 

zur Netzwerküberwachung 

ist Wireshark. Die Grundvoraussetzung 

ist WinPcap und 

schon kann der gesamte Datenverkehr 

protokolliert werden. 

So erkennt man schnell, 

welche IP-Adressen welche 

Pakete von welchen Computern 

anfordern, ob im Netzwerk 

Multicasting eingesetzt 

wird, welche Bandbreiten 

belegt werden, usw. Die gute 

Nachricht: WinPcap und Wireshark 

sind kostenlos. 

Sei es im Studio oder in der 

Kopfstation: IPTV etabliert 

sich zu einer omnipräsenten 

Lösung, wenn es um die Verteilung 

von Audio- und Video- 

Signalen geht. Es ergeben 

sich viele Vorteile, egal ob 

IPTV für die interne Verteilung 

innerhalb einer Kopfstation 

genutzt wird oder beim 

direkten Zuspielen zum Endkunden. 

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. 

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Fernsehen aus dem Netzwerk

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