Mediale Grundversorgung

Inhaltsverzeichnis

War der PC lange Zeit nur MP3-Konverter für den Ohrstöpsel-Blaster, verlagern digitale Video-Recorder und nicht zuletzt die TV-Digitalisierung per DVB-T auch das Film-Archiv auf die Festplatte. Warum soll man das Material nach Schnitt, Authoring und Konvertierung dann eigentlich noch auf Silberscheiben brennen?

In erster Linie deshalb, weil ein Fernsehabend auf dem Bürostuhl vor dem Monitor des brummenden PC nicht gerade unsere Vorstellungen von Gemütlichkeit trifft. Dann doch lieber mit einer Silberscheibe ab ins Wohnzimmer: Hier präsentiert der 50-Euro-Universal-Player, der alle DVD- und CD-Varianten frisst, Musik, Videos und Fotos auf Fernseher und HiFi-Anlage. Aber es geht auch anders.

Statt über physische Datenträger ist ein Streaming-Client als Abspielgerät per Netzwerk mit dem Archiv-PC verbunden und ruft Inhalte bei Bedarf als Datenstrom ab. Er sorgt für die Wandlung der Daten in das Ausgabesignal für Fernseher oder Stereoanlage. Ein Streaming-Client muss folglich nicht nur eine bequeme Navigation durchs Medienangebot bieten, sondern auch alle auf dem PC üblichen Medienformate wiedergeben können.

Der ideale Streaming-Client wäre folglich ein vollwertiger PC, der neue Formate jederzeit per Software-Update oder durch neue Steckkarten für Audio- und Video-Wiedergabe dazulernt. Nur will man genau diesen Universal-PC, der lärmt und selten ins Wohnambiente passt, nicht haben. Außerdem müsste man eben diese Universalität eines PC auch teuer bezahlen, obwohl nur seine Multimedia-Künste gefragt sind.

Als Ausweg aus diesem Dilemma suchen die Hersteller wohnzimmerverträglicher Streaming-Clients nach dem bestmöglichen Kompromiss. Dass sie dazu recht unterschiedliche Wege beschreiten, kann nicht verwundern und schlägt sich auch in unserem Test ab Seite 96 nieder. Um die Formatvielfalt in den Griff zu bekommen, gibt es zwei grundverschiedene Ansätze: Im einen Fall sorgt man dafür, dass das Abspielgerät stets die wichtigsten Formate direkt beherrscht. Im anderen Fall kümmert sich eine Konvertersoftware auf dem Server-PC darum, dem Client unbekanntes Material während der Übertragung in ein geläufiges Format zu wandeln. Eine solche Konvertierung ist allerdings verlustbehaftet - bei diesem Verfahren sind also stets Einbußen der Wiedergabequalität zu erwarten.

Der Netzwerkspaß endet aber - wie üblich - beim Thema Kopierschutz. Die MPEG-Daten gekaufter Video-DVDs finden keineswegs den Weg zum Streaming-Client, selbst dann nicht, wenn auf dem Server-PC ein legaler DVD-Player installiert ist und der Film sich dort sehr wohl anschauen lässt. Da die DVD-Spezifikation aber gleich an mehreren Stellen Verbote vorsieht, die eine Entschlüsselung aus der Ferne betrifft, verwundert es nicht, dass nur die wenigsten Streaming-Clients überhaupt VOB-Dateien als Medien in Betracht ziehen.

Immerhin gibt es erste Ansätze für hochaufgelöstes Video (High Definition). Die kommerziellen DVD-ROMs mit Filmen im Windows-Media-Format sind per Digital Rights Management (DRM) geschützt und derzeit ausschließlich auf PCs abspielbar. Hier ist der Wunsch, die Filme ohne PC vom Sofa aus anschauen zu können, besonders groß. In diesem Fall muss der Client ein recht komplexes DRM-Handling online abwickeln können.

