Das Märchen von der hohen HD-Bitrate

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AW: Das Märchen von der hohen HD-Bitrate

Was sind millibit/s? 42,5 mbit/s sind 0,0425 bit/s und da Bits entweder 0 oder 1 sind, müssen das 0 bit/s sein. Sprich, der Satellit ist aus. Glücklicherweise verhindert die FEC noch, dass der Satellit abstürzt.

 

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Kein Fauxpas, das stimmt schon.
Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten um den Transponder zu füllen, aber wie du schon gesagst hast hat der (in diesem Fall) 42,5 MBit/s. Das bedeutet nicht, dass dies das Maximum ist, sondern das bedeutet, dass der Transponder immer mit 42,5 MBit/s Gesamtdatenrate sendet, zu jeder Zeit.
Ein Transponder hat nämlich eine feste Bandbreite und eine feste Symbolrate, somit ist es technisch nicht möglich, mit variabler Datenrate zu senden.

So nun wieder zur Ausgangsfrage: Es gibt also zwei Möglichkeiten, wie man den Rest des Transponders füllt. In der Regel geschiet dies mit Null Packets. Das sind Pakete mit der PID 8191 die nichts anderes als Nullbytes enthalten.
Das kann man leicht machen, wenn man die einzelnen Streams auf dem Transponder so fertig zusammen muxt, an einer zentrale Stelle. Das dürfte bei den meisten der Fall sein. Bei ARD/ZDF HD ist es aber so, dass die Transponderzusammenstallung im Kabel anders ist. Der Hintergrund ist, dass man im Kabel dadurch einen Kanal (im Kabel bezeichnet man es als "Kanal", ist aber im Grunde das selbe was ein Transponder auf dem Satellit ist) einsparen kann, da die Kapazität eines Kabel-Kanals (also dessen verfügbare Gesamtdatenrate) höher ist als die eines Sat-Transponders.
Würde man einen SD-Transponder (z.B. den vom ZDF, mit den ZDF-SD-Sendern) so ins Kabel einspeisen, bleiben ca. 12 MBit/s im Kabel-Kanal frei. Wie gesagt, geht das nicht, man müsste den Rest mit den Nullbytes der Null Pakete auffüllen. Oder aber, man nutzt die ca. 12 MBit/s um ZDF HD noch mit drauf zu packen. Somit hat man im Kabel einen Kanal auf dem sich die ZDF-SD-Sender + ZDF HD befinden.
Bei der ARD wird es genauso gemacht.

Und genau das ist der Grund, warum man die HD-Sender nicht mit dynamischer Datenrate muxen kann: Auf dem Sat-Transponder sind ARD/ZDF/ARTE HD, also 3x 12 MBit/s, sagen wir mal vereinfacht ausgedrückt der Transponder hat eine Kapazität von 36 MBit/s (in der Realität wird es wohl ein bisschen mehr sein).
Würde man diesen Transponder mit dynamischen Raten muxen, werden die 36 MBit/s dynamisch aufgeteilt, je nachdem wie viel die einzelnen Sender gerade benötigen. Also nicht etwa jeder 12, sondern z.B. wenn auf ARD gerade ein Actionfilm läuft, bekommt der z.B. 16 und auf ZDF läuft gerade eine Komödie, da reichen dann 8 (vereinfacht ausgedrückt).
Jetzt kann man aber ARD mit 16 MBit/s nicht mehr auf den Kabel-Kanal packen, da dieser nur den Platz des SD-Transponder + 12 MBit/s bietet.
Also encodiert man alle drei HD-Sender mit fixen Datenraten, so dass diese sowohl auf den Sat-Transponder (mit 3x12 = 36 MBit/s) als auch auf die drei Kabel-Kanäle (mit jeweils SD-Transponder+12 MBit/s) passen, ohne dass die Sender für Sat und Kabel getrennt encodiert werden müssten.

