DE102006055937A1 - Multicast data streams transmitting method for Internet protocol network, involves writing streams in first-in, first-out standby buffer in parallel to transmission and storing transferred contents of standby buffer by lower device - Google Patents

Multicast data streams transmitting method for Internet protocol network, involves writing streams in first-in, first-out standby buffer in parallel to transmission and storing transferred contents of standby buffer by lower device Download PDF

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Abstract

The method involves writing data streams (3) in a first-in, first-out standby buffer (4) in parallel to a transmission. A higher information flow-rate is transferred to a lower device and to the streams. Transferred contents of the first-in, first-out standby buffer are stored in the lower device and the streams are initiated. The lower device is downstream to a client. A retranscoded stream is transmitted by a higher device. Independent claims are also included for the following: (1) a transmitting system for transmitting streams in a Internet protocol network (2) a router for use in the transmitting system (3) a method for retrofitting a transmitting system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams und ein Verfahren zum Übertragen eines Streams, und zwar jeweils in einem IP-Netzwerk von einem höheren zu einem niedrigeren Gerät.The The invention relates to a method for transmitting a multicast stream and a method of transmission of a stream, each in an IP network from a higher to a lower device.

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf eine Technologie für breitbandiges digitales Streaming über IP-Netzwerke. Es werden verschiedene Aspekte der Erfindung beschrieben, welche einzeln und in Kombination eingesetzt werden können.Generally The invention relates to a technology for broadband digital streaming over IP networks. Various aspects of the invention are described, which can be used individually and in combination.

Herkömmlich gibt es im wesentlichen zwei Arten der Verbreitung von Streams in IP-Netzwerken, nämlich Unicast und Multicast. Unicast ist der direkte Versand eines Datenstroms von einem Server zu genau einem Client. Das bedeutet, dass für jeden Client vom Server ein einzelner, gezielter Datenstrom über das Netz geschickt werden muss. Bei Verwendung der Multicast-Technologie hingegen stellt ein Server allen interessierten Clients gleichzeitig einen Datenstrom zur Verfügung.Conventionally there There are essentially two ways of distributing streams in IP networks, namely unicast and multicast. Unicast is the direct sending of a data stream from a server to exactly one client. That means for everyone Client from the server a single, targeted data stream over the Network must be sent. When using the multicast technology however, a server provides all interested clients at the same time a data stream available.

Der grundlegende Vorteil von Multicast liegt auf der Hand: Wenn ein Strom für mehrere Empfänger nur einmal im Netz weitergeleitet wird, wird wesentlich weniger Bandbreite beansprucht, also weniger erforderliche Datendurchsatzmenge pro Zeit in einem Netzwerkabschnitt. Bei breit bandigen Anwendungen wie dem Übertragen von Fernsehkanälen, dem sogenannten IP-TV, macht oft erst diese Bandbreitenersparnis eine große Anzahl von Empfängern möglich.Of the basic advantage of multicast is obvious: if one Electricity for several recipients only once in the net forwarded becomes substantially less Bandwidth claimed, so less required data throughput per time in a network section. For broadband applications like transferring of TV channels, the so-called IP-TV, often only makes this bandwidth savings one size Number of recipients possible.

Man nimmt beim Multicast-Versand den Nachteil in Kauf, dass keine individuelle Verbindung zu einem Client mehr besteht. Ein Vorteil einer solchen individuellen Verbindung liegt in der Möglichkeit, die Umschaltzeiten bei einem Kanalwechsel zu verkürzen:
Ein Video-Stream wird auf der Empfängerseite stets gepuffert, um eine ungleichmäßige Ankunft von Daten auszugleichen. Die Größe des Puffers, geteilt durch die Datenrate des Streams, entspricht der Pufferungszeit im Empfangspuffer.
One has the disadvantage of multicast shipping that there is no longer any individual connection to a client. An advantage of such an individual connection lies in the possibility of shortening the switching times when changing channels:
A video stream is always buffered on the receiver side to compensate for uneven arrival of data. The size of the buffer, divided by the data rate of the stream, corresponds to the buffering time in the receive buffer.

Wenn der Client von einem Stream auf einen anderen Stream umschalten möchte, was beim herkömmlichen Fernsehprogramm einem einfachen Umschalten des Fernsehkanals entspricht, so muss zunächst der Empfangspuffer gefüllt werden, bevor der Client mit der Wiedergabe des Videoinhalts beginnen kann. Die für den Benutzer tatsächlich entstehende Umschaltzeit ist daher die Summe aus der Antwortzeit, also derjenigen Zeit von der Anforderung des neuen Streams bis zum Eintreffen des ersten Datenpakets dieses Films beim Client, ergänzt um die Pufferungszeit, bis der Empfangspuffer gefüllt ist.If switch the client from one stream to another stream would like to, what with the conventional TV program corresponds to simply switching the TV channel, so must first the receive buffer filled before the client starts playing the video content can. The for the user actually resulting switching time is therefore the sum of the response time, So the time from the request of the new stream to the Arrival of the first data packet of this film at the client, supplemented by the buffer time, until the receive buffer is filled is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik zum Umschalten von Datenströmen in IP-Netzwerken zur Verfügung zu stellen.Of the Invention is based on the object, an improved technique for Switching data streams available in IP networks to deliver.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei das höhere Gerät den Stream in einen FIFO-Bereitschafts-Puffer schreibt.To In a first aspect of the invention, this object solves a method to transfer a multicast stream in an IP network from a higher device to a lower device, the higher one Device the Write stream to a FIFO ready buffer.

Nach diesem Aspekt der Erfindung ist zumindest im höheren Gerät, also in demjenigen Gerät, von welchem der Stream zum niedrigeren Gerät übertragen wird, ein Puffer vorgesehen, welcher nach dem Prinzip „First In First Out" arbeitet. Dieser Puffer kann sowohl geräteintern vorgesehen sein als auch extern und an das höhere Gerät lediglich angeschlossen. Wesentlich ist, dass der FIFO-Bereitschafts-Puffer mit dem Stream gefüllt wird.To This aspect of the invention is at least in the higher device, ie in that device, of which transfer the stream to the lower device is provided, a buffer, which according to the principle "First In First Out "works. This buffer can be both internal to the device be provided as well as external and only connected to the higher device. Essential is that the FIFO standby buffer is filled with the stream.

Begrifflich sei erläutert, dass der Bereitschafts-Puffer nicht der Sendepuffer ist. Stream-übertragende Geräte verfügen oft über einen Sendepuffer für die zu übertragenden Daten in einem bestehenden Stream. Ein solcher Puffer ist gerade nicht gemeint, sondern stattdessen ein Puffer, welcher lediglich dafür in Bereitschaft gehalten wird, auf die Anfrage eines neuen niedrigeren Geräts zu reagieren. Die Anfrage eines niedrigeren Geräts nach einem Stream bei einem höheren Gerät wird als „Abonnieren" bezeichnet. Der Bereitschafts-Puffer gemäß dem vorgestellten Aspekt der Erfindung soll – mit einfachen Worten ausgedrückt – für einen neu zu abonnierenden Stream vorbehalten werden.Conceptual be explained that the ready buffer is not the send buffer. Stream transmitted equipment feature often over a send buffer for the ones to be transferred Data in an existing stream. Such a buffer is not right now meant, but instead a buffer, which only for standby to respond to the request of a new lower device. The request of a lower device for a stream at a higher Device becomes referred to as "subscribe" Standby buffer according to the presented Aspect of the invention should - with Simply put - for one reserved for the stream to be subscribed to.

Vorteilhaft kombiniert der vorgestellte erste Aspekt der Erfindung die Vorteile von Multicast- und Unicast-Übertragung. Im Falle einer individuellen Verbindung hat der Server, also generell das höhere Gerät, die Möglichkeit, den Prozess bis zum Beginn der Wiedergabe auf dem niedrigeren Gerät zu beschleunigen, wenn er den neuen Stream gepuffert hatte. Vor dem eigentlichen, aktuellen Stream kann das höhere Gerät nämlich eine Datenmenge in der Größe des Wiedergabe-Puffers des niedrigeren Geräts versenden, welche aus der unmittelbaren Vergangenheit des neu abonnierten Streams entstammt.Advantageous the presented first aspect of the invention combines the advantages of multicast and unicast transmission. In case of an individual connection, the server has, in general the higher device, the possibility speed up the process to the beginning of playback on the lower device, if he had buffered the new stream. Before the actual, current stream may be the higher Device namely one Amount of data in the size of the playback buffer of the lower device ship, which from the immediate past of the newly subscribed Streams comes from.

Dies ist besonders einfach, wenn der Bereitschafts-Puffer dieselbe Größe hat wie der Wiedergabe-Puffer. Ansonsten ist eine Konstellation bevorzugt, bei welcher der Bereitschafts-Puffer eine größere Größe hat als der Wiedergabe-Puffer.This is especially easy if the standby buffer is the same size as the playback buffer. Otherwise, a constellation is preferred where the standby buffer is larger in size than the playback buffer.

Die Übertragung des im Bereitschafts-Puffer gespeicherten Abschnitts des Streams aus der unmittelbaren Vergangenheit sollte bevorzugt mit maximalem Datendurchsatz erfolgen. Die für den Benutzer am Client resultierende Umschaltzeit entspricht zwar nach wie vor der Summe aus der Antwortzeit plus derjenigen Zeit, die zum Füllen des Wiedergabe-Puffers benötigt wird. Dadurch, dass eine Datenmenge in der Größe des Wiedergabe-Puffers aus dem Bereitschafts-Puffer aber mit größtmöglichem Datendurchsatz zunächst angefordert und übertragen wird, wird die Zeit zum Füllen des Wiedergabe-Puffers gegenüber dem herkömmlich be kannten Verfahren deutlich reduziert. Für den Benutzer resultiert dies in einer geringeren Umschaltzeit.The transmission of the portion of the stream from the immediate past stored in the standby buffer should preferably take place at maximum data throughput. The one for the Benut The switching time resulting from the client is still the sum of the response time plus the time required to fill the playback buffer. Characterized in that an amount of data in the size of the playback buffer from the standby buffer but with the greatest possible data throughput is first requested and transmitted, the time to fill the playback buffer compared to the conventionally known method is significantly reduced. For the user, this results in a lower switching time.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens schreibt das höhere Gerät den Stream parallel zu einer Übertragung in den FIFO-Bereitschafts-Puffer. In diesem Falle ist das höhere Gerät also in der Lage, den aktuellen Stream sowohl an bereits abonnierte niedrigere Geräte durchzureichen als auch in einen Bereitschaftspuffer zu schreiben und somit einer neuen Abonnement-Anfrage eines weiteren niedrigeren Geräts schnell gerecht zu werden.In In a preferred embodiment of the method, the higher device writes the stream parallel to a transmission into the FIFO ready buffer. In this case, the higher is Device so able to lower the current stream to both already subscribed equipment to pass and write to a standby buffer and thus a new subscription request another lower equipment to meet quickly.

Es ist bevorzugt, wenn das niedrigere Gerät beim Abonnieren des Streams zunächst Inhalt des FIFO-Bereitschafts-Puffers als Stromanfang und anschließend den eigentlichen Stream übertragen erhält. In diesem Falle muss das höhere Gerät lediglich nach dem Versand des Inhalts des Bereitschafts-Puffers bzw. nach dem Füllen des Wiedergabe-Puffers des niedrigeren Geräts die Datenquelle umschalten und den eigentlichen Stream in Echtzeit weitergeben.It is preferred when the lower device is subscribing to the stream first Contents of the FIFO standby buffer as stream initial and then the transfer actual stream receives. In this case, the higher one must Device only after sending the contents of the standby buffer or after To fill toggle the data source of the playback buffer of the lower device and relay the actual stream in real time.

Bevorzugt erfolgt die Pufferung und/oder die Übertragung der Streamdaten anhand einer Unterscheidung zwischen Absolutdaten und Relativdaten.Prefers the buffering and / or the transmission of the stream data takes place based on a distinction between absolute data and relative data.

So kann beispielsweise eine Pufferung der Daten so erfolgen, dass Relativdaten nur insoweit vorgehalten werden, als ein zugehöriges Absolutdatum ebenfalls zum Abruf vorgehalten ist. Dies kann insbesondere da durch erreicht werden, dass mit Fortfall eines Absolutdatums aus dem FIFO-Puffer auch zugehörige Relativdaten aus dem FIFO-Puffer gelöscht werden, insbesondere alle Relativdaten bis unmittelbar vor dem nächstfolgenden Absolutdatum.So For example, a buffering of the data can be done so that relative data only insofar be held as an associated absolute date also is held for retrieval. This can be achieved in particular because of Be that with elimination of an absolute date from the FIFO buffer as well associated Relative data are deleted from the FIFO buffer, in particular all Relative data until immediately before the next absolute date.

Alternativ und kumulativ ist es denkbar, dass aus dem Bereitschaftspuffer die vorgehaltenen Daten erst ab einem Absolutdatum an das niedrigere Gerät übertragen werden. Dies wird besonders einfach erreicht, wenn die Absolutdaten vom höheren Gerät oder von einem diesem übergeordneten Gerät eine Markierung erhalten haben.alternative and cumulatively, it is conceivable that from the ready buffer the data transferred from an absolute date to the lower device become. This is achieved particularly easily if the absolute data from the higher device or from a parent of this one Device one Have received marker.

Die Absolutdaten können im praktischen Einsatz beispielsweise I-Frames eines Videostreams sein, während die Relativdaten B- und P-Frames sein können.The Absolute data can in practical use, for example, be I-frames of a video stream, while the Relative data B and P frames could be.

Hierbei erfolgt bevorzugt ein Systemwechsel: Während der Stream-Abschnitt der unmittelbaren Vergangenheit aus dem Bereitschafts-Puffer zum niedrigeren Gerät als Unicast-Stream übertragen werden sollte, schont es die zur Verfügung stehende Bandbreite, wenn mit dem Umschalten auf den eigentlichen Stream die Übertragung als Multicast erfolgt. Nachdem das niedrigere Gerät den Inhalt seines Wiedergabe-Puffers – gefüllt aus dem Bereitschafts-Puffer – wiedergegeben hat, kann es parallel zu etwaigen anderen abonnierten, mit ihm auf einer Höhe stehenden niedrigeren Geräten den Stream vom höheren Gerät als Multicast-Stream empfangen.in this connection Preferably, a system change occurs: During the stream section of the immediate Past from the standby buffer to the lower device as a unicast stream should it spare the available standing bandwidth when switching to the actual one Stream the transmission as a multicast. After the lower device the content its playback buffer - filled out the standby buffer has, it can be parallel to any other subscribed, with him on a height standing lower equipment the stream from the higher Device as Receive multicast stream.

