Übertragungsbandbreite

Die Übertragungsbandbreite lässt sich ganz allgemein aus den in einer Zeiteinheit zu übertragenden Datenmengen ermitteln. Bei der Realisierung von Echtzeitanwendungen, wie sie in zunehmendem Maße in Verbindung mit Multimedia gefordert werden, ist im Gegensatz zu asynchronem Multimedia eine außerordentlich leistungsfähige Datenkommunikationsinfrastruktur notwendig, die sich vor allem durch ein hohe Übertragungsbandbreite und geringste Verzögerungszeiten auszeichnet. Dabei ist zwischen Audio- und Bewegtbilddaten zu unterscheiden.

Übertragungsbandbreite und Echtzeitverhalten

Bei der Echtzeitübertragung von Audioinformationen ist die Wiedergabequalität ein wesentlicher Aspekt.

Beispielsweise stehen bei einer Abtastrate des Analogsignals von 16 kHz und einer Quantisierung jeder Abtastung mit 8 Bit nach der Kompression von 8 auf 4 Bit Audiosignale mit 64 kbit/s zur Übertragung zur Verfügung. Das entspricht etwa der Qualität eines ISDN-Telefons. Um CD-Qualität zu erreichen, fällt dagegen bereits die zehnfache Datenmenge an, also etwa 640 kbit/s pro Audiokanal. Diese können mit Hilfe der MPEG-Kompression auf etwa 200 kbit/s reduziert werden.

Übertragungsverzögerungen bei Audioübertragungen

Nehmen mehrere Benutzer an einer Echtzeitunterhaltung teil, dann addieren sich die erforderlichen Übertragungsbandbreiten. Für eine Zweierkonferenz benötigt man die doppelte, für eine Dreierkonferenz die sechsfache Übertragungsbandbreite. Allgemein gilt, dass für eine Besprechung mit N Benutzern N(N-1) Audioströme benötigt werden.

Übertragungsbandbreiten von Grafik-Files

Die höchsten Anforderungen an die Übertragungsbandbreite treten bei der Echtzeitübertragung von Bewegtbildern auf. Der Bandbreitenbedarf für heutige Multimedia-Anwendungen variiert zwischen 10 Mbit/s für Video und einigen hundert Mbit/s für HDTV.

Ein Bildschirminhalt besteht aus etwa 1 Million Bildpunkten, die, in Farbe dargestellt, jeweils durch 3 Bytes repräsentiert werden. Es müssen also pro Bildschirminhalt 24 Mbit übertragen werden. Bei Nutzung einer 64-kbit/s-Leitung erfordert dies eine Bildaufbauzeit von 6 Minuten, im Falle einer 155-Mbit/s-Leitung von nur 0,15 Sekunden. Die für die Bewegtbildübertragung erforderlichen Übertragungsbandbreiten konnten nur durch die Entwicklung hocheffizienter Kompressionsverfahren, mit denen der Bandbreitenbedarf rapide reduziert wurde, zur Verfügung gestellt werden. Bei der Übertragung von Video kann man sich beispielsweise darauf beschränken, nur die Bildteile zu übertragen, die gegenüber dem vorherigen Bild eine Änderung erfahren haben. Hierzu dienen die Kompressionsverfahren MPEG-1, MPEG-2 und MPEG-3.

Mit MPEG-2 ist beispielsweise die Kompression des derzeitigen Qualitätsstandards von Fernsehübertragungen auf 4 Mbit/s möglich.