Nochmal zusammengefasst:
Deswegen nutzen ARD und ZDF die Technik der H.264 Filler Daten, die die Nullbytes direkt in den H.264 Videostream packt anstatt als extra PID für den ganzen Transponder, um so konstante Raten für die HD-Sender zu haben, damit sie sowohl ins Kabel als auch auf den Sat-Transponder passen ohne das sie neu encodiert werden müssen.

Hier das ganze mal beispielhaft rechnerisch dargestellt (TP=Transponder, K=Kanal):
Sat:
- SD-TP 1 mit Kapazität A
- SD-TP 2 mit Kapazität A
- SD-TP 3 mit Kapazität A
- HD-TP 4 mit Kapazität 3x B (wobei B=12 MBit/s), enthält ARD HD + ZDF HD + ARTE HD

Kabel:
- K1 mit Kapazität A+B, enthält SD-TP 1 + ARD HD
- K2 mit Kapazität A+B, enthält SD-TP 2 + ZDF HD
- K3 mit Kapazität A+B, enthält SD-TP 3 + ARTE HD

Somit hat man den selben Inhalt auf 4 Sat-Transpondern und 3 Kabel-Kanälen.
Dabei werden folgende Streams dynamisch Zusammengemuxt:
- SD-TP 1, SD-TP 2, SD-TP 3 werden jeweils dynamisch mit Gesamtdatenrate A gemuxt.
- ARD HD, ZDF HD, ARTE HD werden jeweils dynamisch* mit Gesamtdatenrate B gemuxt.
Somit hat man insg. 6 Muxe, die jeweils dynamsich gemuxt werden.
Diese 6 Muxe werden dann für Sat auf 4 Transponder und für Kabel auf 3 Kanäle gepackt (s.o.)
Es wird nämlich nichts für Kabel vom Sat abgegriffen, sondern das geschieht alles zentral in Frankfurt (Sat-Uplink bzw. Kabelzuführung per Glasfaser) und die Muxe sind auch alle jeweils identisch, nur die Zusammenstellung ist anders (s.o.).

Und spätestens hier sollte dir klar werden, dass die FEC überhapt nichts mit dem Bild zutun hat, da diese erst viel später, nämlich nur für den Sat-Uplink zum Einsatz kommt. Das Bild wird aber schon viel früher encodiert, nämlich bei den 6 dynamischen Muxen mit den Kapazitäten A bzw. B.

*da jeder Sender getrennt dynamisch mit Datenrate B gemuxt wird sind es praktisch 3 getrennte statische Muxe mit jeweils Datenrate B, bzw. jeder Sender hat seine feste Datenrate die mit den bekanten Fillern aufgefüllt wird falls die Encoder mal weniger als 12 MBit/s benötigen. Mehr als 12 MBit/s ist jedoch nicht möglich.


Kleine Anmerkung bevor es wieder Diskussionen gibt:
In der Praxis gibt es kleinere Abweichungen wie die Muxe fürs Kabel zusammengestellt werden:

• Beim ZDF (K2 mit SD-TP 2 + ZDF HD) stimmt das schon so, nur dass der ZDF SD-TP 2 schon in Mainz per Sat geuplinkt wird (und gleichzeitig per Glasfaser zusammen mit ZDF HD nach Frankfurt geschickt wird, wo die ARD dann ZDF HD gemeinsam im HD-TP 4 uplinkt (Sat) bzw. gemeinsam mit SD-TP 2 im K2 den Kabelanbietern zur Verfügung stellt.)
• Die Zusammenstellung von K1 mit SD-TP 1 + ARD HD ist aber genau so.
• ARTE HD wird nicht gemeinsam mit SD-TP 3 fürs Kabel angeboten. Manche Kabelanbieter haben ARTE HD deswegen nicht im Programm, andere vermarkten ihn selbst (wahrscheinlich dann als Sat-Abgriff).
• In Wirklichkeit gibt es im Kabel 3 ARD-Kanäle (und über Sat ja auch mehr als die zwei ARD SD-TP). Der eine ist K1 mit SD-TP 1 + ARD HD. Bei den anderen beiden Kabel-Kanälen werden die verbleibenden 12 MBit/s mit den Radiosendern gefüllt, die ja auch jeweils konstante Datenraten haben von 320 kBit/s. Es werden also noch zwei Radio-Muxe mit jeweils Kapazität B gemuxt, die im Kabel als K3 mit SD-TP 3 + Radio Mux1 und einem weiteren Kanal mit einem weiteren ARD-SD-TP + Radio Mux2 angeboten werden. ARTE HD wird wie schon erwähnt nicht fürs Kabel angeboten.

