Saarbrücken, Marburg 26.2.2011 (pm/red) Immer mehr Menschen nutzen das Internet, um Kinofilme, Fernsehserien oder Live-Sendungen aus dem Sport am heimischen Fernseher anzuschauen. Dabei setzt sich HD-Qualität, also hochauflösendes Fernsehen immer mehr duch. Im Gegensatz zur Fernsehübertragung per Antennenkabel oder Satellit bietet das Internet jedoch keine Garantie dafür, dass Videodaten auch in hoher Qualität beim Verbraucher ankommen. Schuld daran ist das so genannte Transport-Protokoll im Internet, das die Datenübertragung regelt. Es wurde ursprünglich nur für Texte und Bilder entwickelt und ist daher für komplexe Multimedia-Daten nur bedingt geeignet. Saarbrücker Forscher haben jetzt ein eigenes Transport-Protokoll entwickelt, mit dem man vorhersagen kann, welche Bildqualität beim Kunden ankommt.
Es berücksichtigt dabei die unterschiedlichen Strukturen der einzelnen Netzwerke, vom Breitbandanschluss bis hin zum Mobilfunk. Die Wissenschaftler werden die Entwicklung gemeinsam mit dem Intel Visual Computing Institute der Saar-Uni vom 1. bis 5. März auf der Computermesse Cebit in Hannover am saarländischen Forschungsstand (Halle 9, B 43) vorstellen.

TCP/IP-Protokoll ist für Bild- und Textübertragung ausgelegt

Die heutige Struktur des Internets stammt aus einer Zeit, als man nur Texte und Bilder zwischen Computern austauschte. Dafür wurde das Transport-Protokoll im Internet, TCP/IP, geschaffen, das auch jetzt noch die Datenübertragung regelt. „Die Daten werden dabei nicht alle auf einmal gesendet, sondern vor dem Abschicken in einzelne Pakete aufgeteilt. Nach jedem gesendeten Paket fragt der Computer nach, ob der Empfänger dieses auch erhalten hat“, erklärt Thorsten Herfet, Professor für Nachrichtentechnik der Universität des Saarlandes. Bei Texten und Bildern kommt es dabei nicht auf kleine zeitliche Verzögerungen an, anders sieht das bei Multimedia-Daten aus. „Wenn bei Videodaten die gesendeten Pakete zu spät ankommen oder auf dem Transportweg verloren gehen, verschlechtert sich die Bildqualität. Bei einer Fernsehübertragung darf beispielsweise nur jedes millionste Datenpaket fehlen, wenn man das Niveau von Satellitensendern halten möchte“, sagt Thorsten Herfet.

Neues Transportprotokoll bezieht Übertragungswege ein

Sein Forscherteam an der Saar-Uni und dem Intel Visual Computing Institute in Saarbrücken hat daher ein eigenes Transportprotokoll entwickelt, das den Übertragungsweg der Datenpakete besser überwacht. Die Daten passieren nämlich während ihres Transports von der Quelle zum Verbraucher ganz unterschiedliche Netzwerktypen, angefangen bei leistungsfähigen Glasfaserverbindungen über Breitband-DSL-Anschlüsse bis hin zu kabellosen Heimnetzwerken oder dem mobilen UMTS-Empfang. „Jedes dieser Netzwerke hat besondere Eigenschaften und behandelt die Daten auf andere Weise. Die traditionellen Protokolle ignorieren diese Vielfalt und kontrollieren die Übertragung nur an den Endpunkten, also bei der Quelle und beim Empfänger“, kritisiert Professor Herfet. Sein Team nutzt hingegen mehrere Kontrollknoten auf dem Transportweg, um die Eigenheiten jedes Netzwerkes besser zu berücksichtigen.

Überwachungsverfahren der Datenströme vielseitig einsetzbar

„Bildlich gesprochen entwickeln wir ein Navigationssystem für Pakete im Internet, damit wir wissen, ob sie gerade in hohem Tempo über die Autobahn rasen oder durch Ampeln verzögert ankommen“, sagt Herfet. Die neuen Verfahren der Saarbrücker Nachrichtentechniker lassen sich aber nicht nur auf die Internet-Übertragung von Videos und Fernsehsendungen anwenden. Auch in der Telemedizin oder bei Onlinespielen kommt es darauf an, Multimediadaten effizient und zuverlässig zum Ziel zu bringen. Außerdem können damit künftig auch hoch aufgelöste Fernsehbilder in 3-D im Internet übertragen werden.

Hintergrundinformation Visual Computing

Das Intel Visual Computing Institute (IVCI) wurde vor zwei Jahren als gemeinsame Forschungseinrichtung des Halbleiterherstellers Intel, der Universität des Saarlandes, des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und der Max-Planck-Institute für Informatik und für Softwaresysteme eingerichtet. Das Thema Visual Computing treibt heute die Hardware- und Software-Industrie voran und spielt eine zentrale Rolle in Wirtschaft und Forschung. Es umfasst eine breite Palette von Themen, bei denen es vor allem darum geht, wie visuelle oder andere Informationen analysiert, verarbeitet, übertragen und dargestellt werden können. Auch für die sogenannte Tele-Medizin, bei der Ärzte an verschiedenen Orten über Befunde beraten oder sogar bei Operationen von woanders assistieren, hat hochwertige und sichere Datenübertragung im Live-Stream wachsende Bedeutung.