Version 1.6 | Datum 06/10/2009
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Marco Weis

 

 

Offener Standard ermöglicht interaktive Dienste im digitalen Fernsehen

Die Multimedia Home Plattform (MHP)



Digitales Fernsehen soll schon bald um interaktive Anwendungen bereichert werden. Um Interoperabilität zu gewährleisten wurde mit der MHP (Multimedia Home Plattform) ein offener Standard spezifiziert, der in einer JAVA-Umgebung läuft und auf einem Mehrschichtenmodell basiert. Jedoch zeigen sich bei der Markteinführung einige Schwierigkeiten die den Erfolg von MHP in Frage stellen.

MHP - was es ist und was es kann

fig01: MHP-Logo

Digitales Fernsehen kann mehr als nur Ton und Bild übertragen: Dem Signal können auch Zusatzinformationen mitgegeben werden, die von einer Set-Top-Box aufbereitet und auf dem Bildschirm dargestellt werden. MHP fungiert hier als Middleware und definiert Funktionen, mit deren Hilfe interaktive Anwendungen für das Digitale Fernsehen entwickelt werden können [Kurzer 02]. Die auf Basis von Java entwickelte Technik mit frei zugänglicher API soll schon bald die Darstellung interaktiver Dienste für ein Massenpublikum ermöglichen.

Immer wenn neue Techniken auf dem Markt kommen ist es schwer sich auf einen einheitlichen Standard zu einigen. Schon bei Videoaufzeichnungsformaten oder bei der Einführung der CD gab es zu Beginn mehrere Standards. Beim Start des digitalen Fernsehens wurde der Versuch für eine einheitliche Technik zur Darstellung interaktiver Elemente gar nicht erst unternommen. So entwickelte BetaResearch für die Realisierung des EPG (Electronic Programme Guide) von Premiere als Middleware das System BetaNova, der Pay-TV-Anbieter Canal Plus setzte auf MediaHighway, wiederum andere auf Open-TV [Gilg 02]. Diese Systeme waren jedoch nicht frei zugänglich und konnten nur gegen Entrichtung von Lizenzgebühren eingesetzt werden. Jedes System setzt eine andere API ein, d.h. interaktive Anwendungen müssen für jede Middleware neu entwickelt werden und benötigen zur Darstellung auch jeweils eine eigene SetTop-Box. Die "Multimedia Home Plattform" (MHP) als offener Standard und auf Basis der aus dem Internet bekannten Programmiersprache Java soll hier Abhilfe schaffen und strebt das Ziel an, dass in Zukunft nur eine Box alle Anwendungen darstellen kann.

Die Architektur von MHP

Für alle neuartigen multimedialen Anwendungen und Dienste im Rahmen des DVB-Standards, der Übertragungsnorm des digitalen Fernsehens, ist die MHP-Spezifikation eine offene und allgemein zugängliche technische Lösung. Die Offenheit ist durch die "Java Virtual Machine" auf Decoderseite realisiert.

In der MHP-Spezifikation werden drei Profile zur Abbildung der geplanten Services vorgegeben. Innerhalb des "Enhanced Broadcast Profile" wird ein Navigator, verschiedene Applikationen - z.B. EPG´s (Elektronische Programmführer) implementiert. Im "Interactive Broadcast Profile" ist die Implementierung der Interaktivität über einen Rückkanal vorgesehen, und das "Internet Access Profile" definiert einen Internetzugang und dazugehörige Interneterweiterungen als Plugin.

Die MHP basiert auf einem Mehrschichtenmodell [Inf]. Spezifiziert ist die Grenzschicht zwischen Systemsoftware und Applikation. Die Systemsoftware besteht hierbei aus der JAVA-Virtual-Machine, einem Betriebssystem und den Treibern für den Zugriff auf die Hardware. Um das Zusammenspiel der einzelnen Schichten zu gewährleisten, ist ein sogenannter "Application Manager" zuständig für das Starten und Stoppen der verschiedenen Applikationen. Um die Zukunftssicherheit der MHP zu gewährleisten gibt es einen sogenannten "Loader" der für das Nachladen von Updates für die Systemsoftware vorgesehen ist, aber nicht spezifiziert ist, sodass die Hersteller unterschiedliche Implementierungen vornehmen können. Die unterste Schicht im Mehrschichtenmodell stellen schließlich der Tuner und ein MPEG-Decoder dar. Sämtliche Elemente, die sich unterhalb der Applikationsschicht befinden, müssen nicht mitübertragen werden, da sie in der MHP bereits vorhanden sind. Dies spart Übertragungskapazität, setzt jedoch ausreichend Speicher für die API´s voraus.