Unter Umständen kann es bevorzugt sein, einen Wechsel der Übertragungsart gerade nicht vorzunehmen, sondern entweder sowohl den Streamabschnitt aus dem Bereitschaftspuffer als auch den nachfolgenden eigentlichen Stream über ein Unicastprotokoll zu übertragen oder die Daten stattdessen über ein Multicastprotokoll zu übertragen.Under circumstances it may be preferred, a change of transmission not just but either the stream section from the Standby buffer as well as the subsequent actual stream over To transfer unicast protocol or the data over instead to transmit a multicast protocol.

Unter Umständen kann es sich anbieten, sogar einen kurzen Abschnitt des Streams aus dem Bereitschafts-Puffer an das niedrigere Gerät zu übertragen, welcher erst nach der Anforderung des niedrigeren Geräts an das höhere Gerät in den Bereitschafts-Puffer geschrieben wurde. Vom Zeitpunkt der Abonnement-Anfrage des niedrigeren Geräts beim höheren Gerät wird auch bei größtmöglichem Datendurchsatz in der Regel eine gewisse Zeit vergehen, bis der Wiedergabe-Puffer im niedrigeren Gerät gefüllt ist und somit die Wiedergabe beginnen kann. Wenn auf den Zeitpunkt der Abonnement-Anfrage abgestellt wird und die „unmittelbare Vergangenheit", also der Bereitschafts-Pufferinhalt, nur bis zu diesem Zeitpunkt an das niedrigere Gerät übertragen wird, entsteht beim Umschalten auf den Echtzeit-Stream im Multicast-Verfahren eine zeitliche Lücke von der Dauer der Übertragung des Inhalts vom Bereitschafts-Puffer zum Füllen des Wiedergabe-Puffers.Under circumstances It can offer, even a short section of the stream from the standby buffer to the lower device, which only after the request of the lower device to the higher Device in the standby buffer was written. From the time of the subscription request of the lower device at the higher Device becomes even with the largest possible Data throughput usually take a certain amount of time before the Playback buffer is filled in the lower device and thus playback can start. If turned off at the time of the subscription request becomes and the "immediate Past ", so the standby buffer content, only up to that point in time transmit lower device is created when switching to the real-time stream in the multicast method a time gap on the duration of the transfer content from the standby buffer to fill the playback buffer.

Im Idealfall wird deshalb aus dem – permanent nachgeschriebenen – Bereitschafts-Puffer ein dementsprechend langer Abschnitt des Streams noch zum Wiedergabe-Puffer mit größtmöglicher Durchsatzrate gesendet, bevor endgültig auf den Multicast-Stream umgeschaltet wird.in the The ideal case therefore becomes out of - permanent rewritten - standby buffer a correspondingly long section of the stream still to the playback buffer with the highest possible throughput rate sent before final is switched to the multicast stream.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn der Stream-Anfang, also der gespeicherte Abschnitt aus dem Bereitschafts-Puffer, mit einem höheren Datendurchsatz zum niedrigeren Gerät übertragen wird als anschließend der eigentliche Stream. Dadurch wird eine Beschleunigung der Umschaltzeit für die Wahrnehmung des Benutzers erreicht.It is of particular advantage if the stream start, that is the stored Section from the standby buffer, with a higher data throughput transferred to the lower device will be as followed the actual stream. This will accelerate the switching time for the Perception of the user achieved.

Das höhere und/oder das niedrigere Gerät ist bevorzugt ein Multicast-Router und schreibt eine Mehrzahl von Streams in einen FIFO-Bereitschafts-Puffer. Auf diese Weise kann eine Mehrzahl von IP-TV-Kanälen in einen Bereitschafts-Puffer oder in mehrere Bereitschafts-Puffer geschrieben werden, so dass auch bei einer größeren Anzahl von zur Verfügung stehenden Kanälen, also insbesondere Video- oder Audioprogrammen, ein beschleunigtes Umschalten möglich wird.The higher and / or lower device is preferably a multicast router and writes a plurality of streams into a FIFO ready stem buffer. In this way, a plurality of IP-TV channels in a standby buffer or in several standby buffers are written, so that even with a larger number of available channels, so in particular video or audio programs, an accelerated switching possible becomes.

Dem niedrigeren Gerät ist bevorzugt ein Client nachgeordnet. Bei einer solchen Netztopographie liegt neben einem übergeordneten höheren Gerät, also beispielsweise einem zentralen Server, ein niedrigeres Gerät als Wegpunkt vor, wobei unter dem niedrigeren Gerät der Client folgt.the lower device a client is preferably downstream. In such a network topography lies next to a parent higher Device, for example, a central server, a lower device as a waypoint before, where below the lower device the client follows.

Es ist jedoch auch vorteilhaft denkbar, dass dasjenige Gerät, welches als Wegpunkt dient, welches also unterhalb des zentralen Servers angeordnet ist, zusätzlich zum zentralen Server oder alternativ zum zentralen Server einen Bereitschafts-Puffer aufweist und in der beschriebenen Weise beschreibt.It However, is also conceivable advantageous that the one device which serves as a waypoint, which is below the central server is arranged, in addition to the central server or alternatively to the central server one Standby buffer and described in the manner described.

Das Speisen eines neu abonnierenden niedrigeren Geräts aus einem Bereitschafts-Puffer ist bei einer Netztopographie mit mehreren Hierarchieebenen bereits auf jeder Ebene einzeln als Erfindung anzusehen, insbesondere aber bei einer Installation auf jeder Ebene oberhalb der Clients.The Feeding a newly subscribed lower device from a standby buffer is already at a network topography with multiple hierarchy levels at each level individually as an invention, but in particular when installing at any level above the clients.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei der Stream Absolutdaten und Relativdaten zur Wiedergabe aufweist, und wobei das höhere Gerät einen retranskodierten Stream überträgtTo A second aspect of the invention solves the task Method of transmission a stream in an IP network from a higher device to a lower device, wherein the stream has absolute data and relative data for playback, and the higher one Device one retranscoded stream transmits

Dies sei zunächst mit einfachen Worten erläutert:
Wenn ein Endgerät einen Kanal wechselt oder sich neu auf einen Kanal abonniert, müsste das Endgerät im Stand der Technik so lange warten, bis im Stream zum nächsten Mal ein Datensatz mit Absolutdaten vorkommt.
This is first explained in simple terms:
If a terminal changes a channel or subscribes to a new channel, the terminal would have to wait in the prior art until the next time a record with absolute data occurs in the stream.

Streams werden zur Komprimierung in Absolutdaten und Relativdaten unterteilt. So werden beispielsweise MPEG-2 oder MPEG-4-Ströme mit einer Folge von sogenannten Frames komprimiert.streams are divided into absolute and relative data for compression. For example, MPEG-2 or MPEG-4 streams with a sequence of so-called Compressed frames.

In diesen Komprimierungsarten gibt es unterschiedliche Frames, die unterschiedliche Informationen tragen. Man unterscheidet im wesentlichen I-Frames, B-Frames und P-Frames. In verständlichen Worten beschrieben ist ein I-Frame ein absolutes, statisches Bild, wohingegen in den B-Frames und P-Frames Relativdaten zu dem absoluten Bild enthalten sind, also Pi xeländerungen ausgehend von dem I-Frame. Somit ist der I-Frame ein Absolutdatum, die B- und P-Frames hingegen sind Relativdaten.In These types of compression have different frames, the carry different information. We basically differentiate between I-frames, B-frames and P-frames. In understandable Words, an I-frame is an absolute, static image, whereas in the B-frames and P-frames, relative data is absolute Picture are included, so Pi xeländerungen starting from the I-frame. Thus, the I-frame is an absolute date, the B and P frames, on the other hand, are relative data.

Um die Wiedergabe starten zu können, benötigt das Endgerät einen vollständigen I-Frame. Der zeitliche Abstand zwischen zwei I-Frames in einem Stream beträgt meist zwischen 0,2 und 5 Sekunden. Wenn ein Benutzer am Endgerät auf den nächsten I-Frame mehr als eine Sekunde lang warten muss, empfindet er dies meist als unangenehm.Around to start the playback, needed the terminal a complete one I-frame. The time interval between two I-frames in a stream is usually between 0.2 and 5 seconds. When a user on the terminal on the next I-frame He has to wait for more than a second, he usually feels this as unpleasant.

Der vorgestellte Aspekt der Erfindung verkürzt die Wartezeit, indem auf die Anfrage hin dergestalt umgerechnete Daten übertragen werden, dass ein I-Frame früher als natürlich vorkommend erzeugt und übertragen wird, bevorzugt sofort.Of the presented aspect of the invention shortens the waiting time by on the request to be converted in such a way converted data that a I-frame earlier as natural occurring generated and transmitted is, preferably immediately.

Der Server berechnet auf ein Neuabonnement eines Endgeräts den gerade laufenden Stream also dergestalt um, dass ein Absolutbild, also ein I-Frame, bevorzugt bereits als Startbild berechnet und kodiert wird. Bis zum nächsten natürlich auftretenden I-Frame müssen dann die B-Frames und P-Frames ebenfalls umgerechnet werden, um auf den speziell errechneten Start-I-Frame zu passen.Of the Server calculates on a re-subscription of a terminal just running stream so umurn so that an absolute picture, ie an I-frame, preferably already calculated and coded as the starting picture becomes. Until next time Naturally occurring I-frame need then the B-frames and P-frames are also converted to to fit on the specially calculated start I frame.

Da dieser Umrechenvorgang, das sogenannte Retranskodieren, für jede Abonnement-Anfrage einzeln durchgeführt werden muss, wird viel Rechenkapazität im Server gebunden. Nach diesem Vorschlag steigt also zwar der Benutzerkomfort erheblich, es kann bei einer großen Anzahl von Endgeräten und häufigem Umschalten der Endgeräte zwischen den Kanä len jedoch ein beachtlicher Teil der Rechen- und Speicherressourcen im Stream-Server für das ständige Neuberechnen der Daten für die sofortige Initiierung eines Audio-/Video-Stroms absorbiert werden.There this conversion process, called retranscode, for each subscription request individually performed has to be, a lot of computing capacity is tied up in the server. To Although this proposal increases the user comfort considerably, it can be a big one Number of terminals and frequent Switching the terminals between the channels but a considerable part of the computational and memory resources in the stream server for the constant Recalculating the data for the immediate initiation of an audio / video stream will be absorbed.

Dieses Problem wird gelöst, wenn das höhere Gerät einen retranskodierten Stream-Anfang in einen Zwischenspeicher schreibt und dem niedrigeren Gerät beim Abonnieren des Streams zunächst den zwischengespeicherten Stream-Anfang überträgt.This Problem is solved if the higher Device one retranscoded stream start writes to a cache and the lower device when subscribing to the stream first transmits the cached stream start.

Dieser bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Server – oder generell das höhere Gerät – einen retranskodierten Abschnitt des laufenden Streams von Vorteil auch ohne vorhandene Abonnement-Anfrage errechnet und in einen Bereitschafts-Zwischenspeicher schreibt.This preferred embodiment of the second aspect of the invention the realization that the server - or generally the higher device - one Retranscoded section of the current stream of advantage, too calculated without existing subscription request and into a standby cache writes.

Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Systemen, bei welchen das höhere Gerät passiv auf eine Abonnement-Anfrage eines niedrigeren Geräts reagiert und erst dann mit der Retranskodierung beginnt, wird nach dieser vorgestellten Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung permanent retranskodiert und ein entsprechender Stream in Bereitschaft vorgehalten.in the Contrary to the systems described above, in which the higher one Device passive responds to a subscription request from a lower device and only then begins the retranscoding, after this featured embodiment of the second aspect of the invention permanently Retranskodiert and held a corresponding stream in readiness.

Der Vorteil liegt darin, dass über die permanente Vorberechnung die Rechenkapazität, welche maximal auftreten kann, klar begrenzt ist. Das höhere Gerät erzeugt über die permanente Retranskodierung und Zwi schenspeicherung gewissermaßen eine „Zeitscheibe", welche die Zeitdifferenz zwischen zwei natürlich auftretenden I-Frames im Stream verringert.Of the Advantage is that over the permanent precalculation the computing capacity, which occur maximally can, is clearly limited. The higher device generates over the permanent retranscoding and intermediate storage to a certain extent a "time slice", which is the time difference between two, of course reduced occurring I-frames in the stream.

Es wird vorgeschlagen, dass dem niedrigeren Gerät der zwischengespeicherte Stream-Anfang als Unicast-Stream zugesendet wird. Mit einem Unicast-Stream kann auf eine Abonnement-Anfrage des niedrigeren Geräts zeitnah und individuell reagiert werden. Das höhere Gerät sendet auf die Abonnement-Anfrage des niedrigeren Geräts bevorzugt aus dem vorhandenen Zwischenspeicher den retranskodierten Stream-Anfang so lange, bis im Stream der nächste I-Frame – bzw. abstrakt: das nächste Absolutdatum – auftaucht. Die Unicast-Verteilung wird somit als Hilfsmittel für das Multicast-System verwendet. Nachdem der nächste I-Frame im Stream aufgetaucht ist, wird die Unicast-Übertragung des retranskodierten Stream-Anfangs beendet, und der ursprüngliche Stream wird im Multicast-Verfahren weiter übertragen.It It is suggested that the lower device be cached Stream start is sent as a unicast stream. With a unicast stream may promptly respond to a subscription request from the lower device and react individually. The higher device sends on the subscription request of the lower device prefers the retranscoded from the existing cache Stream start until the next I-frame - or abstract: the next Absolute date - shows up. The unicast distribution thus becomes a tool for the multicast system used. After the next I-frame has surfaced in the stream, the unicast transmission of the retranscoded stream start finished, and the original one Stream is multicast continue to transmit.

