"Autobahn" für hochauflösende Web-Filme

Das Web ist längst zum Videomedium geworden. In den USA und anderswo werden wichtige TV-Shows als Streams angeboten und YouTube zeigt inzwischen politische Debatten. Das Problem: Noch ist die Bildqualität nicht immer optimal, selten so gut wie auf dem Fernseher oder gar bei einer DVD. Wartezeiten für das so genannte Buffering und Verbindungsabbrüche gehören zum Alltag.

Der US-Anbieter Swarmcast will das Problem nun verteilt angehen. Die Firma aus Minneapolis hat ein Produkt mit dem schönen Namen "Autobahn HD for Flash" entwickelt, das Video-Downloads und Streams beschleunigen und die Bildqualität bei den meisten Nutzern verbessern soll. "Wir konzentrieren uns darauf, das Internet in eine echte Alternative zu Kabel- und Satelliten-TV zu verwandeln", sagt Firmenchef Justin Chapweske.

Das Problem langsamer Downloads und schlechter Audio- und Videoqualität ist alt: Reduzierte Bandbreiten, ob nun wegen schlechter Anbindung im drahtlosen Netz des Benutzers oder Überlastung der Server des Inhalteproduzenten, schränken den Filmgenuss ein. Die größten Fortschritte im Bereich Online-Video wurden daher in den vergangenen Jahren über das Einschmelzen der nötigen Bandbreite gemacht – ob es nun die Einführung von besserer Bildqualität im weit verbreiteten Flash-Format von Adobe oder die Nutzung des verbesserten Kompressionsformates H.264 im Online-Videoladen von Apple war.

Parallel dazu entstanden neue Methoden, um die verfügbaren Leitungen besser auszunutzen. Swarmcast und sein Hauptrivale Move Networks gehören zu den Firmen, die sich auf diesem Gebiet versuchen. Sie sind zwischen den großen "Content Delivery Networks" (CDNs) wie Akamai, die sich auf die Auslieferung großer Datenmengen auf der ganzen Welt spezialisiert haben, und kleinen (aber komplex aufgebauten) Peer-to-Peer-Anbietern (P2P) angesiedelt. Swarmcast wie Move Networks bieten Streaming-Dienste an, die die Videoqualität anhand der Netzwerkverbindung festlegen, sodass sie immer öfter an das TV-Bild herankommt. Move Networks hat bereits die großen US-Sender ABC und Fox als Kunden. Swarmcast wiederum sorgt für die Verteilung der Web-Live-Übertragungen des US-Baseballverbandes MLB, die regelmäßig Hunderttausende (wenn nicht gar Millionen) anziehen.

"Den Leuten liegt etwas an der Bildqualität. Das wird aber teuer, wenn man nicht auf intelligente Netzwerke setzt", sagt James McQuivey, Analyst beim IT-Marktforscher Forrester Research. Angebote wie die von Swarmcast seien mittelfristig gute Lösungen. "Die Technik ist zwar nicht so effizient wie P2P-Verfahren, aber die Vorteile sind ähnlich."

"Autobahn HD for Flash" setzt dabei auf verschiedene Komponenten. Die erste, ein Werkzeug zur Netzwerkbeschleunigung, wurde bereits seit Längerem angeboten – es ermöglicht Endkunden, die Video-Stream-Qualität verschiedener Websites zu verbessern und Downloads in iTunes zu beschleunigen. Diese Technologie wird nun auch auf das Flash-Format übertragen.

Um die Beschleunigungsfunktion anbieten zu können, verteilt Swarmcast die Videos über verschiedene traditionelle CDNs wie Akamai, CDNetworks und Limelight. Zum Zugriff benutzt der Kunde dann eine spezielle Player-Software, die im Hintergrund läuft und immer anspringt, wenn Videos im Browser gezeigt werden.