fig02: MHP-Architekturmodell

Innerhalb des DVB-Projektes sind diverse Rundfunkprotokolle spezifiziert - wie "Streamed Video", "Streamed Audio" und Protokolle für Daten und Applikationen. Hierbei findet das "Multicast-Prinzip" bei Streamed- Video/ und - Audio Anwendung, das heißt eine Übertragung wird von mehreren Teilnehmern genutzt. Aufgrund der begrenzten zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreiten kann das von der Internettechnologie bekannte Point to Point-Verfahren nur für Programmbegleitende Sendungen mit begrenztem Zuschauerinteresse eingesetzt werden, und scheidet somit aus. Für MHP-Anwendungen dagegen werden die Daten zyklisch übertragen, damit sie auch kurz nach dem Einschalten des Decoders zur Verfügung stehen. MHP kann sowohl MPEG1-Audiostreams (Layer I + II) als auch MPEG2-Videostreams verarbeiten. Einzelne Grafiken werden als Datenpakete übertragen. Somit wird für die Übertragung eines EPG´s 90 Prozent der Übertragungsrate für Bildmaterial und nur 10 Prozent für den Programmcode der Applikation benötigt [Kurzer 02]. Multimediale Services bestehen aber immer aus verschiedenen Teilen (Audio, Video, Daten, Applikationen) die eine Zusammengehörigeit haben und in einem Datenstrom übertragen werden müssen. Somit wird dies auch eine Herausforderung für die Designer sein mit möglichst geringen Dateigrößen zu arbeiten.

Die Entwicklung von MHP-Applikationen

Wie gesagt, läuft die MHP auf der "Java Virtual Machine". Dementsprechend wird auch die Programmiersprache JAVA für die Gestaltung multimedialer Applikationen eingesetzt. Wie in jeder Laufzeitumgebung (JRE) sind somit auch hier die Komponenten wie automatische "Garbage Collection", "Multithreading" und "Typenüberprüfung" zur Laufzeit möglich. Die Plattformunabhängigkeit von JAVA spielt auch bei MHP eine wichtige Rolle - damit ist das Betriebssystem austauschbar.

Nach dem MHP-Grafikreferenzmodell ist das Display in drei Schichten eingeteilt: Hintergrund-, Video- und Grafikfläche. Somit lassen sich Videobildausschnitte abdecken bzw. Transparenzen auf Grafiken anwenden. Zur Darstellung von Audio- und Videoinhalte existiert das "Java Media Framework" (JMF) welches Packages mit Klassen und Interfaces bereitstellt u.a. zur Skalierung, Positionierung und Darstellung von Grafiken. Weiterhin stellt das JMF einen Player zur Verfügung, der u.a. Methoden zur Manipulation der Lautstärke oder des Videobildes liefert.

Jedoch brauchen sich Designer in Zukunft nicht mit Javaklassen beschäftigen: Für sie werden eine Reihe umfangreiche Authoring Tools zur Erstellung von MHP-Anwendungen und Diensten zur Verfügung gestellt. Firmen wie "Snap2", "Sofia Digital" oder "Alticast" haben bereits erste Softwarepakete herausgebracht [Kurzer 02]. Das Authoringtool "GEAR" von Snap2 (www.snaptwo.com) zum Beispiel liefert für vorhandene JAVA IDEs wie "Visual Age for JAVA" oder "JBuilder" Assistenten und Vorlagen zur automatischen Generierung von JAVA Programmcode. Der Vorteil von "GEAR" ist, dass die fertigen Anwendungen bereits auf dem PC mit Hilfe eines mitgelieferten Emulators getestet werden können. Der Nachteil bei dieser Anwendung sind gute Vorkenntnisse der Designer in der Programmiersprache JAVA. Dagegen lassen sich mit dem "AltiComposer 2.0" von Alticast (www.alticast.com) ansprechende Applikationen erstellen ohne dass man Vorkenntnisse mit der JAVA-API mitbringen muss. Auch hiermit lassen sich die fertigen Anwendungen auf dem Rechner simulieren.