Es wurde bereits erläutert, dass die Absolutdaten I-Frames sein können und dass die Relativdaten B- und P-Frames sein können. Die Komprimierung in I-Frames, B-Frames und P-Frames ist ein bewährtes Verfahren zum Komprimieren von Audio-/Video-Streams.It has already been explained that the absolute data can be I-frames and that the relative data B and P frames can be. Compression in I-frames, B-frames and P-frames is a proven method for compressing audio / video streams.

Das höhere Gerät retranskodiert bevorzugt den Stream-Anfang aus Daten von einem Zwischenpunkt zwischen zwei Absolutdaten bis zu dem nächstfolgenden Absolutdatum. In dem dargestellten Beispiel eines Audio-/Video-Streams würde das höhere Gerät einen Stream-Anfang durch Retranskodieren errechnen, bis der nächstfolgende I-Frame im Stream auf tritt. Der Zwischenpunkt ist idealerweise zumindest etwa zeitlich in der Mitte zwischen zwei natürlich auftretenden I-Frames angesetzt.The higher Device retranscoded prefers the stream start from data from an intermediate point between two absolute data up to the next Absolute date. In the illustrated example of an audio / video stream, the higher Device one Calculate stream start by retranscode until the next one I-frame in the stream occurs. The intermediate point is ideally at least approximately in the middle between two naturally occurring I-frames stated.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens errechnet und zwischenspeichert das höhere Gerät zwischen zwei Absolutdaten eine Mehrzahl von retranskodierten Stream-Anfängen, insbesondere mehrere pro Sekunde. Auf diese Weise werden gleich mehrere Zeitscheiben erzeugt, so dass die statistisch zu erwartende Wartezeit eines neu abonnierenden niedrigeren Geräts deutlich verringert ist, nämlich auf nur diejenige Zeit bis zum nächsten retranskodierten Stream-Anfang. Wenn beispielsweise vier Stream-Anfänge durch Retranskodieren zwischen zwei Absolutdaten im ursprünglichen Stream errechnet und zwischengespeichert werden, beträgt die durchschnittliche Wartezeit nicht mehr – wie herkömmlich – die Hälfte der Zeit zwischen zwei natürlich auftretenden Absolutdaten, sondern nur noch ein Fünftel dieser Zeit, also ein Zehntel des zeitlichen Abstands zweier Absolutdaten im ursprünglichen Stream.at a preferred embodiment of the method calculated and cached the higher one Device between two absolute data a plurality of retranscoded stream beginnings, in particular several per second. In this way, several timeslots become equal generated so that the statistically expected waiting time of a new subscribing lower device is significantly reduced, namely on only that time until the next retranscoded stream beginning. For example, if four streams start through Retranscode between two absolute data in the original one Stream is calculated and cached, the average Wait no more - like conventionally - half of Time between two course occurring absolute data, but only a fifth of this Time, ie one tenth of the time interval between two absolute data in the original stream.

So kann beispielsweise an einer zentralen Stelle für jeden zu übertragenden Kanal gemäß einem Auflösungsparameter der entsprechende Datenbestand aus retranskodierten Stream-Anfängen errechnet werden und für ausreichende Zeit im Speicher vorgehalten werden. Der Parameter bestimmt zum einen die statistisch zu erwartende Umschaltverzögerung, zum anderen die benötigte Rechenkapazität.So For example, at a central location for each channel to be transmitted according to a resolution parameter the corresponding database is calculated from retranscoded stream beginnings be and for sufficient time to be kept in the memory. The parameter determines, on the one hand, the statistically expected switching delay, on the other hand the needed Computing capacity.

Wenn der Parameter so eingestellt wird, dass die zeitliche Auflösung der Stream-Anfänge dem natürlichen zeitlichen Abstand zweiter Absolut daten entspricht, wird nur ein Stream an niedrigere Geräte weitergegeben, nämlich der ursprüngliche Stream. Hierfür ist keine Rechenkapazität erforderlich. Wenn der Parameter jedoch so gesetzt wird, dass zahlreiche Stream-Anfänge zwischen zwei natürlich auftretenden Absolutdaten errechnet werden sollen, so sinkt die statistisch zu erwartende Umschaltverzögerung, hingegen steigt die benötigte Rechenkapazität.If the parameter is set so that the temporal resolution of the Stream starts the natural time interval of the second absolute data corresponds to only one Stream to lower devices passed, namely the original stream. Therefor is no computing capacity required. However, if the parameter is set to many Stream Starts between two, of course which are to be calculated, the absolute value decreases statistically expected switching delay, however, increases needed Computing capacity.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Parameter so gesetzt wird, dass die zu erwartende Umschaltverzögerung minimal wird. Bei einem MPEG-Videostrom wäre dies dann der Fall, wenn für jeden Frame zwischen zwei natürlich auftretenden I-Frames, also für jeden P-Frame und für jeden B-Frame, der Datenbestand retranskodiert und zu einem Stream-Anfang umgerechnet und gespeichert wird. Jeder retranskodierte Stream-Anfang enthält infolge der Retranskodierung zunächst einen neu generierten I-Frame, danach B-Frames und P-Frames bis zur nächsten natürlich auftretenden I-Frame.Especially it is preferred if the parameter is set so that the expected switching delay becomes minimal. For an MPEG video stream would this then the case, if for everyone Frame between two course occurring I-frames, ie for every P-frame and for every B-frame, the Dataset retranscoded and converted to a stream start and saved. Each retranscoded stream start contains as a result the retranscoding first a newly generated I-frame, then B-frames and P-frames until to the next Naturally occurring I-frame.

Durch den künstlich errechneten I-Frame zu Beginn des retranskodierten Streams kann der Datenbestand als Beginn eines beim Empfänger ankommenden Video-Stroms sofort abgespielt werden. So können die Frames in einem MPEG-Videostrom beispielsweise in einer Frequenz von 24 Frames pro Sekunde vorliegen. Entsprechend müsste der zentrale Server – oder generell das höhere Gerät – neben dem ursprünglichen Stream 24 retranskodierte Stream-Anfänge in einem oder mehreren Zwischenspei cher(n) vorhalten. Die zu erwartende Umschaltzeit beim Benutzer wäre allerdings sehr kurz und damit sehr komfortabel.By the artificial calculated I-frame at the beginning of the retranscoded stream can the dataset as the beginning of a video stream arriving at the receiver be played immediately. So can the frames in an MPEG video stream, for example in one frequency of 24 frames per second. Accordingly, the central server - or generally the higher one Device - next to the original one Stream 24 retranscoded stream starts in one or more Hold intermediate buffer (s). The expected switching time at User would be but very short and therefore very comfortable.

Es ist unmittelbar ersichtlich, dass die beschriebene Technologie nicht auf MPEG-Videoströme begrenzet ist. Diese sind lediglich als Beispiel aufgeführt.It It is immediately apparent that the described technology is not on MPEG video streams is limited. These are given by way of example only.

Das höhere Gerät ist beispielsweise ein zentraler Stream-Server. Bei einer solchen Netztopographie sind die Aufbaukosten des Netzes minimal.The higher device is, for example, a zen traler stream server. With such a network topography, the construction costs of the network are minimal.

Bevorzugt schreibt ausschließlich oder ebenfalls das niedrigere Gerät retranskodierte Stream-Anfänge in einen Zwischenspeicher. Bei einer solchen Netztopographie sind in den Weg zwischen dem zentralen Stream-Server und dem Endgerät Wegpunkte eingefügt, ab welchen im Unicast-Verfahren personalisierte Stream-Anfänge versendet werden können. Dies erfordert weniger Bandbreite im Netz.Prefers write exclusively or also the lower device retranscoded stream beginnings into one Buffer. In such a network topography are in the Way between the central stream server and the terminal waypoints inserted, from which in the unicast method personalized stream starts can be shipped. This requires less bandwidth in the network.

Demgemäß wird vorgeschlagen, dass das höhere Gerät ein Wegpunkt zwischen einem zentralen Stream-Server und einem Client ist, insbesondere ein DSLAM oder ein Router hinter einem Hausanschluss. Bei beiden Alternativen wird die erforderliche Bandbreite so lange wie möglich gering gehalten, weil über Multicast versendet werden kann.Accordingly, it is proposed that the higher Device Waypoint between a central stream server and a client is, in particular a DSLAM or a router behind a house connection. For both alternatives, the required bandwidth will be so long as possible kept low because over Multicast can be shipped.

Bei dem vorgestellten System zur Vorberechnung des Datenbestands in Form von Stream-Anfängen in einem Zwischenspeicher kann jeder Audio-/Video-Strom, der von dem System bearbeitet werden soll, einmal an zentraler oder dezentraler Stelle analysiert und dort der Datenbestand be rechnet werden. Das bevorzugte zentrale Stromanalysesystem kann auch Informationen über den Aufbau des jeweiligen Stroms speichern. Insbesondere kann gespeichert werden, wann in den Strömen I-Frames – oder generell: Absolutdaten – vorkommen. Um eine genaue Zeitberechnung vornehmen zu können, muss das System über genaue Zeitangaben verfügen.at the presented system for the precalculation of the data stock in Form of stream beginnings in a cache, any audio / video stream generated by the system should be processed, once at central or decentralized The job is analyzed and the dataset is calculated there. The preferred central power analysis system can also provide information about the Save the structure of the respective current. In particular, can be saved when, in the streams, I-frames - or in general: Absolute data occurrences. To make an accurate time calculation, the system must be accurate Have time specifications.

Um eine bessere Verteilung des Datenbestands zur schnellen Auslieferung zu ermöglichen, bietet es sich an, abhängig vom Backbone-Netz des Serverproviders, mehrere Pufferebenen einzurichten. Bei einer dergestalt aufgebauten Netztopographie sind an wichtigen Knotenpunkten der Infrastruktur des Service-Providers Pufferungen des Datenbestands installiert. Somit können Engpässe, die bei einer rein zentralen Verteilung auftreten könnten, aufgefangen werden. Die Mindestreaktionszeit des Datenbestands und die Höchstreaktionszeit des Datenbestand gegenüber dem Client werden auf diese Weise begünstigt.Around a better distribution of the data for fast delivery to allow offers it depends From the server provider's backbone network, set up multiple buffer layers. In such a structured network topography are on important Nodes of the infrastructure of the service provider buffering of the dataset installed. Thus, bottlenecks can be at a purely central Distribution could occur be caught. The minimum response time of the dataset and the maximum reaction time of the dataset the client will be favored in this way.

Das vorgeschlagene Verfahren kann so ausgestaltet werden, dass der Multicast-Stream mittels eines Puffers geringfügig verzögert übertragen wird, so dass bei einem Umschalten der Übertragung von retranskodiertem Stream-Anfang zum Multicast-Stream eine Zeitlücke im wesentlichen von der Dauer des Retranskodierens vermieden wird.The Proposed method can be designed such that the multicast stream slightly by means of a buffer delayed transmission so that when switching the transmission from retranskodiertem Stream start to multicast stream a time gap essentially of duration the retranscoding is avoided.

Unter speziellen Bedingungen kann es nötig sein, solche zusätzlichen Maßnahmen einzugehen, um zu gewährleisten, dass der Datenbestand des höheren Geräts aus dessen Zwischenspeicher in jedem Fall vor dem ursprünglichen Datenstrom bereitsteht und an das niedrigere Gerät weitergegeben werden kann: Es versteht sich, dass der retranskodierte Stream immer eine geringe zeitliche Verzögerung aufweist, da zum Retranskodieren zunächst der ursprüngliche Stream vorliegen muss, woraufhin sich das Retranskodieren anschließt. Für das Retranskodieren ist eine bestimmte Rechenzeit erforderlich.Under special conditions may be necessary such additional activities to enter to ensure that the dataset of the higher equipment from its cache in any case before the original one Data stream is ready and can be passed to the lower device: It is understood that the retranscoded stream is always a small one has a time delay, there to Retranskodieren first the original one Stream must be present, followed by the retranscode followed. For retranscoding a certain amount of computing time is required.

Wenn von einem retranskodierten Stream-Anfang aus dem Zwischenspeicher zum ursprünglichen Stream umgeschaltet wird, springt die Wiedergabe beim niedrigeren Gerät bzw. beim Client um die Zeitdauer der Retranskodierungsberechnung. Der Betrachter sieht in diesem Falle eine Lücke.If from a retranscoded stream start from the cache to the original one Stream is switched, the playback jumps at the lower Device or at the client by the duration of the retranscode calculation. Of the Viewer sees a gap in this case.

Dies kann über eine Verzögerung des ursprünglichen Datenstroms ausgeglichen werden. Diese sollte nach Möglichkeit recht klein gehalten werden. Wenn die Verzögerung im Originalstream zu klein ist, entsteht allerdings ebenfalls beim Umschalten vom retranskodierten Stream-Anfang zum Originalstrom die Zeitlücke. Wenn allerdings die Verzögerung zu groß ist, dann sieht der Empfänger beim Umschalten vom retranskodierten Stream-Anfang zum Originalstream eine Wiederholung.This can over a delay of the original one Data stream are balanced. This should be possible be kept quite small. If the delay in the original stream is too small is, however, also arises when switching from the retranscoded Stream start to Original current the time gap. If, however, the delay is too big then the receiver sees when switching from the retranscoded stream start to the original stream a repetition.

Es kann jedoch eine Steuerung vorgesehen sein, welche die doppelten Daten im Wiedergabe-Puffer erkennt und den Multicast-Stream ohne Wiederholung nahtlos an den retranskodierten Stream-Anfang anschließt.It However, a controller may be provided which the double Data in the playback buffer detects and the multicast stream without repetition seamlessly connects to the retranscoded stream start.

Im folgenden sei ein erstes Anwendungsbeispiel mit einem Wegpunkt in Gestalt eines Servers am DSLAM geschildert.in the Following is a first application example with a waypoint in Form of a server portrayed on the DSLAM.