Wird nun ein "Autobahn HD"-fähiges Video betrachtet, verbindet sich die Software mit mehreren Kopien dieser Datei gleichzeitig. Einzelne Teilstücke kommen dann über verschiedene Netzwerke zum Kunden und werden dann auf seinem Rechner "on the fly" zu einem Stream zusammengesetzt.

Dieses so genannte "Swarming" wird auch bei P2P-Programmen wie Gnutella und Bittorrent verwendet und auch bei (urheberrechtsfreundlicheren) Diensten wie Akamai Red Swoosh sowie VeriSign Kontiki eingesetzt. Im Gegensatz zu diesen Diensten werden die Rechner der Nutzer bei "Autobahn HD" aber nicht als Zwischenspeicher oder Server mitverwendet.

Zweite Hauptinnovation bei "Autobahn HD" ist ein bitratenangepasstes Streaming. Dabei werden verschiedene Versionen eines Videos in mehreren Qualitätsstufen kodiert. Die Software auf dem Nutzerrechner prüft dann die örtliche Verbindung und zieht den passenden Stream.

Der Datenstrom kann sich so bei veränderten Netzwerkkonditionen anpassen. Dann startet ein Video vielleicht etwas verschwommener, um dann bei gleich bleibend guter Verbindungsqualität schärfer zu werden. Gibt es dann später Probleme, etwa wenn ein anderer Nutzer zu viele Ressourcen im Netz in Anspruch nimmt, schaltet die Software wieder auf den alten Stream mit geringerer Qualität zurück. Ruckeln tut es nicht.

Dieser Aspekt hilft dabei, das "Instant-on"-Gefühl des Fernsehens nachzubilden, wie McQuivey sagt. Ein Stream mittlerer Qualität startet dadurch nahezu sofort und wird innerhalb der nächsten paar Sekunden schärfer. Ein sofort hochauflösender Stream würde den Nutzer hingegen zunächst warten lassen.

Keine dieser Methoden garantiert allerdings eine perfekte Videoqualität. Swarmcast erlaubt es seinen Nutzern ähnlich seinen Konkurrenten nur, ihre Verbindung effizienter zu nutzen. Ist die weiterhin stark belastet, muss zwischengespeichert werden oder es kommt zu pixeligen Bildern.

Um die Technik populär zu machen, bietet Swarmcast seinen Flash-Player auch im Quellcode kostenlos an, sodass Entwickler ihr eigenes, angepasstes Interface schreiben oder Komponenten wie Routinen für Werbeeinblendungen integrieren können. Außerdem werden in einer Werbeaktion zur Einführung der Technik Inhalte kostenlos im Netzwerk vorgehalten, um Medienkunden von den Vorteilen zu überzeugen.

Ein gewisses Interesse ist zwar zu spüren, doch viele Videofirmen suchen bereits woanders nach Verbesserungen der Qualität. Dazu gehört die weitere Verbreitung der erwähnten Kompressionstechnik H.264, wie sie bei iTunes verwendet wird – Adobes neuer Flash-Player beherrscht sie ebenfalls und dürfte als Plattform zur schnellen Verbreitung dienen. Schon durch H.264 allein soll die Bildqualität deutlich besser werden, bei bestehenden Leitungen.

Die Technologie, die auch MPEG 4-Video oder AVC genannt wird, ist der jüngste in der langen Liste der Videostandards vom Gremium Moving Pictures Experts Group (MPEG). In der Flash-Variante setzt die Technologie verstärkt auf Hardware zum Dekodieren und bietet eine deutlich bessere Bildqualität bei niedrigen Bitraten als die meisten älteren Technologien.

"H.264 ist das vielversprechendste System, das sich derzeit abzeichnet", meint Joseph Papa, Technik-Vzepräsident beim Video-Hoster Veoh Networks aus Los Angeles. Systeme wie die von Swarmcast böten dagegen nur schrittweise Verbesserungen. "Da gibt es dann je nach Netzwerkverbindung bessere Bilder, doch revolutionär ist das nicht." (bsc)