Welche Internetgeschwindigkeit braucht IPTV?

Richtwerte je Auflösung – und warum es Spannen sind

Die folgende Tabelle ist der Ausgangspunkt einer Planung, nicht das Ergebnis einer Messung. Die dritte Spalte beschreibt, was der Stream allein beansprucht; die vierte enthält zusätzlich eine Reserve für Protokoll-Overhead, für die übrige Nutzung im Haushalt und für kurzzeitige Einbrüche der tatsächlich verfügbaren Rate.

Richtwert-Spannen für den Bandbreitenbedarf je Stream

Auflösung	Bildauflösung Üblicher Wert, keine Vorgabe	Nur der Stream Richtwert in Mbit/s	Leitung mit Reserve Ein Stream, in Mbit/s
SD	bis 720 × 576	1–3	6–8
HD (720p)	1280 × 720	3–6	8–11
Full HD (1080p)	1920 × 1080	5–10	10–15
4K / UHD (2160p)	3840 × 2160	15–30	24–39

Als Abgleich taugen die Werte, die Anbieter für die Empfängerseite selbst veröffentlichen. Am nächsten an der dritten Spalte liegt Zattoo: Der Anbieter linearen Fernsehens nennt die Bitraten, mit denen er seine Streams ausliefert – 3 Mbit/s in SD, 5 Mbit/s in HD und 8 Mbit/s in Full HD. Das sind Raten des Streams, keine Anschlussempfehlungen; sie treffen je einen Punkt innerhalb der Spannen, nicht die Spannen selbst. Netflix empfiehlt daneben für eine stabile Verbindung 3 Mbit/s bei 720p, 5 Mbit/s bei 1080p und 15 Mbit/s bei 4K. Eine Anschlussempfehlung muss die Bitrate des Streams mindestens enthalten – sie begrenzt die dritte Spalte nach oben und nicht nach unten; die drei Werte treffen deren untere Enden und bleiben deutlich unter der vierten Spalte. Die oberen Enden der HD- und der Full-HD-Spanne und die gesamte 4K-Zeile deckt keine der beiden Angaben ab.

Dieselben Werte liegen dem Bandbreiten-Rechner zugrunde, der sie für mehrere gleichzeitige Streams zusammenzählt. Wer nur eine Zahl mitnehmen möchte: Diese Redaktion rechnet für einen Full-HD-Stream mit dem oberen Ende dieser Spanne, also rund 15 Mbit/s. Alles darüber verbessert diesen Stream nicht – es schafft Spielraum für andere Geräte.

Warum die Auflösung die Datenrate nicht festlegt

Die verbreitetste Fehlvorstellung zu diesem Thema lautet, Full HD brauche eine bestimmte Anzahl Mbit/s. Die Auflösung legt jedoch nur fest, aus wie vielen Bildpunkten ein Bild besteht – nicht, mit wie vielen Daten diese Bildpunkte beschrieben werden.

Drei Faktoren entscheiden, wo ein Stream innerhalb seiner Spanne landet.

Der Codec. Ein Videocodec überträgt nicht jedes Einzelbild vollständig, sondern überwiegend die Unterschiede zum vorhergehenden Bild. Neuere Verfahren wie HEVC (H.265) und AV1 sagen diese Unterschiede genauer voraus als das ältere H.264 und kommen deshalb bei vergleichbarer Bildqualität mit weniger Daten aus. Wie groß der Abstand ausfällt, lässt sich an Apples Beispieltabelle für HLS-Varianten ablesen: Für 1920 × 1080 nennt sie 6000 und 7800 kbit/s mit H.264, für dieselbe Auflösung 4500 und 5800 kbit/s mit HEVC. Der Preis ist Rechenaufwand beim Dekodieren: Ob ein Fernseher, ein Stick oder ein Smartphone einen Codec in Hardware verarbeiten kann, entscheidet mit darüber, ob ein sparsam kodierter Stream auf diesem Gerät überhaupt flüssig läuft.

Die Bewegung im Bild. Weil im Kern nur Veränderungen kodiert werden, ist eine Nachrichtensendung aus einem feststehenden Studio günstig: Von Bild zu Bild ändert sich wenig. Ein Fußballspiel ist das Gegenteil – ein Kameraschwenk über strukturierten Rasen und ein Publikum im Hintergrund verändert praktisch jeden Bildpunkt gleichzeitig. Derselbe Kanal in derselben Auflösung kann deshalb während der Nachrichten am unteren und während des Spiels am oberen Ende seiner Spanne liegen. Das ist auch der Grund, warum Blockbildung typischerweise beim Sport auftritt und nicht in der Gesprächsrunde.

Die Einstellung des Anbieters. Ob mit konstanter oder variabler Bitrate kodiert wird, wo die Obergrenze liegt und wie viele Qualitätsstufen bereitgestellt werden, entscheidet der Betreiber des Dienstes. Für die Leitungsplanung zählt dabei nicht der Durchschnitt, sondern die Spitze: Eine Leitung, die nur den Mittelwert trägt, läuft in den bewegten Szenen leer. Dass beide Größen getrennt zu betrachten sind, halten solche Vorgaben ausdrücklich fest: Apple verlangt für lineare Inhalte, dass die gemessene Spitzenrate unter 125 Prozent des im Manifest deklarierten Bandbreitenwerts bleibt und die über etwa eine Stunde gemittelte Rate unter 110 Prozent des dort deklarierten Mittelwerts. Jede der beiden Grenzen bindet eine gemessene Größe an ihre eigene Deklaration; einen Höchstabstand zwischen Spitze und Mittelwert sieht dieselbe Vorgabe nur für abrufbare Inhalte vor, nicht für lineare.