Bei Internet Service Providern liegt es nahe, als Wegpunkte beispielsweise dem DSLAM oder einen Server zu wählen, welcher direkt an den DSLAM angeschlossen ist. In diesem Fall kann die Verteilung der Audio-/Video-Daten von der Einspeisung bis zu den Wegpunkten per Multicast oder Unicast erfolgen. Vom Wegpunkt können die Daten individuell per Unicast über den DSLAM an den jeweiligen Empfänger übertragen werden.at Internet service providers are close to it, as waypoints, for example to choose the DSLAM or a server which is connected directly to the DSLAM. In this case can the distribution of audio / video data from the infeed to the Waypoints via multicast or unicast. From the waypoint you can Data individually via unicast over transmit the DSLAM to the respective receiver become.

Da DSLAMs meist bis zu 4.000 Endkunden versorgen können, kann der Service Provider praktisch uneingeschränkt entscheiden, ob die Datenverteilung oberhalb des DSLAMs per Unicast oder Multicast geschehen soll. Die DSLAMs sind so große Multiplikatoren, dass diese ohne weiteres auch per Unicast versorgt werden könnten, auch wenn davon ausgegangen werden muss, dass bei einer überschaubaren Anzahl an angebotenen Kanälen ohnehin jeder der verfügbaren Kanäle als Folge der großen Anzahl Nachfrager unterhalb am Wegpunkt anliegt.Since DSLAMs can usually supply up to 4,000 end customers, the service provider can decide virtually unrestrictedly whether the data distribution above the DSLAM should be done by unicast or multicast. The DSLAMs are so large multipliers that they could easily be supplied via unicast, even if it must be assumed that with a manageable number of offered channels any of the available channels anyway as a result of the large number of customers below the waypoint lies.

Bei ausreichender Backplane des DSLAMs, also bei ausreichendem möglichen Datendurchsatz durch den DSLAM, ist ab dem Wegpunkt eine individuelle Versorgung nach dem vorstehend genannten Prinzip möglich.at sufficient backplane of the DSLAM, so with sufficient possible Data throughput through the DSLAM, is an individual from the waypoint Supply possible according to the aforementioned principle.

Diese Methode hat überdies den Vorteil, dass kein Multicast-Routing bis zum Endkunden nötig ist. Multicast-Routing ist nach dem Stand der Technik recht aufwendig. Insbesondere können auch Geräte versorgt werden, die bei dem Endkunden hinter einem Network Address Translation (NAT-)Gerät stehen.These Method has moreover the advantage of no multicast routing necessary to the end customer is. Multicast routing is quite expensive according to the prior art. In particular, you can also devices supplied to the end customer behind a network address Translation (NAT) device stand.

Während das Multicast-Verfahren mit einem push-Verfahren vergleichbar ist, entspricht das Unicast-Verfahren eher einem pull-Verfahren. Deshalb können Router im Unicast-Verfahren auf dem Weg zum Endkunden durchlaufen werden.While that Multicast method is similar to a push method the unicast method rather a pull method. That's why routers can in the unicast procedure on the way to the end customer.

Das zentrale Server-System, oder generell das höhere Gerät, muss zu den DSLAMs lediglich eine solche Anzahl Streams senden, welche das Produkt aus der Kanalzahl und der Aufteilungsfeinheitszahl ist. Die Kanalzahl entspricht der Anzahl der Kanäle, die empfangen können werden sollen. Die Aufteilungsfeinheitszahl entspricht derjenigen Anzahl von Stream-Anfängen, welche pro Zeitintervall zwischen zwei natürlich auftretenden Absolut-Frames im Stream eingefügt werden sollen. Wenn also beispielsweise 50 Kanäle empfangbar sein sollen und zu jedem Frame ein Stream-Anfang retranskodiert werden soll, also beispielsweise 24 Stream-Anfänge pro Sekunde bereitgestellt werden sollen, muss lediglich eine Gesamtzahl von 1200 Streams zu den Wegpunkten übertragen werden. Hiervon ist jeder vierundzwanzigste Stream der ursprüngliche Stream eines der 50 Kanäle. Die übrigen Streams sind retranskodierte Streams, die beim Umschalten einen quasi-sofortigen Beginn der Wiedergabe ermöglichen. Diese Anzahl ist recht gering im Vergleich dazu, dass an einem DSLAM ohne weiteres 4.000 Endgeräte oder zumindest 4.000 DSL-Leitungen angeordnet sein können.The central server system, or generally the higher device, has to DSLAMs only one send as many streams as the product of the channel number and the division fineness number is. The number of channels corresponds to the Amount of channels, who can receive should be. The division fineness number corresponds to that Number of stream starts, which per time interval between two naturally occurring absolute frames inserted in the stream should be. So if, for example, 50 channels should be receivable and to every frame a stream start should be retranscoded, so for example 24 stream starts per Second, only needs a total number 1200 streams to the waypoints. This is every twenty-fourth stream the original stream one of the 50th Channels. The remaining Streams are retranscoded streams that are quasi-instantaneous when switching Allow playback to begin. This number is quite low compared to that on a DSLAM without another 4,000 devices or at least 4,000 DSL lines can be arranged.

Als Alternativen kommen in Betracht, dass der Wegpunkt den benötigten Stream-Anfang als Unicast bei einem übergeordneten Gerät anfordert oder einen entsprechenden Multicast-Stream abonniert. In diesem Falle wird die oberhalb des DSLAMs zur Verfügung stehende Bandbreite geschont, beim Umschalten auf einen Kanal, welcher am DSLAM nicht in Bereitschaft vorgehalten wird, ist jedoch zumindest die Antwortzeit des höheren Geräts auf die Anforderung des DSLAMs abzuwarten.When Alternatives come into consideration that the waypoint has the required stream start as unicast at a parent Device requests or subscribed to a corresponding multicast stream. In this case the bandwidth available above the DSLAM is spared, when switching to a channel, which is not ready on the DSLAM is at least the response time of the higher device to the request to wait for the DSLAM.

Im folgenden sei als ein zweites Anwendungsbeispiel eine Konstellation beschrieben, bei welcher ein Router beim Endkunden hinter einem DSLAM als Wegpunkt eingesetzt ist:
Endkunden haben meist einen Router, auf welchem die Hausverkabelung zusammenläuft. Wird der Router oder ein anderes Gerät beim Endkunden als Wegpunkt gewählt, so kann vorteilhaft bis zu diesem Wegpunkt eine multicastfähige Infrastruktur bestehen.
In the following, a constellation is described as a second application example in which a router is used behind the end of a DSLAM as a waypoint:
End customers usually have a router on which the house wiring converges. If the router or another device is chosen as the waypoint by the end customer, then advantageously a multicast-capable infrastructure can exist up to this waypoint.

Der Vorteil bei diesem Aufbau ist eine bandbreitenschonende Verteilung. Wenn zwei oder mehr Endgeräte aus dem gleichen Anschluss den gleichen Kanal anfordern, so wird der Kanal dennoch nur einmal über den DSLAM geschickt, da die Verteilung auf die beiden Endgeräte erst ab dem Wegpunkt beim Endkunden geschieht.Of the Advantage of this structure is a bandwidth-friendly distribution. If two or more devices requesting the same channel from the same port, so will the channel nevertheless only once over the DSLAM sent, since the distribution on the two terminals only happens from the waypoint at the end customer.

Diese Methode hat einige Vorteile, die im folgenden erläutert werden. Sie setzt bevorzugt einen intelligenten Wegpunkt sowie nicht allzu sehr schwankende Antwortzeiten des Wegpunkts zu einem Messstrom voraus. Wenn diese Voraussetzung nicht ohne weiteres erfüllt werden, können sie durch zusätzliche Maßnahmen ausgeglichen werden. Wenn der Provider bestimmte Antwortzeiten garantiert, was in der Regel als Quality of Service („QOS") bezeichnet wird, gestaltet sich die Verteilung recht einfach.These Method has several advantages, which are explained below. She prefers a smart waypoint and not too much very fluctuating response times of the waypoint to a measuring current ahead. If this condition is not fulfilled without further ado, can you through additional activities be compensated. If the provider guarantees certain response times, what is usually referred to as the Quality of Service ("QOS"), the Distribution pretty easy.

Der Wegpunkt, also in diesem Fall der Router bei dem Endkunden, misst zunächst eine Verzögerung, im folgenden als d bezeichnet. Hierzu nimmt der Wegpunkt zunächst einen Übertragungstest zur Berechnung der Ankunftszeit der I-Frames vor. Dazu kann der Wegpunkt den Aufbau des Stroms analysieren und feststellen, wie groß die Verzögerung d der I-Frames vom Versenden am zentralen Server bis zum Eintreffen beim Wegpunkt ist. Falls die Analyse des Stroms für den Wegpunkt zu aufwendig ist, so kann stattdessen die Verzögerung eines beliebigen anderen Messstroms, also eines beliebigen Datenstroms, gemessen werden, solange sich die berechnete Verzögerung d äquivalent zur Verzögerung der I-Frames ergibt.Of the Waypoint, so in this case the router at the end customer, measures first a delay, hereinafter referred to as d. For this the waypoint first takes a transmission test for calculating the arrival time of the I-frames. This can be the Waypoint analyze the structure of the stream and determine how big the delay d the I-frames of Send to the central server until it arrives at the waypoint. If the analysis of the stream for the waypoint is too costly, so may the delay of a any other measuring current, ie any data stream, are measured as long as the calculated delay d is equivalent to delay the I-frames yields.

Der Verzögerungsparameter d ist kennzeichnend für die Verbreitungsgeschwindigkeit des Datenstroms zum Endkunden und kann von der momentan zur Verfügung stehenden Bandbreite und Antwortzeit abhängen, also schwanken. Sie ist aber unabhängig vom Inhalt des eigentlichen Datenstroms, da lediglich die Verbreitungsgeschwindigkeit gemessen wird.Of the delay parameter d is characteristic of the rate of distribution of the data stream to the end customer and can be available from the moment depend on the bandwidth and response time, so they vary. she is but independent of Content of the actual data stream, since only the dissemination speed is measured.

Anhand der Informationen über den Aufbau und den Zeitpunkt des Vorkommens der I-Frames des zentralen Servers und anhand des Wertes d kann der Wegpunkt für alle Datenströme die Ankunftszeiten der I-Frames mit recht hoher Genauigkeit vorhersagen.Based the information about The structure and timing of the occurrence of the I-frames of the central Servers and based on the value d, the waypoint for all data streams can be the arrival times predict the I-frames with fairly high accuracy.

Um robust Schwankungen in der Verbreitungsgeschwindigkeit und damit im Parameter d auffangen zu können, wird die Verzögerung d eines Datenstroms bevorzugt ständig gemessen, sobald ein Datenstrom oder mehrere Datenströme über den Wegpunkt gesendet werden.Around robust fluctuations in the dissemination rate and thus be able to catch in the parameter d, will be the delay d a data stream is preferred constantly measured as soon as a data stream or multiple data streams via the waypoint be sent.

Die Informationen über die Übertragungsverzögerung d können vom Wegpunkt und/oder vom Server, also generell von jedem höheren oder niedrigeren Gerät in der Netztopographie, dazu verwendet werden, gezielt einen Stream-Anfang anzufordern, welcher sich nahtlos an den eigentlich zu abonnierenden Multi-Stream umschalten lässt.The information about the transmission delay d can from the waypoint and / or from the server, so generally from any higher or lower device in the network topography, used to specifically start a stream to request, which seamlessly to the actually subscribed Switch multi-stream.

Dies lässt sich mit einem dritten Aspekt der Erfindung ausnutzen, gemäß welchem die Aufgabe auch ein Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät löst, wobei der Stream Absolutdaten und Relativdaten zur Wiedergabe aufweist, und wobei das niedrigere Gerät auf Abonnieranforderung eines nachgeordneten Geräts zunächst einen Stream-Anfang mit einer Dauer anfordert, welche abhängig von einer zu erwarten den Ankunftszeitspanne der nächsten Absolutdaten beim niedrigeren Gerät errechnet wird.This let yourself exploit with a third aspect of the invention, according to which the object also a method for transmitting a multicast stream in an IP network of a higher one Device too a lower device triggers, where the stream has absolute data and relative data for playback, and where is the lower device On a Subscriber Device Subscriber Request, first start a stream with a Duration request, which depends from one to expect the time of arrival of the next absolute data at the lower device is calculated.

Wird ein Kanal vom Endkunden angefordert, so schickt das Endgerät die (Multicast-)Anfrage an den Wegpunkt. Der Wegpunkt gibt diese Anfrage zunächst jedoch nicht an den übergeordneten Router weiter, sondern verfährt wie folgt:
Wie vorstehend beschrieben, kennt der Wegpunkt durch einfache Berechnung oder Mitteilung des Stromanalysesystems für alle Datenströme die Ankunftszeiten der nächsten Absolutdaten, also beispielsweise der nächsten I-Frames. Er wählt nun die Ankunftszeit des ersten I-Frames, bis zu dessen Ankunftszeit t1 noch mindestens die Zeit k verstreicht.
If a channel is requested by the end customer, the terminal sends the (multicast) request to the waypoint. However, the waypoint does not pass this request on to the parent router, but proceeds as follows:
As described above, the waypoint knows by simple calculation or notification of the power analysis system for all data streams, the arrival times of the next absolute data, so for example the next I-frames. He now chooses the arrival time of the first I-frame, to whose arrival time t1 at least the time k elapses.

Dabei ist k ein Zeitparameter, welcher mindestens der Summe aller Prozess- und Netzwerklaufzeiten entspricht, die bis zum frühestmöglichen Abspielbeginn eines I-Frames aus dem gewählten Multicast-Stream vergehen. Es könnte aber auch Gründe geben, k sogar länger zu wählen und damit eine längere Unicast-Übermittlung zu erreichen.there k is a time parameter which is at least the sum of all process and network run times that are up to the earliest possible Play start of an I-frame from the selected multicast stream pass. It could but also reasons give, k even longer to choose and thus a longer one Unicast transmission to reach.

Wenn von der Ankunftszeit der aktuelle Zeitpunkt sowie gegebenenfalls eine meist sehr kurze Unicast-Antwort- und Verarbeitungszeit subtrahiert werden, so ergibt sich die Länge der erforderlichen Abspielzeit des gewünschten Datenbestandes.If from the arrival time the current time as well as if necessary a mostly very short unicast response and processing time are subtracted this results in the length the required playing time of the desired data.