So, und jetzt wären wir wieder beim eigentlichen Thema dieses Threads, nämlich warum ARD und ZDF HD diese Filler einsetzen

 

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Er meinte wohl M(ega)bit/s. Großbuchstaben scheint testerer wohl nicht zu kennen...

 

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Ich glaub eher er meinte µBits.

 

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nein, ich meinte, dvb-t hat keine fec-rate.

 

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DVB-T hat sehr wohl eine FEC.

 

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ja, sehe ich ja auch. ich bin ja auch der meinung, dass ard/zdf hd mit konstanten 12 megabit/s beim video senden. so ist es ja auch. die frage ist nur, ob diese 12 megabit/s nun 12 megabit voller videodaten sind oder ob es so ist, wie manche hier behaupten, dass es teilweise nur 3-4 megabit video sind und der rest mit diesen sogenannten fillern aufgefüllt wird?!

wenn es so ist, wie du sagst, dann könnten doch ard/zdf es so machen, dass eben die videobitrate mal bei 12, mal bei 8 oder mal bei 4 megabit liegt - und dann die jeweils fehlenden bits auf diesem 8191 pid übertragen werden, um den transponder auszufüllen, um es mal so auszudrücken. warum wird es nicht so, gemacht sondern so, wie manche hier behaupten, dass diese nullbits innerhalb der videobitrate eingefügt werden?!

und wenn das tatsächlich so ist, stellt sich die frage, warum beim ton ja auch konstante 448 kbit/s gesendet werden und warum da nicht auch filler eingebaut werden, wenn das angeblich übliche praxis ist?

 

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das war ein insider, den nur dieser user und ich und evtl. noch user liebjung verstehen.

 

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Es ist so, da braucht man nichts zu behaupten, probier es selbst aus, dann siehst du es ja.

Korrigiere mich bitte jemand wenn ich jetzt Blödsinn schriebe, aber soweit ich weiß ist das Problem, dass die Sender nicht von einer Stelle abgewickelt werden, sondern das ZDF aus Mainz sendet und Das Erste HD im ARD Stern in Frankfurt hochgeschickt wird. Wenn da mal auf mehreren Sendern viel Bitrate gebraucht wird gibt das einen Konflikt, weil der Transponder ja nur eine begrenzte Kapazität hat. Deshalb wurde jedem Sender 12 MBit/s zugeordnet, die sie je nach Lust und Laune nutzen können und der Überschuss eben mit Fillern versehen wird.

VBR beim Ton kenne ich nur von MP3s - geht das bei Dolby Digital überhaupt? Mal abgesehen davon wäre kein Nutzen da. Ob da jetzt mit 448 oder 256 kBit/s gesendet wird und ein bisschen mehr fürs Bild übrig wäre macht letztendlich keinen Unterschied mehr, zumal die für das Bild verfügbare Bitrate sowieso nur selten ordentlich genutzt wird, womit wir wieder am Anfang des Threads wären.

 

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Zu HD von ARD+ZDF, genauso stimmt es.

Und zu Dolby, da sind variable Bitraten nicht erlaubt. Auch MPEG-1 Layer III erlaubt keine variable Bitrate, da die Audio-Frames aber voneinander unabhängig sind (Synch-Fenster ausgenommen, was aber unwichtig ist), wurde ein VBR Modell zusammengehakt. Es bedarf aber im Kopf der MP3 Datei eine Indizierung. Fehlt diese oder verarbeitet der Player diese nicht, zeigt er falsche Längen an.