So wird auch im vollvernetzten Heim noch so mancher DVD-Player sein Gnadenbrot fristen dürfen, erst recht, wenn High-End-Audioformate wie DVD-Audio oder SACD ins Spiel kommen. Das wird sich vermutlich mit neuen Playern für HD-Filme, wenn die demnächst auf Blu-ray-Disc oder HD-DVD in den Handel kommen, ähnlich verhalten. Aber auch von der Consumer-Elektronik-Branche seit Jahren angekündigte Rundum-Lösungen lassen wohl noch einige Zeit auf sich warten (siehe Kasten).

Ist und Soll

Wenn es indes um den großen Pool ungeschützter Inhalte aus TV-Aufzeichnungen und ungeschützte DVDs geht, kann ein heimisches Audio-Video-Netzwerk bereits heute Beachtliches bieten. Anhand zweier Beispielprojekte beleuchten wir den Weg von der Idee zur Realisierung eines Heimunterhaltungsnetzes.

In Wohnung A ist bereits ein WLAN aktiv, da die Bewohner neben dem PC auch ein Notebook nutzen, um kabellos über ihren DSL-Zugang zu surfen. Man legt hier besonderen Wert auf Datensicherheit, da ins Netzwerk auch das Heimbüro integriert ist. Die Bewohner setzen in ihrem WLAN WPA-Verschlüsselung ein, um ihr Netz gegen drahtlose Schnorrsurfer und Datenspäher abzuschotten. In diesem Haushalt läuft ein ausgemusterter Rechner im Dauerbetrieb und nimmt als Videorecorder zeitgesteuert via DVB-T-Karte Fernsehsendungen auf die Festplatte auf. Im Wohn- und Schlafzimmer will die Familie in Zukunft Videos anschauen und auch im Kinderzimmer soll es einen Audio-Streaming-Client für die Tochter geben.

Die Wohnung für Projekt B ist lediglich mit einem PC und einem DSL-Modem ausgestattet. Die Bewohner hegen ein besonderes Faible für Musik und wollen ihre MP3-Sammlung in allen Räumen der Wohnung ohne Umstände genießen. Zudem begeistert sie die Bildqualität von High-Definition-Videomaterial (HD): Ein Freund aus den USA versorgt sie mit HD-Mitschnitten ihrer Lieblingsserie. Im Wohnzimmer soll in Zukunft ein HD-Beamer für Kino-Feeling sorgen, während sie sich im Schlafzimmer mit ihrem alten Fernseher begnügen.

Datenpfad, Datenautobahn

Für Projekt B muss überhaupt erst mal ein Netzwerk installiert werden, das für Projekt A in puncto Reichweite und möglicherweise in der Transferleistung ausgebaut werden. Das Videomaterial bestimmt die minimal erforderliche Datentransferrate im Netz. Da Videos mit variabler Bitrate komprimiert werden, geben die punktuellen Höchstlasten vor, was das Netz leisten muss. Sonst beginnt das Bild bei actionreichen Sequenzen zu ruckeln.

Projekt B mit der Option auf HD-Streaming muss daher so ausgelegt sein, dass es nicht nur dem durchschnittlichen Datenstrom von 15 MBit/s, sondern auch den Spitzen bis 20 MBit/s gewachsen ist. Zusätzlich soll noch Luft für einen parallel laufenden Standard-Videostrom mit etwa 6 MBit/s bleiben.

Audiomaterial gibt sich demgegenüber recht anspruchslos. Mit 1,4 MBit/s könnte man Musik direkt in CD-Qualität übers Netz schicken. Die übliche MP3-kodierte Musik schlägt mit 128 bis 192 kBit/s zu Buche, ist also fast zu vernachlässigen. Mit rund einem Drittel Reserve wurde für Wohnung B eine Mindestrate von 35 MBit/s veranschlagt, für Wohnung A ohne HD-Anforderungen 15 MBit/s.