Zukünftige MHP-Anwendungen

Die bekannteste zukünftige MHP-Anwendung ist der "Electronic Programm Guide" (EPG). Bereits bei vielen auf dem Markt angebotenen, nicht mit MHP-kompatiblen DVB-Satreceivern gibt es je nach Hersteller bereits einen proprietären EPG, der die im MPEG-2 TS befindlichen SI-Tables (innerhalb des DVB-Signal übertragen) ausliest und übersichtlich darstellt [Gilg 02]. Jedoch beabsichtigen die Sender eigene EPG´s zu entwickeln, um ihr eigenes Programm in einer attraktiven Fernsehzeitschrift - im Corporate Identity des Senders - anzubieten. Damit dieser auf allen Boxen dargestellt werden kann, wird ein einheitlicher Standard benötigt. MHP bietet sich momentan am Meisten dafür an. Falls ein Festplattenreceiver vorhanden ist, können mit Hilfe des EPGs Sendungen einprogrammiert und aufgezeichnet werden, ein Userprofil mit den Sehgewohnheiten lässt sich erstellen und ermöglicht so eine an die Sehgewohnheiten des Benutzers angepasste Darstellung des Programms. Diese EPGs lassen sich jedoch zu programmbegleitenden Informationsportalen ausbauen. So gab bereits während Großereignissen, wie den Olympischen Winterspielen 2002 oder der Fußball-WM 2002 bei den öffentlich rechtlichen umfangreiche Hintergrundinformationen in Form von Bild und Textmaterial multimedial aufbereitet. Der Zuschauer konnte sich somit noch während der Sendung über Ergebnisse und Zwischenstände informieren, wie er es noch heute vom bisherigen Videotext kennt, allerdings jetzt auch mit Bild- Ton- und Videomaterial und ansprechenderem Design.

Probleme bei der Markteinführung

Nach der Fertigstellung der MHP-Spezifikation wurde beim ETSI (European Telecommunications Standards Institute) eine sogenannte Test-Suite hinterlegt. Zusammen mit einer DVD-ROM steht sie für potentielle Implementierungs-Bewerbern zur Verfügung. Herstellerfirmen von Set-Top-Boxen müssen sich um diese Test-Suite bewerben und dafür eine geringe Lizenzgebühr bezahlen. Mit Hilfe dieser Test-Suite konfigurieren die Hersteller die zukünftigen MHP-Boxen - und wenn dies erfolgreich verläuft, werden diese Boxen zertifiziert. Im Gegensatz zu Kabelmodems, wo von unabhängigen Testlaboratorien Kompatibilitätstests durchgeführt werden, führen die Hersteller von MHP-Boxen die Zertifizierung quasi selbst durch. Doch auf diesem Weg ist die Interoperabilität der einzelnen Geräte nicht mehr sichergestellt. Sämtliche MHP-Implementierungen weißen Unterschiede auf. Und so werden schon zu Beginn Geräte auf dem Markt kommen, die untereinander nicht kompatibel sind [Inf-Digi]. Die zur Zeit ausgestrahlten MHP-Teststreams sind nicht standardgemäß und die einzelnen MHP-Geräte verhalten sich völlig unterschiedlich. Eigentlich sollte die offizielle Markteinführung bereits Mitte 2002 beginnen, doch Experten glauben, MHP sei technisch noch nicht fertig entwickelt und rechnen mit einer Markteinführung frühestens Ende 2004.

Auf der anderen Seite sind die TV-Veranstalter auch nicht bereit, viel Geld in die Erstellung von MHP-Anwendungen auszugeben. Zum einen fordern sie, dass es bereits einen großen Absatz von MHP-Geräten gibt und somit viele Zuschauer die neuen Dienste nutzen können. Dazu kommt, dass bereits jetzt die Befürchtung geäußert wird, dass die Zuschauer in Zukunft während den Werbespots auf MHP umschalten. Auch wissen die Fernsehanstalten nicht, ob die Zuschauer überhaupt an MHP interessiert sind, oder ob ihnen bereits der Videotext ausreicht, und ob sie überhaupt bereit sind, für MHP einen Aufpreis zu bezahlen. Zum anderen fordern die Hersteller attraktive Angebote auf Senderseite, um den Mehrwert von MHP zu erhöhen. Um dieses "Henne-Ei-Problem" zu lösen, müssen schon zu Beginn viele Endgeräte verkauft, und viele attraktive Anwendungen angeboten werden.

