TV over IP: Bricht das Netz zusammen?

Letzte Woche hatte ich überlegt, wie Google mit Hilfe der Kabelnetzbetreiber den Telcos das Leben schwer machen könnte. Kerngedanke dabei war es das Fernsehen komplett auf IP umzustellen. Dazu kam natürlich der Einwand: Das Internet wurde nicht für Fernsehen gemacht und kann die benötigten Datenmengen nicht bedienen. Dieses Argument möchte ich einmal näher betrachten und analysieren, was überhaupt an Bandbreite und Traffic benötigt würde, wenn Fernsehen auf IP umgestellt würde. Dazu gibt es drei Bereiche, die zu betrachten sind: 1) Die Bandbreite auf der Last Mile, 2) die Bandbreite im Backbone und 3) die Kosten.

Es gibt nicht genügen Bandbreite auf der „Last Mile“.

Ralf Becker hat zu hat richtigerweise folgenden Einwand zum Thema Bandbreite auf der letzten Meile angeführt:

Die Annahme, man könne die Kabel-TV-Leitungen wie beim IPTV der Telcos einfach auf IP umstellen funktioniert leider nicht – das ist der Todesstoß für das beschriebene Szenario. Einfacher Grund: im Gegensatz zur Telco-Line sind TV-Kabel shared medium, d.h. das Mehrfamilienhaus (und das ist das Groß der Anschlüsse) hat einmal die x Mbit oder eben das GBit, muss sich diese Bandbreite aber mit allen Parteien teilen.

Das Problem beim Kabel liegt daran, dass die Anschlüsse aufgesplittet und dann einzeln mit dem Backbone verbunden werden müssen, sobald die benötigte Bandbreite eines Kabelstrangs die verfügbare Kabelbandbreite überschreitet. Um zu beantworten, wann dies der Fall ist muss man zuerst betrachten, wieviel Bandbreite das Kabel überhaupt bereitstellen kann um dann daraus abzuleiten wieviele Haushalte ein Kabel bedienen kann.

Normalerweise stellt das Kabel zwischen 550 und 700 MHz an Spektrum bereit. Mit dem neuen Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) 3.0 Standard können beliebig viele Kabelkanäle (6 MHz in den USA und 8 MHz in Europa) für die Datenübertragung verwendet werden. Ein 6 MHz Kabelkanal stellt nach DOCSIS einen Downstream von 42,88 Mbps zur Verfügung. Würden die Kabelnetzbetreiber das komplette Spektrum für den Datenverkehr öffnen könnten sie somit eine Bandbreite zwischen 3,9 Gbps und 5 Gbps mit DOCSIS 3.0 erzielen. Die Kabelnetzbetreiber sind darüber hinaus gerade dabei neue Standards und Wege der Datenübertragung über Kabel jenseits von DOCSIS zu erforschen uns sind sehr optimistisch, dass damit noch deutlich mehr als 5 Gbps möglich sind. Sprich ein Kabel könnte – stand heute – auf jeden Fall mindestens 4-5 Haushalte versorgen, ohne gesplittet zu werden, damit ist es gar nicht mehr so unrealistisch auch Mehrfamilienhäuser damit abzudecken.

Neben den Restriktionen des Kabels wird gerne angeführt, dass die Bandbreite für HD nicht ausreichen würden, vor allem Marc Cuban wird nicht müde auf diese Probleme hinzuweisen:

Deal with it. Internet bandwidth to the home places a cap on the quality and simplicity of video delivery to the home, and to HDTVs in particular. Not only does internet capacity create an issue, but the complexity of moving HDTV streams around the home and tp the HDTV is pretty much a deal killer itself.

HD-Streams für digitales Kabel über DVB-C können maximal mit 64 Mbps codiert werden. Angenommen man wäre so vermessen und würde im Internet keine Codec-Optimierung betreiben und die Maximalstreams 1:1 gleich codiert ausliefern, könnte man mit 1 Gbps immer noch 15 HD-Streams parallel ausliefern, was für so ziemlich jeden Haushalt ausreichen sollte. Wahrscheinlich würden für die Mehrzahl der Haushalten bereits 500 Mbps oder weniger ausreichen.

Es gibt nicht genügend Bandbreite im Backbone.

Marc Cuban betont ebenfalls des öfteren, dass man das Internet bitte nicht mit Video- und TV-Traffic überlasten solle:

Of course the internet can support video, but it cant do it as well as the current digital cable and satellite distributors can, nor is there a profit model that would ever incent content providers to switch their content from the internet to TV. […] In the event some form of ubiquitous entertainment comes first , takes over the net and saturates it, how is the FCC going to solve the bandwidth traffic jam ? They wont ever be able to put the bandwidth genie back in the bottle. Screaming at broadband providers to spend the money wont work any better than screaming to expand highways helps to alleviate rush hour traffic.