Zur Vernetzung stehen derzeit die klassische Festverkabelung per Ethernet, über die Stromleitung per Powerline Communication (PLC) und per Funk mittels WLAN zur Wahl. Die von den Herstellern angegebenen Brutto-Datenraten geben dabei nur einen Anhaltspunkt für die tatsächlich erzielbaren Werte (siehe Tabelle auf S. 95).

Wenn der Griff zum Schlagbohrer nicht tabu ist, können beide Projekte problemlos mittels Ethernet-Kabel abgewickelt werden. Die etablierte 100-MBit/s-Technik bietet mit Nettoraten von 98 MBit/s satte Reserven, ist billig, zuverlässig und vor allem (abhör-)sicher. Kommen Löcher und (meist sichtbar) verlegte Kabel nicht in Frage, bleiben WLAN und Powerline.

Auf die beiden letzteren Verfahren haben die baulichen Gegebenheiten Einfluss. Bei Wohnung A handelt es sich um einen 60er-Jahre-Bau mit stahlbewehrten Betonwänden. Die gesamte Elektrik stammt aus dem Jahr 1964. In der Altbauwohnung B wurden 1999 komplett neue Leitungen, Sicherungen und Steckdosen installiert.

WLAN nach dem 802.11b-Standard mit 4-6 MBit/s Netto-Bitrate ist offensichtlich zu langsam. 802.11g-WLAN mit 54 MBit/s bringt es netto auch mit dem fixesten WLAN-Router (siehe etwa [1]) lediglich auf eine maximale Bitrate von 24 MBit/s, und die auch nur unter idealen Bedingungen bei etwa 1 m Funkstrecke. Immerhin besteht die Chance, dass sich damit die Bedürfnisse von Projekt B erfüllen lassen.

In der Altbauwohnung B brachten wir es mit unserem Equipment (Asus-Router, Notebook) aber nur maximal auf eine Datenrate von 12,9 MBit/s beim gebräuchlichen TCP-Streaming. In Wohnung A hingegen erreichen wir maximal 15 MBit/s. Leider werden diese Durchsatzraten längst nicht überall erreicht, sondern sie sind positionsabhängig. Ein Höhenmeter oberhalb des Routers lag die Durchsatzrate in Wohnung B generell 3 MBit/s höher. Das hilft wenig, da man die meisten Streaming-Clients mit ihren integrierten Antennen nicht beliebig im Raum positionieren kann.

Bei der Vernetzung per Stromleitung kommt das derzeit gängige HomePlug 1.0 mit 14 MBit/s brutto nicht in Betracht. Das „MicroLink dLAN Highspeed Ethernet“ von devolo indes verspricht 85 MBit/s brutto, Konkurrent Corinex mit dem Powerline 200 AV sogar 200 MBit/s brutto. Letzteren setzten wir in einer Vorabversion ein, im Handel sollte es ursprünglich schon Ende Mai sein.

In unseren Wohnungen brachte es die devolo-Lösung auf maximal 38, die Corinex-Lösung auf 68 MBit/s nutzbare Nettotransferrate - im Mittel lagen die Werte allerdings in beiden Wohnungen deutlich niedriger (siehe Tabelle).

Auf der alten Verkabelung in Wohnung A liegt der Durchsatz generell unter den Maximalwerten, die sich in Wohnung B erzielen ließen, doch deren neue Leitungen helfen auch nur bedingt, denn hier sind größere Entfernungen zu überbrücken - von Zimmer zu Zimmer sinkt die Datenrate. Während wir im Wohnzimmer in direkter Nähe zum Server noch mit Corinex’ Powerline AV 200 noch 68 MBit/s erreichen, sinkt der Durchsatz im Schlafzimmer schon auf 51 MBit/s. Mit anderen Geräten an einer Mehrfachsteckdose angeschlossen erreicht man hier sogar nur noch 41 MBit/s - ein Strom- ist eben kein Datennetz.