Zur Zeit scheitert die Markteinführung vor allem an den Kosten: Die Höhe der Lizenzkosten für die Hersteller steht immer noch nicht fest, und weiter höhere Spezifikationsanforderungen für eine erfolgreiche Implementierung werden die Entwicklungskosten in die Höhe treiben. Außerdem fehlen die Anwendungen, um den Zuschauern den Mehrwert von MHP-Boxen zeigen zu können.

Fazit

Der momentane Trend zeigt auf, dass die Kunden mehr daran interessiert sind, billige Set-Top-Boxen zu kaufen und dabei den Verzicht auf zukünftige Anwendungen in Kauf nehmen. Lässt sich dieser Trend nicht umkehren, wird das Thema MHP so schnell wieder verschwinden wie es gekommen ist.

MHP-Anwendungen ziehen auf Messen zwar viele begeisterte Zuschauer an, die von den Möglichkeiten, die MHP bietet, begeistert sind. Doch um wirklich auf dem Markt Fuß zu fassen, wird MHP es sehr schwer haben. Zu hoch sind die Kosten: Die Erstellung von Anwendungen würde in der derzeitigen konjunkturellen Lage die Budgets vieler Sender sprengen, viele Hersteller von Set-Top-Boxen scheuen zur Zeit noch die hohen Entwicklungskosten für MHP-kompatible Receiver und der Zuschauer ist nicht bereit, viel Geld für eine solche Set-Top-Box auszugeben wofür es zur Zeit auch noch zu wenig Anwendungen gibt. Derzeit sieht es so aus, dass MHP ein Verlustgeschäft für alle Seiten (Sender, Hersteller, Zuschauer) ist. Momentan würde nur das ETSI (European Telecommunications Standards Institute) - der Eigentümer von MHP - Geld mit den Lizenzgebühren verdienen.

Zu viele kostengünstige und bereits etablierte Alternativen versperren MHP zur Zeit den Weg in den Markt. Die Wachstumsrate der Internetnutzer in Deutschland steigt ständig und die Kosten für Anschlüsse, Hardware und Nutzungskosten sinken immer weiter - Interaktivität ist unbegrenzt möglich - während MHP dazu einen Rückkanal über die Telefonleitung benötigt. Internetseiten können auf Computermonitoren viel brillanter dargestellt werden, als auf TV-Geräten. Techniken wie "Flash" von Macromedia, dessen Player kostenlos von jedem Benutzer bezogen werden kann, ermöglichen im Internet schon jetzt animierte Anwendungen und Spiele - warum dann noch einen teuren Receiver kaufen um auf einem TV-Gerät in schlechterer Auflösung ähnliche Anwendungen zu nutzen?

Programmbegeleitende Informationen der TV-Sender beziehen die Fernsehzuschauer derzeit über den "Videotext", der schon nahezu mit jedem TV-Gerät genutzt werden kann. Zwar ist dieses "Medium" im Vergleich zu Internetanwendungen schon total veraltet, erfüllt jedoch für programmbegleitende Informationen um das Fernsehen seinen Nutzen, Angebote gibt es zahlreich und werden auch von Millionen Zuschauern genutzt. Jedoch stammt der "Videotext" - als Vorreiter eines "EPG" - aus der Zeit des "analogen Fernsehens". Die Daten werden in der Austastlücke des Fernsehsignals übertragen. Im DVB-Standard gibt es aber keine solche Austastlücke und somit keinen Videotext. D.h. es muss in jedem Fall eine zukünftige einheitliche Technik zur Darstellung programmbegleitender Informationen geben - doch zu weit geringen Kosten wie für MHP. Und hier liegt die Chance für eine weitaus abgespeckte und kostengünstige Version von MHP doch noch als programmbegleitendes Medium Fuß fassen zu können.


Literaturliste

[Kurzer 02]: Kurzer, Oliver; Die Multimedia Home Plattform als Universalschlüssel für interaktives Fernsehen;Diplomarbeit, Stuttgart,2002

[Gilg 02]: Gilg, Jan; Konzeption Interaktiver Anwendungen auf Basis der Multimedia Plattformen MHP und MPEG-4Diplomarbeit, Stuttgart,2002

[Inf]: Holz, Eckhardt; Heterogene Systeme
http://www.informatik.hu-berlin.de/~holz/Vorlesung/HS/VL18.pdf

[Inf-Digi]: INFO-DIGITAL:Wie ist der Status bei MHP?
www.infosat.de (13.11.2002)

Liste externer Links

http://www.mhp.org
http://www.digitalfernsehen.de
http://www.infosat.de
http://www.satundkabel.de