3 Multimedia-Netze von Roland Kiefer (S. 127-128)

3.1 Einführung

Das Internet als Echtzeit-Transportnetz für bandbreitehungrige Multimedia- Applikationen? Das Internet als Ersatz für das klassische Telefonnetz? Das Internet als zukünftige Konkurrenz zum Kabel- oder Satellitenfernsehen („IP-TV")? Das Internet als die vielbeschworene Multimedia-Plattform mit nur einem Netzkonzept für alle Dienste? Dass solche Szenarien noch Mitte der 90-er Jahre vielfach belächelt und als realitätsferne Visionen abgestempelt wurden, lag an dem grundlegenden Transportkonzept des Internets, das eine denkbar schlechte Ausgangsbasis für Echtzeit-Applikationen wie die Übertragung von Sprache oder Video bietet.

Das Telefonnetz wurde für die Sprachübertragung konzipiert, alle Varianten der Datennetze für die reine Datenübertragung. Das Ziel aller Bemühungen: ein Netz mit einer einheitlichen Infrastruktur für alle Dienste, das so genannte konvergente Netz.

Das Internet als paketvermitteltes „best-effort""-Netz war ursprünglich für die asynchrone Übertragung von Daten gedacht.

Es leidet konzeptionell darunter, dass die Laufzeiten weder absolut noch relativ zuverlässig vorhersagbar sind. Die Datenpakete einer Ende-Ende-Verbindung können unterschiedliche Wege durch das Netz nehmen. Aber auch bei gleichem Weg der einzelnen Pakete sind die Verarbeitungszeiten innerhalb der Router und damit die Ende- Ende-Laufzeit nicht konstant. Jedes einzelne Paket enthält die Adressierungsinformationen, die in jedem Router ausgelesen und weiterverarbeitet werden müssen. Die Transportströme der einzelnen Applikationen teilen sich somit die begrenzten Ressourcen nicht nur zwischen, sondern auch innerhalb der Netzkoppelelemente. Ein solches Netz ist für Applikationen, die auf Echtzeit-Transport angewiesen sind, ohne zusätzliche Maßnahmen nicht geeignet.

Die Ressourcen des klassischen Telefonnetzes, das zu immer höheren Bandbreiten bis in den Gigabit-Bereich hin entwickelt wurde, werden die nach dem grundlegend anderen Prinzip der Leitungsvermittlung zugeteilt und verwaltet.

Der leitungsvermittelte Ansatz stellt den jeweiligen Applikationen oder verbundenen Netzen auf die Bandbreiteanforderung zugeschnittene und für die Dauer der Verbindung exklusiv reservierte Überragungskapazität zur Verfügung. Alle Pakete eines Streams fließen über den gleichen Weg, die Laufzeit ist während der gesamten Verbindungsphase konstant, die Vermittlungsressourcen fest reserviert und die Dienstequalität (Quality of Service) exzellent. Weder ist eine nennenswerte Zwischenpufferung erforderlich, noch muss die Paketlänge angepasst werden. Die Exklusivität der Reservierung wird bis zum finalen Verbindungsabbau auch dann aufrechterhalten, wenn die angeforderten und zugewiesenen Ressourcen temporär nicht benötigt werden. Dies ist beispielsweise bei den Gesprächspausen innerhalb eines Telefonats der Fall oder bei Applikationen, die schwankende Bandbreiten erzeugen.

Diese Verschwendung des wertvollen Rohstoffs Bandbreite ist der Knackpunkt, an dem das leitungsvermittelte Konzept zugunsten des paketvermittelten Ansatzes deutlich an Punkten verliert. Ein Paketnetz darf deutlich überbucht werden, die Summe aller Spitzenlasten aller Sender darf durchaus die zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite überschreiten. Statistisch ist es sehr unwahrscheinlich, dass alle Sender zur gleichen Zeit mit ihrer maximalen Datenrate senden. Wie Untersuchungen von Internet-Providern zeigen, verliert die Aufsummierung des Datenverkehrs aller zu einem bestimmten Zeitpunkt angeschlossenen Teilnehmer den für Internetverkehr typischen burstartigen Charakter und zeigt einen geradförmigen Verlauf.

Das schlechtere Konzept des paketvermittelten Ansatzes macht angesichts der Marktgegebenheiten das Rennen – nichts ungewöhnliches und aus anderen Bereichen sehr wohl bekannt. Allerdings muss den beschriebenen Schwächen des paketvermittelten Ansatzes durch zusätzliche Maßnahmen gegengesteuert werden, um eine akzeptable Dienstequalität zu erreichen.

Neue Applikationen wie Web-basierte Datenbanken, Voice-over- IP, Multimedia-e-Commerce oder das Streaming multimedialer Inhalte haben den Charakter des Internets innerhalb weniger Jahre grundlegend verändert. Der Siegeszug des World Wide Web (WWW) zu einem konvergenten Netz ist nicht mehr aufzuhalten. In den Anfangszeiten des Internet, in denen wir uns historisch gesehen immer noch befinden, ist die wirtschaftliche und technisch sinnvolle Konvergenz der Netze auf Basis des Internet-Protokolls das zentrale Thema.