Durch die Länge und die Endzeit t1 ist dieser Datenbestand vollständig charakterisiert. Daher kann der Wegpunkt nun diesen Datenbe stand für das sofortige Initialisieren des Datenstroms bei dem Verteilungssystem des zentralen Stromanalysesystems anfordern und diesen zum Endgerät weiterleiten.By the length and the end time t1 this data set is fully characterized. Therefore, the waypoint can now use this databank for immediate Initialize the data stream at the distribution system of the central Request power analysis system and forward it to the terminal.

Zudem sendet der Wegpunkt zum Zeitpunkt t1 minus d die Multicast-Anfrage für den gewünschten Kanal weiter und sendet diesen Strom im Anschluss an den Datenbestand aus dem Zwischenspeicher an das Endgerät. Für das Endgerät entsteht hierdurch die Illusion eines ununterbrochenen Stroms.moreover sends the waypoint at time t1 minus d the multicast request for the desired Channel continues and sends this stream following the data from the cache to the terminal. For the terminal arises as a result the illusion of an uninterrupted stream.

Diese Methode beseitigt viele der Probleme, welche bei Umschaltmethoden nach herkömmlichem Stand der Technik aufkommen, und ermöglicht ein robustes, schnelles Umschalten.These Method eliminates many of the problems associated with switching methods in the conventional state of technology, and allows a robust, fast switching.

Zum einen wird der Datenbestand für die sofortige Initiierung beispielsweise als Datenpaket per Unicast versendet. Daher geschieht die Übertragung mit der gesamten Bandbreite, also nicht wie bei einer Multicast-Verteilung als Stream. Der Datenbestand kommt also schnell bei dem Wegpunkt und damit bei dem Endgerät an.To the one becomes the data for the immediate initiation, for example as a data packet by unicast sent. Therefore, the transmission happens with the whole bandwidth, not like a multicast distribution as a stream. The data comes so fast at the waypoint and thus at the terminal at.

Da das Datenpaket mit einem I-Frame beginnt, kann mit dem sofortigen Abspielen unmittelbar angefangen werden. In dieser Hinsicht ist der Vorgang von Seiten der Infrastruktur optimal gelöst.There the data packet starts with an I-frame, can with the immediate Play to be started immediately. In this regard is the process is optimally solved by the infrastructure.

Zum anderen muss nur minimaler Aufwand im Backbone-Netz des Service Providers betrieben werden. Modifikationen sind lediglich an zentraler Stelle nötig, wobei optional mehrere cache-Ebenen installiert werden können, und wobei optional beim Router des Endkunden ebenfalls Modifikationen nötig sein können.To the others only need minimal effort in the backbone network of the service Providers are operated. Modifications are only central necessary, where optionally several cache levels can be installed, and optionally with the router of the end user also modifications be necessary can.

Ein weiterer Vorteil des vorstehend beschriebenen Systems liegt darin, dass bis auf wenige Steuerinformationen keine zusätzliche Bandbreite für einen erheblich beschleunigten Umschaltvorgang benötigt wird.One Another advantage of the system described above is that that apart from a few tax information no additional Bandwidth for a considerably accelerated switching is needed.

Im folgenden sei als ein drittes Anwendungsbeispiel eine Netztopographie beschrieben, bei welcher ein Server am DSLAM als Wegpunkt dient, wobei eine Zusatzverteilung beim Endkunden vorgesehen ist:
Wie vorstehend erläutert wurde, soll zum schnellen Umschalten zwischen zwei Kanälen bei jedem Kanalwechsel ein Unicast-Strom zum Endgerät personalisiert werden. Wenn jedoch davon auszugehen ist, dass beim Endkunden kein Gerät steht, welches leistungsstark genug ist, um jedem Empfangsgerät einen personalisierten Strom zur Verfügung zu stellen, bietet sich eine weitere Möglichkeit an, die Last zu verteilen:
Wie im ersten Anwendungsbeispiel beschrieben, dient ein Server oder der DSLAM selbst als Wegpunkt. Das Endgerät ist nun aber nicht das Anzeigegerät beim Endkunden, sondern ein anderes Gerät, beispielsweise der Router beim Endkunden.
In the following, as a third application example, a network topography is described in which a server on the DSLAM serves as a waypoint, whereby an additional distribution is provided to the end customer:
As explained above, a unicast stream is to be personalized to the terminal for fast switching between two channels at each channel change. However, if it is assumed that the end user does not have a device which is powerful enough to provide a personalized power to each receiving device, another possibility is available to distribute the load:
As described in the first application example, a server or the DSLAM itself serves as a waypoint. The terminal is now not the display device at the end customer, but another device, for example, the router at the end customer.

Dieses Gerät leitet die Anfragen jedes Endgerätes des Endkunden weiter an den Wegpunkt. Wenn jedoch zu einem Endgerät der gleiche Kanal gesendet werden soll, welcher schon an ein weiteres Endgerät hinter demselben Router gesendet wird, so sendet der Router an das hinzuge kommene Endgerät zunächst nur das Datenvolumen des vom Wegpunkt erhaltenen personalisierten Stroms. Anschließend dupliziert es den ohnehin schon am Gerät anliegenden Audio-/Video-Datenstrom und sendet diesen parallel an beide Endgeräte. Das personalisierte Datenvolumen ist derjenige Teil des Audi-/Video-Datenstroms, der für eine sofortige Initiierung der Wiedergabe notwendig ist.This Device conducts the requests of each terminal the end customer continues to the waypoint. If, however, to a terminal the same Channel should be sent, which already to another terminal behind sent to the same router, the router sends to the added router terminal first only the data volume of the personalization received from the waypoint Current. Subsequently It duplicates the audio / video stream already on the device and sends this in parallel to both terminals. The personalized data volume is the part of the audio / video stream that is for immediate Initiation of the playback is necessary.

Bei diesem Netzaufbau kommt zum ersten Wegpunkt, dem DSLAM oder einem dort angeordneten Server, somit ein zweiter Wegpunkt hinzu, nämlich bevorzugt der zentrale Router beim Endkunden. Dieser zweite Wegpunkt nutzt die an ihm anliegenden Streams soweit möglich doppelt bzw. mehrfach, so dass es unnötig wird, denselben Stream mehrfach parallel zum Endkundenrouter zu senden.at this network structure comes to the first waypoint, the DSLAM or a there server arranged, thus adding a second waypoint, namely preferred the central router at the end customer. This second waypoint uses the streams adjacent to it as far as possible twice or more times, so that it is unnecessary becomes the same stream several times parallel to the end customer router send.

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei das höhere Gerät zusätzlich zum ursprünglichen Multicast-Stream einen retranskodierten und/oder zeitlich verzögerten Offset-Stream zum Abonnieren bereit hält.To A fourth aspect of the invention solves the task Method for transmitting a Multicast streams in an IP network from a higher one Device too a lower device, where the higher one Device in addition to original Multicast stream a retranscoded and / or delayed offset stream ready to subscribe.

Anstatt für alle – oder je nach Bandbreitenbeschränkung gegebenenfalls nur einige – Einstiegszeitpunkte spezielle Datenbestände herzustellen und an die Wegpunkte zu verbreiten, ist es nach diesem Aspekt auch vorteilhaft, für jeden dieser Einstiegsoffsets jeweils einen Multicast-Stream zu erstellen, in welchem die I-Frames oder allgemein die Startpunkte zeitlich verschoben sind. Dies kann durch einfache Verzögerung erfolgen, jedoch auch durch Retranskodierung.Instead of for everyone - or ever after bandwidth restriction possibly only a few - entry times special data stocks It is from this aspect that it is necessary to produce and disseminate it to the waypoints also beneficial for each of these entry-level offsets has one multicast stream each create in which the I-frames or generally the starting points are shifted in time. This can be done by simple delay, but also by retranscoding.

Der Wegpunkt oder das Empfangsgerät selbst berechnet nun die geschätzte Ankunftszeit eines Multicast-Streams, etwa durch Addition von d auf seine aktuelle Zeit, und wählt dann denjenigen Strom, in welchem möglichst bald nach dieser geschätzten Anfangszeit ein I-Frame erscheinen wird. Diese Information erhält es bevorzugt in einem eigenen Strom niedriger Bandbreite vom Stromanalysesystem.Of the Waypoint or the receiver itself now calculate the estimated Arrival time of a multicast stream, such as adding d on his current time, and chooses then that stream, in which as soon as possible after this estimated start time an I-frame will appear. This information is preferred in a separate stream of low bandwidth from the power analysis system.

Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei der Stream zunächst multiplext oder demultiplext als Datenursprung verwendet wird, so dass sich mehrere Teilströme ergeben, woraufhin diese Teilströme übertragen und vom niedrigeren Gerät zusammengesetzt werden.To a fifth Aspect of the invention triggers the task is a method of transmitting a stream in an IP network from a higher device to a lower device, wherein the stream first multiplexed or demultiplexed is used as data origin, so that there are several partial flows give, whereupon they transfer sub-streams and from the lower device be assembled.

Auf diese Weise kann durch gezieltes Übertragen der Teilströme beispielsweise eine Verschlüsselung mit einem geringen Datenvolumen erreicht werden.On This way, for example, by targeted transmission of the partial streams an encryption can be achieved with a low data volume.

Die Netztopographie ist bevorzugt so aufgebaut, dass der Stream vom niedrigeren Gerät per Unicast an einen Client übertragen wird.The Network topography is preferably constructed so that the stream from the lower device transmitted by unicast to a client becomes.

Das Prinzip, auf welchem der fünfte vorgestellte Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert, sei im folgenden in einfachen Worten erläutert:
Der Erfindungsaspekt basiert auf dem Grundgedanken, dass der Gesamtstrom in einen Komponentenstrom und einen Steuerstrom aufgeteilt wird. Der Komponentenstrom wird aus einem oder mehreren Multicast-Strömen zusammengesetzt. Der Steuerstrom ist in den meisten Fällen ein Unicast-Strom. In manchen Fällen kann es ökonomischer sein, den Steuerstrom ebenfalls als Multicast-Strom zu versenden.
The principle on which the fifth aspect of the present invention is based will now be explained in simple terms:
The invention aspect is based on the idea that the total current is divided into a component current and a control current. The component stream is composed of one or more multicast streams. The control stream is in most cases a unicast stream. In some cases, it may be more economical to also send the control stream as a multicast stream.

Die vorgeschlagene Technologie ermöglicht es, bandbreitensparend individuelle Informationen an viele Teilnehmer zu übertragen, solange die Informationen zumindest Fragmente gemeinsam aufweisen. Hierzu werden drei Anwendungsbeispiele beschrieben. Das erste Beispiel zeigt, wie ein schnelles Umschalten eines Audio-/Video-Stroms erreicht werden kann. Das zweite Beispiel ermöglicht eine bandbreitenschonende personalisierte Verschlüsselung. Das dritte Beispiel zeigt, wie unter Hinzunahme von Priorisierungen eine möglichst durchgehende Audio-/Video-Übertragung erreicht werden kann.The proposed technology allows bandwidth-saving individual information to many participants transferred to, as long as the information has at least fragments in common. For this three application examples are described. The first example shows how to achieve a fast switching of an audio / video stream can be. The second example enables bandwidth-saving personalized encryption. The third example shows how to add priorities one possible continuous audio / video transmission can be achieved.

Video-/Audio-Ströme, welche mit allgemein bekannten Komprimierungsverfahren, wie beispielsweise MPEG-2 oder anderen, komprimiert sind, bestehen aus einer Folge von sogenannten Frames. Es gibt verschiedene Frames, die unterschiedliche Informationen tragen. Dies wurde vorstehend bereits erläutert. Die drei unterschiedlichen Frame-Arten werden im Folgenden jeweils als Frame-Familien bezeichnet.Video / audio streams, which with well-known compression methods, such as MPEG-2 or others that are compressed consist of a sequence from so-called frames. There are different frames that are different Carry information. This has already been explained above. The Three different types of frames are hereafter referred to as Called frame families.

Wenn ein komprimierter Strom dekomprimiert werden soll, müssen zunächst in einem Zwischenspeicher genug Daten gesammelt werden, um den Audio-/Video-Strom zu initiieren. Hierzu wird der Wiedergabepuffer benutzt. Des weiteren muss der Strom vollständig sein. Wenn Frames fehlen, so kommt es zu Bildstörungen, zum Aussetzen der Wiedergabe oder zum Stoppen des Abspielens. Dabei macht sich der Verlust eines I-Frames in der Wiedergabe stärker bemerkbar als der Verlust eines P-Frames oder eines B-Frames.If a compressed stream is to be decompressed, enough data must first be collected in a cache to initiate the audio / video stream. The playback buffer is used for this purpose. Furthermore, the power must be complete. If frames are missing, it will cause image interference, stop playback or stop playback. This is the loss of an I-frame in the Wieder more noticeable than the loss of a P-frame or a B-frame.

In dem Verfahren nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ursprungssignal zunächst demultiplext, also in die einzelnen Bestandteile aufgeteilt. Diese können beispielsweise Tonbytes und Bildbytes umfassen, aber auch anders aufgeteilt werden. Die einzelnen Teilströme werden über die Infrastruktur übertragen und an geeigneter Stelle des Übertragungswegs zur Empfängergruppe oder erst bei der Empfängergruppe selbst zusammengesetzt.In the method of the fifth Aspect of the present invention, the original signal is first demultiplexed, So divided into the individual components. These can be, for example Tonbytes and picture bytes include, but also be split differently. The individual partial flows be over the Transfer infrastructure and at a suitable location of the transmission path to the recipient group or first with the recipient group self-assembled.

Wird der Strom auf dem Übertragungsweg zusammengesetzt, so geschieht die weitere Übertragung zur Empfängergruppe bevorzugt per Unicast.Becomes the stream is composed on the transmission path, so happens the further transmission to the recipient group preferably by unicast.

Das ursprüngliche Hauptsignal kann nun in mehreren Varianten gesendet werden. Diese können sich beispielsweise durch die Bitraten unterscheiden. Sie können auch jeweils einzelne Frame-Familien oder eine Kombination aus diesen übertragen.The original Main signal can now be sent in several variants. These can for example, by the bit rates differ. You can also each individual frame families or a combination of these transferred.