Hinzu kommt, dass auch der Parallelbetrieb mehrerer PowerLine-Adapter im gleichen Netzwerk den Durchsatz senkt, da es sich - wie bei WLAN - um ein „Shared Medium“ handelt, bei dem sich die Stationen die verfügbare Bandbreite teilen müssen. Auch sollten die Adapter möglichst allein eine Wandsteckdose belegen, da Mehrfachsteckdosen mit anderen Verbrauchern die erzielbare Datenrate um 10 MBit/s und mehr senken können.

Resümee

WLAN erscheint für beide Beispielwohnungen als keine geeignete Lösung, auch wenn für Wohnung A ohne HD-Ambitionen ein WLAN mit 108 MBit/s (brutto) in Betracht gezogen werden könnte. Diese Lösungen sind aber heute immer noch proprietär, erfordern also gleichartige Sender und Empfänger. Und da die Streaming-Clients diese Modi nicht immer beherrschen, müsste man jeweils vor Ort von WLAN auf Ethernet umsetzen, um die Clients zu erreichen.

WLAN wird in diesem Fall außerdem zum Sicherheitsrisiko, weil die meisten Streaming-Clients nur die schwache WEP-Verschlüsselung beherrschen, die sich in wenigen Minuten knacken lässt. Das wäre kein großes Drama, wenn damit nur Filme oder Musik nach außen dringen würden. Sowie aber nur ein schwach verschlüsselnder Funker im Netz läuft, erlaubt er den Einstieg in das gesamte Netz - also auch Zugriff auf alle persönlichen Daten auf allen gerade im Netz eingeloggten PCs und Notebooks.

Mit Powerline lässt sich aktuell mehr erreichen, aber in unseren beiden Beispiel-Wohnungen werden die Reserven selbst mit der jüngsten Technik knapp, wenn damit alle Räume von einem zentralen Server aus erreicht werden sollen. Abhilfe ließe sich hier durch eine Kombination aus fest verkabeltem Ethernet und PowerLine schaffen: ein Adapter an den Ethernet-Router, einer an den Streaming Client. So kann man besonders aufwendige Mauerdurchbrüche per Powerline umgehen und alle unkomplizierten Strecken per Ethernet verkabeln.

Der richtige Server

In Wohnung A steht mit dem zum Videorecorder umgerüsteten Alt-PC auf Windows-XP-Basis schon ein Rechner im Heimnetz, der als Server dienen kann. Wenn in diesem Haushalt ein Streaming-Client gekauft wird, kann man davon ausgehen, auch passende Server-Software im Karton zu finden.

Wer indes ein Mac- oder Linux-System einsetzen will, kann auf Serversoftware nach dem UPnP-AV-Standard für Streaming-Clients zugreifen (siehe S. 106). Damit ist zudem (theoretisch) sichergestellt, dass Clients verschiedener Hersteller in das Netz integriert werden können.

Der Einsatz eines Altrechners als Server erspart zwar Neuanschaffungen, birgt allerdings einen Nachteil: Zum Umkodieren von Video in Echtzeit sind alte Rechner in der Regel zu schwach. Bei der Anschaffung muss Familie B also darauf achten, dass der Client alle gewünschten Formate direkt dekodieren kann.

In Wohnung B besteht eine grundsätzliche Abneigung dagegen, einen vollwertigen PC Tag und Nacht als Server in Betrieb zu lassen. Als Kompromiss hat man ein NAS-System gewählt (Network Attached Storage, siehe Kasten). Vorkonfigurierte Produkte wie die Intradisk mit 250-GByte-Festplatte haben auf ihrem Embedded-Linux bereits einen UPnP-AV-Server vorinstalliert. Das Gehäuse ist passiv gekühlt und im Schlummermodus, in den das Gerät automatisch verfällt, wenn es nicht benutzt wird, verbraucht die kompakte Medienbibliothek nur 13 Watt.