Die Antwort auf diese Herausforderung ist deutlich schwieriger. Denn, wie groß ist der Bandbreitenbedarf wirklich? Was kostet es im Vergleich zu den traditionellen Übertragungswegen, und wieviel Traffic kann das Netz verkraften?

Nimmt man die deutschen TV Zuschauer (72,23 Millionen [Alle Zahlen zu Sehern, Haushalten, Sehdauer und Sehbeteiligung kommen von der AGF) und deren Sehdauer auf das Jahr gerechnet, so würde der Fernsehkonsum, wenn jeder einen einzelnen Stream mit 2 Mbps (das entspricht der YouTube HD Bitrate) empfängt, pro Jahr ca. 83.837.361 Terabyte (83,8 Exabyte) an Traffic verursachen. Dahingegen wären es 41.193.243 Terabyte (41,2 Exabyte) pro Jahr, wenn jeder Haushalt nur einen Stream für jeweils diese Sehdauer empfängt. Die korrekte Zahl liegt wohl irgendwo in der Mitte der beiden Extreme. Um die Zahl in Relation zu setzen kann man den gesamten Netz-Traffic betrachten. 2010 soll der globale IP Traffic 256,4 Exabytes sein. Damit würde TV über IP 32% bzw. 16% des gesamten IP-Traffic-Aufkommens 2010 ausmachen.

Die benötigte simultane Bandbreite liegt zwischen 32-65 Terabits pro Sekunde (Tbps), wenn man davon ausgeht, dass 45% der Haushalte und Seher simultan fernsehen. Zum Vergleich Akamais Traffic Peak lag bei 3,45 Tbps und der größte deutsche Internet Knoten DE-CIX hat bis jetzt einen Peak von 2 TBps verzeichnet. Aber es gibt Hoffnung: Cisco hat neue Router vorgestellt. Der CRS-3 kann 322 Tbps verarbeiten, das ist genügend Bandbreite, um jedem Chinesen einen gleichzeitigen Videoanruf zu ermöglichen.

Die Kosten

Doch nun zur wichtigsten Frage: Was würde es Kosten TV über IP zu verbreiten? Angesichts des Volumens ist es schwer einen Vergleichswert zu finden aber angenommen ein Gigabyte kostet genau soviel wie Netflix dafür bei Akamai bezahlt (1,5 Cent), dann würden die Auslieferung jedes Jahr zwischen 617 und 1.257 Millionen Euro kosten. Oder anders ausgedrückt kostet es 17,41 Euro im Jahr einen Zuschauer mit IP Streams zu beliefern, das wären 13% der 130 Euro, die die Sender jedes Jahr pro Zuschauer an Werbung einnehmen (9,39 Mrd. Euro Werbemarkt / 72,2 Mio Zuschauer).

Um die Kosten besser einschätzen zu können, auch hier ein paar Vergleichszahlen. SES Astra, der Satelliten-Betreiber, macht jedes Jahr mit Deutschen Kunden (PDF) 393,3 Millionen Umsatz. Kabel Deutschland machte Q2-Q4 2009 mit seinem Kabelgeschäft 677 Mio. Euro Umsatz (PDF). ProSiebenSat.1 hatte 2009 einen Marktanteil von 22% und Vertriebskosten (PDF) in Höhe von 396 Millionen (Unter den Vertriebskosten werden im Wesentlichen Übertragungskosten, Personalaufwendungen sowie Marketingaufwendungen ausgewiesen).

Fazit

Betrachtet man die drei Problemfelder sind wohl die Kosten und die Bandbreite auf der letzten Meile weniger das Problem als viel mehr die Backbone Kapazität, die durch die Umstellung von Broadcast auf IP enorm erhöht werden müsste. Im Moment kann das Internet wohl weder den Traffic noch die Peaks bedienen. Allerdings sind die Technologien vorhanden um es möglich zu machen und die erwartete Verfünffachung des Traffics in den nächsten fünf Jahren spricht eine deutliche Sprache wohin die Reise gehen wird. Wie Marc Cuban richtig anmerkte: Man kann den Geist nicht wieder in die Flasche zurückstecken ;)

9 Kommentare » Schreibe einen Kommentar

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  7. Schon mal was von multicast gehört? Das ist genau für solche szenarien gedacht…

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