Im allgemeinen wird der Strom auf der Empfängerseite aus dem Komponentenstrom und dem Steuerstrom zusammengesetzt. Der Kompo nentenstrom weist diejenigen Daten auf, welche an alle Empfänger gerichtet sein sollen, während der Steuerstrom die personalisierten Daten umfassen kann.in the Generally, the current on the receiver side becomes out of the component current and the control current. The compo nentenstrom points the data that should be addressed to all recipients, while the control stream may include the personalized data.

Der Komponentenstrom ist nicht personalisiert und kann somit von allen adressierten Empfängern empfangen werden. Eine Kombination aus den Teilströmen im Komponentenstrom muss nicht notwendigerweise das ursprüngliche Hauptsignal ergeben. Vielmehr können wesentliche Daten für die Wiedergabe ausgespart sein. In diesem Falle ist für die Wiedergabe neben dem Komponentenstrom auch der Empfang des Steuerstroms notwendig.Of the Component stream is not personalized and can therefore be used by all addressed recipients be received. A combination of the partial streams in the component stream does not necessarily have to give the original main signal. Rather, you can essential data for the playback be omitted. In this case is for playback in addition to the component current and the reception of the control current necessary.

Diejenigen Daten, welche für den Zusammenbau eines vollständigen Stroms fehlen, sowie gegebenenfalls zusätzliche Daten, werden durch den sogenannten Steuerstrom gesendet. Der Steuerstrom ist personalisiert und für eine Gruppe von Empfängern oder einen Empfänger alleine bestimmt.Those Data for the assembly of a complete Electricity is missing, as well as additional data, if necessary sent the so-called control current. The control current is personalized and for a group of recipients or a receiver alone determined.

Somit ist es möglich, dass eine Empfängergruppe einige Ströme per Komponentenstrom empfängt und andere per Steuerstrom, so dass ein Gesamtstrom zusammengesetzt werden kann. Für etwa gewünschte zusätzliche Kommunikation mit dem Empfänger wird, soweit nötig, der Steuerstrom benutzt, beispielsweise als Unicast-Strom.Consequently Is it possible, that a recipient group some streams received by component stream and others by control current, so that a total current composed can be. For about desired additional Communication with the receiver will, as necessary, the control current is used, for example as a unicast stream.

Eine Empfängergruppe, welche keinen Multicast-Strom empfangen kann, kann ihren kompletten Audio-/Video-Strom über einen Unicast-Steuerstrom empfangen.A Receiver group which can not receive a multicast stream, can have their entire audio / video stream over one Receive unicast control stream.

Eine solche Empfängergruppe kann beispielsweise hinter einem nicht Multicast-fähigen Router vorhanden sein. Die Empfängergruppe kann alternativ oder kumulativ über den vollständigen Unicast-Steuerstrom bereits die Wiedergabe starten, während die Wartezeit läuft, welche entsteht, während die Empfängergruppe auf den Empfang eines Multistream-Abonnements wartet.A such recipient group For example, behind a non-multicast router to be available. The recipient group may alternatively or cumulatively over the complete Unicast control stream already start playback while the Waiting time, which arises while the recipient group waiting to receive a multistream subscription.

Empfänger, welche Multicast empfangen können, können alle Daten oder nur einen Teil des Stroms über den Komponentenstrom empfangen. Fehlende bzw. weitere Daten werden über den Steuerstrom gesendet.Receiver, which Can receive multicast, can receive all or only part of the stream through the component stream. missing or more data is about sent the control current.

Je nach beabsichtigter Netztopographie ist es von Vorteil, wenn der Komponentenstrom als Multicast-Stream übertragen wird und/oder wenn der Steuerstrom als Multicast-Stream oder als Unicast-Stream übertragen wird.ever after intended network topography, it is advantageous if the Component stream is transmitted as a multicast stream and / or if the control stream is transmitted as a multicast stream or as a unicast stream becomes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Abonnieren des Streams zunächst ein größerer Anteil absoluter Daten und/oder relativer Daten über einen Steuerstrom übertragen, wobei die Übertragung schließlich den oder die Anteile im Steuerstrom absenkt, wobei sie bevorzugt nur noch absolute Daten im Steuerstrom überträgt.In A preferred embodiment of the method is when subscribing of the stream first larger proportion transmit absolute data and / or relative data via a control stream, being the transmission after all lower or the proportions in the control current, with preference only transmits absolute data in the control stream.

Hierdurch wird ein schnelles Umschalten des Audio-/Video-Stroms ermöglicht. Dies sei nachfolgend anhand eines Anwendungsbeispiels beschrieben:
Wie bereits erläutert wurde, muss zum Dekomprimieren des Stroms ein gewisser Datenbestand beim Empfänger zwischengespeichert sein, um das Abspielen des Stroms zu initiieren. Die fehlenden Daten werden über den vorhandenen Steuerstrom gesendet. Dabei kann die Datenrate über die Zeit schwanken.
This allows a quick switching of the audio / video stream. This will be described below with reference to an application example:
As already explained, to decompress the stream, some data must be cached at the receiver to initiate the streaming of the stream. The missing data is sent via the existing control stream. The data rate can fluctuate over time.

Zu jedem Zeitpunkt wird derjenige Datenbestand gesendet, welcher zum Darstellen des Gesamtstroms fehlt. Insbesondere werden fehlende Frames im Komponentenstrom durch den Steuerstrom gesendet. Der Steuerstrom kann eine variable Bitrate haben. Somit wird zu jedem Zeitpunkt gewährleistet, dass eine sofortige Darstellung des Audio-/Video-Signals möglich ist.To At each point in time the dataset is sent, which to Presenting the total current is missing. In particular, missing frames sent in the component stream through the control stream. The control current can have a variable bit rate. Thus, at any time guaranteed that an immediate representation of the audio / video signal is possible.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel kann der Ursprungsstrom in vier Teilströme aufgeteilt sein. Ein P-Strom enthält alle P-Frames. Ein B-Strom enthält alle B-Frames. Der I1-Strom enthält p % jedes I-Frames. Die verbleibenden (100 minus p) % der I-Frames werden über den I2-Strom übertragen. Die I-Frames werden also jeweils zerlegt in einen Bestandteil, welcher über den I1-Strom läuft, und in einen zweiten Bestandteil, welcher über den I2-Strom läuft.In a concrete embodiment can the original stream can be divided into four partial streams. A P-current contains all P frames. A B-stream contains all B-frames. The I1 current contains p% of every I-frame. The remaining (100 minus p)% of the I frames be over transmit the I2 power. The I frames are thus each decomposed into a component, which on the I1 power is running, and into a second component that travels over the I2 stream.

In diesem Beispiel sind der P-Strom, der B-Strom und der I1-Strom Komponentenstrom, der I2-Strom hingegen ist ein Steuerstrom und kann für jeden Empfänger individuell übertragen werden.In In this example, the P-current, the B-current and the I1-current component current, the I2 current, on the other hand, is a control current and can be used by everyone receiver individually transmitted become.

Schaltet der Benutzer am Client auf einen neuen Kanal um, soll also der zerlegte Strom abonniert werden, so wird der eingangs erwähnte Datenbestand für die Initiierung der Wiedergabe über den Steuerstrom zur Empfängergruppe übertragen. Das bedeutet, dass über den Steuerstrom unmittelbar nach der Umschaltanforderung 100 % der P-, B-, I1- und I2-Frames des Datenbestands auf einmal übertragen werden. Über den Steuerstrom werden also alle demultiplexten Teilströme gesendet, so dass sich der vollständige Datenstrom ergibt und die Wiedergabe unmittelbar beginnen kann.switches the user on the client to a new channel, so the decomposed Electricity is subscribed to, so the above-mentioned data for the initiation playing over transmit the control current to the receiver group. That means over the control current immediately after the switching request 100% of P, B, I1 and I2 frames transferred to the dataset at once become. about the control current so all demultiplexed streams are sent, so that the full Data stream and playback can begin immediately.

Nach dieser Initialphase wird der Steuerstrom dynamisch auf p % der I-Frame-Daten reduziert, und die P- und B-Frames werden nicht mehr über den Steuerstrom übertragen. Der Komponentenstrom bleibt jedoch unberührt.To In this initial phase, the control stream dynamically becomes p% of the I-frame data reduced, and the P and B frames are no longer over the Transfer control current. The component stream, however, remains untouched.

Somit reduziert sich die im Unicast-Verfahren zu übertragende Datenmenge, während die im Multicast-Verfahren zu übertragende Datenmenge unverändert bleibt.Consequently reduces the amount of data to be transmitted in the unicast method, while the in the multicast method to be transmitted Data volume unchanged remains.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Steuerstrom verschlüsselt oder wird zur Entschlüsselung des Komponentenstroms benötigt.In an advantageous embodiment of the method according to the fifth aspect In the present invention, the control stream is encrypted or becomes decryption of the component stream needed.

Eine solche bandbreitenschonende personalisierte Verschlüsselung des Datenstroms sei an einem zweiten Anwendungsbeispiel erläutert:
Das Anwendungsbeispiel basiert auf dem Prinzip, dass der Empfänger einen Großteil der Stream-Daten über den Komponentenstrom zusammensetzt. Die noch fehlenden Daten für einen kompletten Strom, welcher wiedergegeben werden kann, werden über den Steuerstrom übersendet. Der Steuerstrom ist dabei möglicherweise verschlüsselt. Somit kann eine Verschlüsselung über eine Kombination aus allgemein zugänglichem Komponentenstrom und über den personalisierten Steuerstrom gewährleistet werden.
Such a bandwidth-friendly personalized encryption of the data stream is explained in a second application example:
The application example is based on the principle that the receiver assembles a majority of the stream data over the component stream. The missing data for a complete stream, which can be played back, are sent via the control stream. The control stream may be encrypted. Thus, encryption can be ensured via a combination of generally accessible component stream and via the personalized control stream.

Der Komponentenstrom wird hierbei per Multicast übertragen, der nur geringe Daten umfassende Steuerstrom im Idealfall per Unicast.Of the Component stream is transmitted here by multicast, the only small Data comprehensive control stream ideally via unicast.

In denjenigen Fällen, bei denen mehrere Empfänger den gleichen Steuerstrom empfangen sollen, macht es Sinn, auch diesen per Multicast zu versenden. Somit können verschiedene Empfänger verschlüsselt versorgt werden, obwohl der Komponentenstrom nur einmal gesendet wird. Dadurch wird eine erheblich bessere Skalierung bei Verschlüsselung gewährleistet.In those cases where multiple recipients To receive the same control current, it makes sense, this too send by multicast. Thus, different receivers can be encrypted although the component stream is sent only once. Thereby will be a much better encryption scale guaranteed.

Konkret kann der Ursprungsstrom beispielsweise wieder in vier Teilströme geteilt sein. Der P-Strom und der B-Strom enthalten jeweils alle P- bzw. B-Frames. Der I1-Strom enthält p % jedes I-Frames. Die verbleibenden (100 minus p) % der I-Frames werden über den I2-Strom gesendet. Auch hier sind wieder P-, B- und I1-Strom Komponentenstrom, der I2-Strom hingegen ist Steuerstrom und kann für jeden Empfänger individuell verschlüsselt und übertragen werden.Concrete For example, the source stream can be divided into four sub-streams again be. The P-current and the B-current contain all P resp. B-frames. The I1 current contains p% of every I-frame. The remaining (100 minus p)% of the I frames be over sent the I2 stream. Again, there are P, B and I1 currents Component current, the I2 current however, is control current and can be individual to each receiver encoded and transfer become.

Insbesondere können Komponentenströme so verschlüsselt werden, dass sie nur mit Hilfe von Schlüsseln aus dem Steuerstrom entschlüsselt werden können, wobei der Steuerstrom seinerseits verschlüsselt sein kann, etwa mit dem öffentlichen Schlüssel eines Teilnehmers.Especially can Component streams like this encoded be decrypted only with the help of keys from the control stream can, the control stream in turn can be encrypted, such as the public key of a Participant.

Die Bandbreite, welche benötigt wird, um n Empfänger mit individueller Verschlüsselung zu versorgen, berechnet sich damit zu der n-fachen Bandbreite des Steuerstroms zuzüglich der einfachen Bandbreite des Komponentenstroms. Bei bisherigen Technologien wurde an Bandbreite das n-Fache des kompletten Stroms benötigt.The Bandwidth, which needs becomes n recipients with individual encryption to supply, thus calculated to the n-fold bandwidth of the control power plus the simple bandwidth of the component current. With previous technologies was needed at bandwidth n times the total power.

Die insgesamt benötigte Bandbreite steigt zwar nach wie vor mit der Anzahl der Empfänger des verschlüsselten Programms n an, jedoch nur als linearer Faktor in Bezug auf den schmalbandigen Steuerstrom, nicht – wie bisher – in Bezug auf den kompletten Strom. Somit liegt die benötigte Bandbreite nach dem hier vorgestellten Verfahren um ein Vielfaches unter derjenigen des klassischen Verfahrens.The total needed Bandwidth is still increasing with the number of recipients of the encrypted Program n, but only as a linear factor in relation to the narrowband control current, not - as before - in terms on the entire stream. Thus, the required bandwidth is after this presented method many times lower than that of the classic Process.

Alternativ und kumulativ zum Nutzen des vorgestellten Verfahrens für Verschlüsselung von Streams wird vorgeschlagen, dass die Übertragung anhand einstellbarer Priorisierungen die zur Verfügung stehende Übertragungs- und/oder Rechenkapazität zu Gunsten eines höher priorisierten Teilstroms nutzt.alternative and cumulatively for the benefit of the presented encryption method Streams are suggested to be adjustable by transmission Prioritizations available standing transmission and / or computing capacity in favor of a higher one prioritized partial flow uses.