Energiesparende, kompakte und leise Server-Lösungen lassen sich auch mit EPIA-Systemen realisieren. Die Mini-PC-Systeme mit 17 cm x 17 cm Platinenmaß kann man bis 600 MHz problemlos passiv kühlen. Im Stand-by bei angehaltenen Festplatten verbraucht ein solches System etwa 15 Watt. Mit den erwähnten Konsequenzen für Client- und Softwareauswahl kommt auch ein iMac mini in Betracht.

Fazit

Beim Aufbau eines Heimunterhaltungsnetzes gibt es auch im Jahre 2005 noch etliche technische Probleme, aber sie sind - bis auf ein paar prinzipielle DRM-Blockaden - immerhin lösbar. Dennoch werden sich die Aussteller auf der IFA sicherlich noch einige unbequeme Fragen zum Thema „Konvergenz von Computer- und Consumer-Technik“ stellen lassen müssen.

Die Praxis zeigt ferner - nicht ganz unerwartet -, dass das gute alte Ethernet immer noch die probateste Variante für eine schnelle, universelle und sichere Vernetzung ist. Die nächste WLAN-Generation, die nicht nur schneller, sondern auch sicherer sein soll, dürfte allerdings auch im AV-Umfeld als brauchbare Alternative taugen - wenn denn die Clients in puncto Verschlüsselung mitziehen.

PLC bietet schon in der heute erhältlichen Form eine interessante Ergänzung: Unproblematisch in der Installation und auf kurze Entfernung leistungsfähig genug zum Streamen von Videos. Für die kommenden, schnelleren Varianten gibt es mehrere konkurrierende Ansätze: HomePlug AV, das von uns getestete Powerline AV200 und Panasonics HD-PLC. Leider sind alle Verfahren proprietär, also nicht zueinander kompatibel. Immerhin besteht die Hoffnung, dass die IEEE Working Group in naher Zukunft einen Standard für schnelles Powerline verabschiedet - dann gibt es in Zukunft vielleicht sogar direkt damit kompatible Streaming-Clients. Bei der Wahl des Clients hilft Ihnen der nachfolgende Vergleichstest.

Literatur

[1] Ernst Ahlers, Johannes Endres, Geschwinde Gesellen, 19 Funk-Router für schnelle T-DSL-Zugänge, c't 23/04, S. 166

[2] Ernst Ahlers, Filme aus der Steckdose, Datenübertragung per Stromleitung wird videofähig, c't 7/05, S. 176

"IFA-Trends 2005"
Weitere Artikel zum Thema IFA-Trends 2005 finden Sie in der c't 18/2005:
Die Trends der IFA 2005	S. 18
Digitalfernsehen und -radio	S. 20
Universal-Recorder und A/V-Netze	S. 23
Display und Projektoren für HDTV	S. 30
Handy als Musikmaschine, Digicam und Mini-Fernseher	S. 33
Audio/Video-Heimnetz in der Praxis	S. 92
A/V-Streaming-Clients auf dem Prüfstand	S. 96
Die technische Infrastruktur fürs digitale Heim	S. 106

---

Wo bleiben die Wohnzimmer-Server?

Bereits auf der Consumer Electronics Show 2003 präsentierten die Unterhaltungselektronik-Konzerne Panasonic, Pioneer und Samsung Prototypen ihrer „Home Entertainment Networks“. Hier liefert ein Server in Form einer um Massenspeicher und Netzwerk-Schnittstelle erweiterten HiFi-Komponente Audio- und Videodaten an Clients in alle Ecken der Wohnung. Die AV-Zentralen mit wohlklingenden Namen wie „AVC Home Media Server“ (Panasonic), „DigitaLibrary“ (Pioneer) und „Home AV Center“ (Samsung) sollten nach den damaligen Angaben der Entwickler spätestens 2004 marktreif sein. Tatsächlich erschienen ist bislang keiner.

Stattdessen zeigen die Hersteller auf verschiedenen Messen neue Prototypen, die in immer hübscheren Gehäusen stecken und stets mit der angesagtesten Technik ausgestattet sind: HDTV ist mittlerweile bei allen Projekten Pflicht; Panasonic tauschte zur CES 2005 Anfang Januar passend dazu den bisherigen DVD-Brenner im AVC gegen ein Blu-ray-Disc-Laufwerk aus. Realität geworden sind im Unterhaltungselektronik-Sektor nur Audio-Server wie Yamahas MusicCast-System oder der neue „Wireless Music Server“ von Philips.

Die Konzepte aus der Unterhaltungselektronik verblüffen immer wieder durch Widersprüche. Auf der einen Seite findet man Streaming-Clients, die Videodaten vom PC ins Wohnzimmer transferieren, auf der anderen Seite DVD-Harddisc-Recorder, die sich dank Funktionen wie Pioneers „Digital Audio Jukebox“ (Audio-CDs werden automatisch auf die eingebaute Festplatte überspielt) immer mehr in Media Center verwandeln - denen aber dennoch die Netzwerkverbindung zu verwandten Clients verwehrt bleibt.

Pfadfinder

Doch genau die Vernetzung sei das Problem, so die Hersteller. Beim PC ist sie heute selbstverständlich. Das Know-how dazu ist beim Anwender ebenso vorhanden wie die Bereitschaft zu einer aufwendigen Verkabelung. Käufer der „braunen Ware“ schimpfen hingegen schon über lästige Lautsprecherstrippen bei 5.1-Boxensets. Einzig bei Neubauten und Sanierungen lassen sich die Strippen problemlos unsichtbar verlegen - eine Nische, die auch Yamaha mit einem In-Wall-Client für sein MusicCast-System bedient.

Ruhten Anfang 2003 die Hoffnungen noch auf der drahtlosen Datenübertragung via WLAN-Standard 802.11g, räumten die Entwickler ein Jahr später ein, dass man damit nicht immer alle Räume eines Hauses wie gewünscht erreiche. Ruckelnde Videos im Schlafzimmer, das sich dummerweise zu weit weg vom Wohnzimmer befindet, in dem der Server residiert, widersprechen dem etablierten „Auspacken und läuft“-Prinzip der Unterhaltungselektronik.

Beim AVC-Server setzt Panasonic daher nun auf Powerline Communication. Die Japaner präsentierten auf der CeBIT 2005 sogar eigene HD-PLC-Module.

Samsung setzt nach eigenen Angaben auf Datenübertragung via vorhandenem Koaxialkabel („IP over coax“, meist über TV-Kabel) oder Telefonleitung (Home Phoneline Networking Alliance, HomePNA). Doch was mit der in amerikanischen Häusern vorherrschenden Bus-Verkabelung mit mehreren Telefonanschlüssen an einer Leitung klappt, läuft über die die in Deutschland üblichere Stern-Verkabelung nicht.

Bis zur endgültigen Lösung propagiert Panasonic ein „Netzwerk zu Fuߓ: So wirbt das Unternehmen für den einfachen Austausch von Audio- und Videodaten zwischen verschiedenen Gerätekategorien wie DVD-Videorecorder, d-snap-Camcordern und Digital-TVs über Speicherkarten - mit superschnellen SD-Cards (20 MBit/s Datenrate) bald auch in HDTV.

Die Netto-Falle
Wohnung A	brutto	netto
WLAN 802.11g	54 MBit/s	8,5 MBit/s
devolo	85 MBit/s	19,6 MBit/s
Corinex	200 MBit/s	49,3 MBit/s
Wohnung B	brutto	netto
WLAN 802.11b	11 MBit/s	3,7 MBit/s
WLAN 802.11g	54 MBit/s	10,6 MBit/s
devolo	85 MBit/s	25,9 MBit/s
Corinex	200 MBit/s	52,9 MBit/s

(sha)