Dies sei in einem dritten Anwendungsbeispiel erläutert, bei welchem eine Priorisierung von Teilströmen verwendet wird, um eine robustere Wiedergabe zu ermöglichen. Dies basiert auf dem Grundgedanken, wichtigere Teilströme, beispielsweise I-Frames, mit höherer Priorität zu übertragen. Wenn P-, B- und I-Frames auf unterschiedlichen Multicast-Strömen übertragen werden, ist es von Vorteil, wichtigen Frame-Familien wie insbesondere den I-Frames bei der Übertragung höhere Prioritäten zuzuweisen.This be explained in a third application example, in which a prioritization of partial flows is used to enable a more robust playback. This is based on the idea, more important partial flows, for example I-frames, with higher priority transferred to. If P, B and I frames transmitted on different multicast streams It is beneficial to important frame families in particular the I frames during transmission higher priorities assign.

Die vorstehenden Verfahren sind weitestgehend kombinierbar. So betreffen sie insbesondere die Beschleunigung des Umschaltens zwischen digitalen Datenströmen durch Pufferung, Aufteilung, Zusammensetzung, Retranskodierung oder Verzögerung, die Aufteilung eines Stroms in mehrere Komponentenströme und einen Steuerstrom, das Zusammensetzen mehrerer unvollständiger Ströme eines Komponentenstroms und eines Steuerstroms zu einem Gesamtstrom, die Bereitstellung personalisierter oder zugriffszeitabhängiger Datenbestände zur Einleitung von Datenströmen, die Bereitstellung zugriffszeitabhängiger Multicast-Ströme, die Pufferung von Stromdaten in Routern, Switches, DSLAMs und ähnlichen Netzwerkkomponenten sowie u.a. das Verwenden von Wegpunkten, um Ströme dezentral zu personalisieren, oder per Unicast weiter zu verbreiten.The above methods can be combined as far as possible. So they especially affect the Acceleration of switching between digital data streams by buffering, splitting, compositing, retranscoding or delaying, dividing a stream into multiple component streams and a control stream, assembling multiple incomplete streams of component stream and control stream into a total stream, providing personalized or access time dependent data sets for initiation streaming data, providing access-time-dependent multicast streams, buffering stream data in routers, switches, DSLAMs, and similar network components; and using waypoints to remotely personalize streams or unicast.

Ein Verfahren zum schnellen Umschalten von Multicast-Streams sei nachstehend anhand eines weiteren Beispiels erläutert:
Bei diesem Verfahren wird jeder in die Infrastruktur einzuspeisende Datenstrom mehrfach eingespeist. Die mehrfache Einspeisung hat zum Ziel, dass für jeden Datenstrom mehrere Einstiegspunkte zur Verfügung stehen. Somit wird eine schnellere Initiierung des Abspielens des Datenstroms auf der Clientseite ermöglicht.
A method for quickly switching multicast streams will be explained below with reference to another example:
In this process, each data stream to be injected into the infrastructure is fed in multiple times. The goal of the multiple feed is that several entry points are available for each data stream. Thus, a faster initiation of playing the stream on the client side is made possible.

Die notwendige Modifikation der Infrastruktur beschränkt sicht dabei auf die Installation eines zentralen Strominitiierungssystems und einer Modifikation der Client-Router oder des Empfangsgeräts, im folgenden Wegpunkt genannt.The necessary modification of the infrastructure is restricted to the installation a central power initiation system and a modification the client router or the receiving device, referred to below as the waypoint.

Üblicherweise wird der Router vom Internet Service Provider entwickelt, und der Internet Service Provider hat Zugriff auf die Firmware. Es ist also weder eine Modifikation an den DSLAMs noch an irgendeiner anderen Stelle in der Infrastruktur notwendig. Diese Umstände machen dieses System auch zum Nachrüsten in bestehende Systeme sinnvoll.Usually The router is developed by the Internet Service Provider, and the Internet service provider has access to the firmware. So it is neither a modification to the DSLAMs nor any other Place in the infrastructure necessary. These circumstances make this system also for retrofitting makes sense in existing systems.

Zu beachten ist nur die im unkritischen Backbone-Bereich (in der Regel ein Glasfasernetz) des Internet Service Providers benötigte erhöhte Bandbreite. In der heutigen Zeit gehen Netzwerktechniker allerdings davon aus, dass die Kapazität im sogenannten „dark fibre" nahezu unbegrenzt ist.To note only the uncritical backbone area (usually a fiber optic network) of the Internet service provider required increased bandwidth. However, network engineers today assume that that capacity in the so-called "dark fiber "almost unlimited is.

Alle Ströme, welche in das System eingespeist werden und bei welchen schnelles Umschalten ermöglicht werden soll, werden über das zentrale Stromverarbeitungssystem gesendet. Dieses hat zwei Aufgaben:
Die erste Aufgabe besteht darin, den Strom zu bearbeiten, bevor er ausgesendet wird. Jeder Strom, welcher in das System eingespeist werden soll, wird zunächst zum Stromverarbeitungssystem gesendet. Das System sendet diesen Strom dann per Multicast in mehreren Ausführungen mit verschiedenen Einstiegspunkten, also zeitlich verschobenen I-Frames, über die Infrastruktur zu den Clients. Die Ströme sind entweder so retranskodiert, dass jeder Strom an unterschiedlichen Stellen I-Frames als Einstiegspunkte enthält, oder der Strom wird mit verschiedenen Verzögerungen gesendet. Das Stromverarbeitungssystem sendet Informationen über den Stromaufbau an den Wegpunkt, so dass dieser denjenigen Strom auswählen kann, bei welchem möglichst bald ein I-Frame auftaucht.
All currents which are fed into the system and for which rapid switching is to be enabled are sent via the central power processing system. This has two tasks:
The first task is to process the stream before it is sent out. Any power that is to be fed into the system is first sent to the power processing system. The system then multicasts this power in several versions with different entry points, ie time-shifted I-frames, over the infrastructure to the clients. The streams are either retranscoded so that each stream contains I frames as entry points at different locations, or the stream is sent with different delays. The power processing system sends information about the power build-up to the waypoint so that it can select the current at which an I-frame appears as soon as possible.

Beispielhaft soll der Strom jede Sekunde einen I-Frame enthalten. Jede Sekunde besteht aus 24 Frames. Der Strom wird nun in zwei Ströme retranskodiert. Bei dieser Ausführung des Verfahrens enthält der erste Strom den I-Frame am Anfang jeder Sekunde, der zweite Strom enthält idealerweise den I-Frame in der Mitte jeder Sekunde.exemplary the stream should contain an I-frame every second. Every second consists of 24 frames. The stream is now retranscoded into two streams. In this version of the method the first stream the I-frame at the beginning of every second, the second Contains electricity ideally the I-frame in the middle of every second.

Somit ist im unkritischen Backbone-Bereich im worst case von einer Verdoppelung der Datenbandbreite auszugehen. Der Umschaltvorgang für den Endkunden wird im statistischen Mittel doppelt so schnell. Das Umschalten würde nun infrastrukturbedingt in durchschnittlich 0,5 Sekunden erfolgen können.Consequently is in the uncritical backbone area in the worst case of a doubling the data bandwidth. The switching process for the end customer becomes twice as fast on average. Switching would be now Due to the infrastructure, the average time can be 0.5 seconds.

Weiterhin kann der Strom auch in mehr als zwei Ströme retranskodiert werden. Wird der Strom beispielsweise in vier Ströme retranskodiert, so ist ein Umschalten in maximal 0,25 Sekunden möglich. Dies kann beliebig weiter verfeinert werden, bis hin zu einer Aufteilung von maximal 24 Strömen für praktisch unmittelbares Umschalten.Farther The current can also be retranscoded into more than two streams. Becomes For example, if the stream is retranscoded into four streams, then one is Switching over in 0.25 seconds maximum possible. This can be arbitrary be refined, up to a maximum of 24 streams for convenient immediate switching.

Ist ein Zeitversatz nicht entscheidend, so dass manche Empfänger ein geringfügig späteres Signal erhalten dürfen, so kann der Strom statt einer Retranskodierung unterworfen zu werden auch einfach verzögert werden. Dabei wird, um beispielsweise zwei Ströme zu erzeugen, der gleiche Strom ausgesendet, wobei der zweit Strom um 0,5 Sekunden zurückgehalten wird. Bei dem Erzeugen von mehr als zwei Strömen wird analog verfahren.is a time offset is not crucial, so some recipients one slight later Be allowed to receive signal so the current can be subjected to a retranscoding instead also simply delayed become. In this case, to produce, for example, two streams, the same Power sent out, with the second stream retained by 0.5 seconds becomes. When generating more than two currents, the procedure is analog.

Die zweite Aufgabe des Stromverarbeitungssystems liegt darin, mit dem Wegpunkt eine eventuelle Verzögerung der Datenübertragung zu berechnen.The second task of the power processing system is to work with the Waypoint a possible delay the data transmission to calculate.

Zunächst nimmt der Wegpunkt einen initialen Übertragungstest zur Berechnung der Verzögerung d des Datenstroms vom zentralen Stromverarbeitungssystem zum Wegpunkt vor. Gemessen wird ein beliebiger Messstrom, dessen Verzögerung äquivalent zur Verzögerung der Übertragung der I-Frames eines Datenstroms ist. Die Verzögerung d ist unabhängig vom Inhalt des Datenstroms, da lediglich die Verbreitungsgeschwindigkeit im Netz gemessen wird.First, take the waypoint is an initial transmission test to calculate the delay d of the data stream from the central power processing system to the waypoint in front. An arbitrary measuring current is measured whose delay is equivalent to delay the transmission is the I-frames of a data stream. The delay d is independent of Content of the data stream, since only the propagation speed measured in the network.

Mit Hilfe der Informationen über den Aufbau und dem Zeitpunkt des Vorkommens der I-Frames des zentralen Stormverarbeitungssystems und dem Parameter d kann der Wegpunkt für alle Datenströme die Ankunftszeiten der I-Frames mit ausreichender Genauigkeit berechnen. Um robuste Schwankungen in der Verbreitungsgeschwindigkeit und damit im Parame ter d auffangen und ausgleichen zu können, wird von einem anliegenden Datenstrom die Verzögerung d ständig gemessen.With Help the information about the structure and timing of the occurrence of the I-frames of the central Storm processing system and the parameter d can be the waypoint for all Data streams the Calculate arrival times of the I frames with sufficient accuracy. To robust fluctuations in the propagation speed and thus to be able to catch and balance in the parameter d is from an adjoining one Data stream the delay d constantly measured.

Der Wegpunkt ist im einfachsten Fall ein Router, welcher beim Endkunden installiert ist. Die zentrale Aufgabe des Wegpunktes ist es, zu dem vom Endgerät gewünschten Kanal denjenigen Datenstrom zu ermitteln, welcher den zeitlich nächsten Einstiegspunkt enthält. Dieser Datenstrom wird dann unmittelbar zum Endgerät weitergeleitet.Of the Waypoint is in the simplest case a router, which at the end customer is installed. The central task of the waypoint is to that of the terminal desired Channel to determine the data stream, which is the temporally nearest entry point contains. This data stream is then forwarded directly to the terminal.

Um den richtigen Datenstrom zu ermitteln, berechnet der Wegpunkt beim Initialisieren des Wegpunkts sowie in periodischen Abständen die Verzögerung d. Dazu muss der Wegpunkt ebenso wie das zentrale Stromverarbeitungssystem über eine genaue Uhrzeit verfügen.Around to determine the correct data stream, the waypoint calculates Initialize the waypoint and periodically the delay d. For this purpose, the waypoint as well as the central power processing system via a have exact time.

Das vorbeschriebene System lässt sich vollkommen in ein DVB-IPI-kompatibles System integrieren. Dies wird deutlich, wenn der genaue Ablauf analysiert wird:
Der Wegpunkt fungiert als eine Art Manager für IGMP-Anfragen des Endgeräts. Das Endgerät erhält eine Kanalliste über DVB-IPI Service Discovery and Selection (SD&S)S. Diese Kanalliste enthält Informationen darüber, welche Multicast-Gruppe zu welchem Sender gehört. Sobald das Endgerät einen Kanal per IGMP anfordert, wird die Anfrage an den Wegpunkt gesendet.
The system described above can be fully integrated into a DVB-IPI compatible system. This becomes clear when the exact procedure is analyzed:
The waypoint acts as a kind of manager for IGMP requests from the terminal. The terminal receives a channel list via DVB-IPI Service Discovery and Selection (SD & S) S. This channel list contains information about which multicast group belongs to which sender. As soon as the terminal requests a channel via IGMP, the request is sent to the waypoint.

Der Wegpunkt ermittelt durch Addition der aktuellen Zeit zur Verzögerung d, welcher Strom und damit welche Multicast-Gruppe für ein möglichst schnelles Umschalten benötigt wird. Die Multicast-Gruppe wird abonniert und an das Endgerät weitergesendet.Of the Waypoint determined by adding the current time to the delay d, which stream and thus which multicast group for as fast as possible Switching required becomes. The multicast group is subscribed and forwarded to the terminal.

Somit ist der Wegpunkt für das Endgerät transparent im Sinne des DVB-IPI-Standards Phase I. Dem Endgerät wird vom System praktisch eine normale Multicast-Umgebung vorgetäuscht.Consequently is the waypoint for the terminal is transparent within the meaning of the DVB-IPI standard Phase I. The terminal is used by the System virtually simulated a normal multicast environment.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass DVB-IPI nur als Beispiel dient und dass die vorstehend beschriebenen Verfahrensausgestaltungen ebenso auf jeden anderen Client-Standard übertragen werden können.It be explicit pointed out that DVB-IPI serves only as an example and that the above-described method embodiments as well transmit every other client standard can be.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, dieses Mal zum ersten vorgestellten Aspekt der Erfindung, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigenOne further embodiment, This time the first aspect of the invention will be described below explained in more detail with reference to the drawing. Show it

1 schematisch die Funktionsweise eines Multicast-Routers mit einem FIFO-Bereitschaftspuffer und 1 schematically the operation of a multicast router with a FIFO ready buffer and

2 schematisch den Ablauf einer Abonnement-Anforderung mit einer schnellen Übertragung eines Stream-Anfangs. 2 schematically the flow of a subscription request with a fast transmission of a stream start.

Der Multicast-Router 1 im Netzwerk 2 puffert jeden Stream 3 in seinem FIFO-Puffer 4. Der Puffer 4 hat die Größe G.The multicast router 1 in the network 2 buffers every stream 3 in his FIFO buffer 4 , The buffer 4 has the size G.

Der Stream 3 wird in durchgehenden Strömen 5, 6, 7 verzögerungsfrei weitergereicht, aber gleichzeitig in einer Kopie 8 in den Puffer 4 geschrieben.The stream 3 becomes in continuous currents 5 . 6 . 7 passed on without delay, but at the same time in a copy 8th in the buffer 4 written.

Wenn neben den drei bereits bestehenden Abonnenten 9, 10, 11 ein weiterer Router oder Client (nicht dargestellt) den Stream 3 anfordert, so sendet der Multicast-Router 1 zunächst den Inhalt des Puffers 4 mit voller Datenrate, dann erst den laufenden Stream 3. Dadurch wird die gleiche Beschleunigung wie im Unicast-Verfahren erreicht, aber wesentlich weniger Bandbreite verbraucht.If in addition to the three existing subscribers 9 . 10 . 11 another router or client (not shown) the stream 3 requests, then sends the multicast router 1 first the contents of the buffer 4 with full data rate, then only the current stream 3 , This achieves the same acceleration as in the unicast method, but uses much less bandwidth.

Zudem ist es für die empfangenden Geräte, meist Router oder Clients, nicht nötig, zwischen verschiedenen Streams umzuschalten, etwa Lead-In-Stream oder Main-Stream. Daher ist die Methode für Empfänger vollständig transparent und kann ohne eine Änderung der Clients implementiert werden.moreover is it for the receiving devices, mostly Routers or clients, not necessary Switch between different streams, such as lead-in stream or mainstream. Therefore, the method is completely transparent to recipients and can be without a change the clients are implemented.

Die Implementierung kann etwa durch eine Anpassung des Verhaltens der Multicast-Router im Netzwerk erfolgen. Die Multicast-Router müssen dann über einen Speicher der Größe M verfügen, welcher mindestens der n-fachen Größe des für einen Kanal erforderlichen Speichervolumens G entspricht, wobei n die Anzahl der möglichen verschiedenen Streams ist, die gleichzeitig durch den Router gehen können sollen.The Implementation can be done by adjusting the behavior of the behavior Multicast routers take place in the network. The multicast routers must then have one Size M memories have which at least n times the size of one Channel required storage volume G, where n is the Number of possible different streams that go through the router at the same time can should.

Die Puffer werden im First-In-First-Out-Verfahren gefüllt und geleert. Dies bedeutet, dass die Datenelemente in der gleichen Ordnung dem Puffer entnommen werden, wie sie eingefüllt wurden. Wenn der Puffer vollgeschrieben ist, so werden die jeweils ältesten Datenelemente entnommen und gelöscht.The Buffers are filled in the first-in-first-out procedure and emptied. This means that the data elements are in the same order are removed from the buffer as they were filled. If the buffer is fully written, so the oldest data elements are removed and deleted.

So fordert beispielsweise ein Empfangsgerät 100 (vergleiche 2) einen neuen Stream 150 bei einem Multicast-Router 200 an, welcher ihm am nächsten in der Netztopographie ist. Dieser Router empfängt den Stream 150 selbst noch nicht. Deshalb fragt er bei dem nächsten Router 300 an. Der Router 300 leitet den Stream 150 bereits an andere Geräte 400, 500 weiter und hat einen gerade vergangenen Stream-Abschnitt 151 in seinem Puffer 310 gespeichert.For example, a receiving device requires 100 (see 2 ) a new stream 150 in a multicast router 200 which is closest to him in the network topography. This router receives the stream 150 not yet. So he asks at the next router 300 at. The router 300 directs the stream 150 already to other devices 400 . 500 continue and has a just past stream section 151 in his buffer 310 saved.

Auf die Anfrage hin sendet der Router 300 zunächst eine Kopie 152 des Inhalts 151 des Puffers 310 an den Router 200, löscht aber dabei den Puffer 310 nicht (vergleiche die Darstellung bei fortgeschrittener Zeit 900 auf der rechten Seite der 2).Upon request, the router sends 300 first a copy 152 of content 151 of the buffer 310 to the router 200 , but deletes the buffer 310 not (compare the representation in advanced time 900 on the right side of the 2 ).

Anschließend schickt er den Stream 150 an den Router 200 ebenso weiter wie an die Geräte 400, 500.Then he sends the stream 150 to the router 200 as well as to the devices 400 . 500 ,

Der Router 200 empfängt die Kopie 152 und anschließend den Stream 150 und sendet beides sofort an den Empfänger 100 weiter, speichert es aber auch in dieser Reihenfolge als Kopie 153 in seinem FIFO-Puffer 210.The router 200 receives the copy 152 and then the stream 150 and sends both immediately to the recipient 100 continue, but also stores it in this order as a copy 153 in his FIFO buffer 210 ,

Der Empfänger 100 empfängt zunächst die Pufferkopie 152, speichert diese als Kopie 154 in seinen Puffer 110 und kann dann sofort mit der Wiedergabe des gespeicherten Inhalts auf dem Wiedergabegerät 600 beginnen. Der Puffer wird dabei mit dem Stream 150 wieder aufgefüllt.The recipient 100 first receives the buffer copy 152 , save this as a copy 154 in his buffer 110 and then immediately with the playback of the stored content on the playback device 600 kick off. The buffer is doing with the stream 150 replenished.

Es versteht sich im übrigen, dass nicht nur die vorgestellten Verfahren für sich genommen erfinderisch sind, sondern auch ein System, welches die vorgestellten Verfahren einzeln oder in Kombination anwendet, sowie entsprechende Geräte.It goes by the way, that not only the presented procedures are inventive in their own right but also a system, which the presented procedures used individually or in combination, as well as appropriate devices.

Claims (30)

Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams (150) in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät (300) zu einem niedrigeren Gerät (200), dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät (300) den Stream (150) in einen FIFO-Bereitschaftspuffer (151) schreibt.Method for transmitting a multicast stream ( 150 ) in an IP network from a higher device ( 300 ) to a lower device ( 200 ), characterized in that the higher device ( 300 ) the stream ( 150 ) into a FIFO ready buffer ( 151 ) writes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät den Stream parallel zur Übertragung (400, 500) in den FIFO-Bereitschaftspuffer schreibt.Method according to claim 1, characterized in that the higher device carries the stream parallel to the transmission ( 400 . 500 ) writes to the FIFO ready buffer. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das niedrigere Gerät (200) beim Abonnieren des Streams (150) zunächst Inhalt (151) des FIFO-Bereitschaftspuffers (310) als Stream-Anfang und anschließend den Stream (150) übertragen erhält.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the lower device ( 200 ) when subscribing to the stream ( 150 ) first content ( 151 ) of the FIFO ready buffer ( 310 ) as stream start and then the stream ( 150 ) is transmitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stream-Anfang mit einem höheren Datendurchsatz zum niedrigeren Gerät übertragen wird als anschließend der Stream.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the stream start with a higher data throughput to lower device will be as followed the stream. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere und/oder niedrigere Gerät ein Multicast-Router ist und eine Mehrzahl von Streams in einen FIFO-Bereitschaftspuffer schreibt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the higher and / or lower device a multicast router is and a plurality of streams in one FIFO buffer readiness writes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem niedrigeren Gerät ein Client (100) nachgeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a client ( 100 ) is subordinate. Verfahren zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei der Stream Absolutdaten und Relativdaten zur Wiedergabe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät einen retranskodierten Stream überträgt.Method of transmission a stream in an IP network from a higher device to a lower device, wherein the stream has absolute data and relative data for playback, characterized in that the higher device transmits a retranscoded stream. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät einen retranskodierten Stream-Anfang in einen Zwischenspeicher schreibt und dem niedrigeren Gerät beim Abonnieren des Streams zunächst den zwischengespeicherten Stream-Anfang überträgt.Method according to claim 7, characterized in that that the higher Device one retranscoded stream start writes to a cache and the lower device when subscribing to the stream first transmits the cached stream start. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem niedrigeren Gerät der zwischengespeicherte Stream-Anfang als Unicast-Stream zugesendet wird.Method according to claim 7 or 8, characterized that the lower device the cached stream start is sent as a unicast stream becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät den Stream-Anfang aus Daten von einem Zwischenpunkt zwischen zwei Absolutdaten bis zu einem nächstfolgenden Absolutdatum retranskodiert.Method according to one of claims 7 to 9, characterized that the higher Device the stream start from data from an intermediate point between two absolute data to to a next Absolute date retranscoded. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Absolutdaten I-Frames sind und dass die Relativdaten B- und P-Frames sind.Method according to one of claims 7 to 10, characterized that the absolute data are I-frames and that the relative data B- and P-frames are. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät zwischen zwei Absolutdaten eine Mehrzahl von retranskodierten Stream-Anfängen errechnet und zwischenspeichert, insbesondere mehrere pro Sekunde.Method according to one of claims 7 to 11, characterized that the higher Device between two absolute data computes a plurality of retranscoded stream beginnings and caches, especially several per second. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät ein zentraler Stream-Server ist.Method according to one of claims 7 to 12, characterized that the higher Device central stream server is. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das niedrigere Gerät retranskodierte Stream-Anfänge in einen Zwischenspeicher schreibt.Method according to one of claims 7 to 13, characterized that the lower device retranscoded stream beginnings writes to a cache. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät ein Wegpunkt zwischen einem zentralen Stream-Server und einem Client ist, insbesondere ein DSLAM oder ein Router hinter einem Hausanschluss.Method according to one of claims 7 to 14, characterized that the higher Device Waypoint between a central stream server and a client is, in particular a DSLAM or a router behind a house connection. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Multicast-Stream mittels eines Puffers geringfügig verzögert übertragen wird, so dass bei einem Umschalten der Übertragung vom retranskodierten Stream-Anfang zum Multicast-Stream eine Zeitlücke im Wesentlichen von der Dauer des Retranskodierens vermieden wird.Method according to one of claims 7 to 15, characterized that the multicast stream is transmitted slightly delayed by means of a buffer so that when switching the transmission from the retranscoded Stream start to multicast stream a time gap essentially avoided by the duration of retranscoding. Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, wobei der Stream Absolutdaten und Relativdaten zur Wiedergabe aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das niedrigere Gerät auf Abonnieranforderung eines nachgeordneten Geräts zunächst einen Stream-Anfang mit einer Dauer anfordert, welche abhängig von einer zu erwartenden Ankunftszeitspanne der nächsten Absolutdaten beim niedrigeren Gerät errechnet wird.Method of transmission a multicast stream in an IP network from a higher device to a lower device, where the stream has absolute data and relative data for playback, in particular according to one of claims 7 to 15, characterized that the lower device to subscribe to a downstream device first with a stream start a duration which depends on an expected one Arrival time of the next Absolute data is calculated at the lower device. Verfahren zum Übertragen eines Multicast-Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass das höhere Gerät zusätzlich zum ursprünglichen Multicast-Stream einen retranskodierten und/oder zeitlich verzögerten Offset-Stream zum Abonnieren bereithält.Method of transmission of a multicast stream in an IP network from a higher device to a lower device characterized in that the higher Device in addition to the original one Multicast stream a retranscoded and / or delayed offset stream for Subscribe. Verfahren zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren Gerät zu einem niedrigeren Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass der Stream zunächst demultiplext oder demultiplext als Datenursprung verwendet wird, so dass sich mehrere Teilströme ergeben, woraufhin diese Teilströme übertragen und vom niedrigeren Gerät zusammengesetzt werden.Method of transmission a stream in an IP network from a higher device to a lower device characterized in that the stream is first demultiplexed or demultiplexed is used as data origin, so that there are several partial flows, whereupon they transfer partial streams and from the lower device be assembled. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Stream vom niedrigeren Gerät per Unicast an einen Client übertragen wird.Method according to claim 19, characterized that the stream from the lower device via unicast to a client becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilströme einen Komponentenstrom und einen Steuerstrom aufweisen.Method according to one of claims 18 to 20, characterized that the partial flows having a component current and a control current. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponentenstrom als Multicast-Stream übertragen wird.Method according to claim 21, characterized that the component stream is transmitted as a multicast stream. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstrom als Multicast-Stream übertragen wird.Method according to claim 21 or 22, characterized that the control stream is transmitted as a multicast stream. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstrom als Unicast-Stream übertragen wird.Method according to claim 21 or 22, characterized that the control stream is transmitted as a unicast stream. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abonnieren des Streams zunächst ein größerer Anteil absoluter Daten und/oder relativer Daten über einen Steuerstrom übertragen wird, wobei die Übertragung schließlich den oder die Anteile im Steuerstrom absenkt, bevorzugt nur noch absolute Daten im Steuerstrom überträgt.Method according to one of claims 19 to 24, characterized when subscribing to the stream, initially a larger amount of absolute data and / or relative data about transmit a control current Finally, the transfer is the or decreases the proportions in the control current, preferably only absolute Transfers data in the control stream. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstrom verschlüsselt ist oder zur Entschlüsselung des Komponentenstroms benötigt wird.Method according to one of claims 19 to 25, characterized that the control stream is encrypted is or for decryption of the component stream needed becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung anhand einstellbarer Priorisierungen die zur Verfügung stehende Übertragung- und/oder Rechenkapazität zu Gunsten eines höher priorisierten Teilstroms nutzt.Method according to one of claims 19 to 26, characterized that the transfer is based adjustable prioritization the available transmission and / or computing capacity in favor of a higher one prioritized partial flow uses. Übertragungssystem zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk von einem höheren zu einem oder mehreren niedrigeren Geräten unter Anwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.transmission system to transfer a stream in an IP network from a higher one to one or more lower devices using a method according to one of the preceding claims. Router oder DSLAM zum Einsatz in einem System nach Anspruch 28.Router or DSLAM for use in a system Claim 28. Verfahren zum Umrüsten eines Systems zum Übertragen eines Streams in einem IP-Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27 implementiert wird und/oder dass ein Router oder ein DSLAM nach Anspruch 29 implementiert wird.Method for converting a system for transmission a stream in an IP network, characterized in that A method according to any one of claims 1 to 27 implemented and / or that a router or DSLAM is implemented according to claim 29 becomes.
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