Ob es überhaupt eine Rückfallebene gibt, hängt vom Übertragungsweg ab. Liefert ein Dienst mehrere Qualitätsstufen in einem Manifest aus – bei HLS und MPEG-DASH ist das der Normalfall –, kann der Player bei knapper Bandbreite auf eine niedrigere Stufe wechseln: Das Bild wird weicher, läuft aber weiter. Wird ein Kanal dagegen als einzelner Stream in fester Qualität übertragen, fehlt dieser Ausweg. Dann gibt es keinen sanften Qualitätsverlust, sondern einen Aussetzer. Welche Übertragungswege dabei zum Einsatz kommen, ordnet die Einführung dazu ein, was IPTV technisch ist.

Die gebuchte Geschwindigkeit ist nicht die verfügbare

Zwischen der Zahl im Vertrag und der Datenrate, die abends tatsächlich am Player ankommt, liegen mehrere Abzüge:

• Overhead. Über die Leitung gehen nicht nur Videodaten, sondern auch Adressierungs-, Transport- und Verschlüsselungsinformationen. Die nutzbare Rate liegt daher grundsätzlich unter der Bruttorate des Anschlusses.
• Mitbenutzung. Ein Cloud-Backup, ein Konsolen-Update oder ein zweiter Stream nehmen sich ihren Anteil, ohne zu fragen – und tun das meist genau dann, wenn sonst niemand das Gerät benutzt, also abends.
• Abendlast. Zugangsnetze sind darauf ausgelegt, dass nicht alle Anschlüsse gleichzeitig ihre volle Rate abrufen. Am Abend kommt die reale Nutzung dieser Annahme am nächsten; zugleich tragen die Auslieferungsnetze der Anbieter dann die höchste Last. Wie stark sich das auswirkt, unterscheidet sich von Anschlussart zu Anschlussart und von Ort zu Ort – es lässt sich nur messen, nicht vorhersagen.
• Funkstrecke. WLAN ist ein geteiltes Medium: Alle Geräte in Reichweite – auch die der Nachbarschaft auf demselben Kanal – teilen sich dieselbe Sendezeit. Was ein Gerät im Funknetz tatsächlich erreicht, liegt je nach Abstand, Wandstärke und Belegung des Bandes deutlich unter der ausgehandelten Verbindungsrate. Welche Stellschrauben es dafür gibt, behandelt der Beitrag zur WLAN-Optimierung für IPTV.

Daraus ergibt sich die Reserve in der Tabelle: rund 30 Prozent auf das obere Ende der Spanne, mindestens aber 5 Mbit/s. Die 30 Prozent sind eine Faustregel, kein gemessener Wert. Sie sollen verhindern, dass eine Leitung exakt auf den Bedarf dimensioniert wird und damit bei der ersten Störung darunter liegt. Der Mindestwert von 5 Mbit/s fängt den rechnerisch richtigen, praktisch aber irreführenden Fall ab, dass für einen einzelnen SD-Stream ein Anschluss unter 4 Mbit/s genügen würde – in einem bewohnten Haushalt hängt nie nur ein Gerät am Anschluss.

Warum genug Bandbreite noch keine stabile Wiedergabe ist

Ein Live-Stream ist ein Datenstrom mit Termin. Der Player hält einen Vorlauf bereit und spielt daraus ab, während im Hintergrund nachgeladen wird. Wie groß dieser Vorlauf mindestens ist, hält die HLS-Spezifikation fest: Ein Client soll kein Segment zuerst abspielen, das weniger als drei Ziel-Segmentlängen vor dem Ende der laufenden Playlist beginnt, weil das Aussetzer auslösen kann – bei den dort als typisch genannten zehn Sekunden je Segment ist der Vorlauf damit in Sekunden bemessen, nicht in Millisekunden. Nach oben bleibt er bewusst knapp, denn jede Sekunde Puffer ist eine Sekunde zusätzlicher Rückstand gegenüber dem laufenden Programm. Läuft er leer, steht das Bild – unabhängig davon, wie hoch die Spitzenrate der Leitung ist.

Jitter ist die Schwankung der Laufzeit. Die Pakete kommen nicht mehr gleichmäßig an, sondern in Schüben mit Lücken dazwischen. Solange eine Lücke kürzer ist, als der Puffer überbrücken kann, bemerkt der Zuschauer nichts. Ist sie länger, setzt die Wiedergabe aus – auch dann, wenn die über eine Minute gemittelte Datenrate reichlich bemessen war. Genau deshalb ist ein Durchschnittswert für Live-Fernsehen eine schwache Auskunft.

Paketverlust wirkt je nach Transportweg unterschiedlich. Wird der Stream über gesicherte Verbindungen ausgeliefert, wie bei HLS und MPEG-DASH über HTTP, wird ein verlorenes Paket erneut angefordert. Das kostet Zeit, und die Überlastkontrolle senkt zusätzlich die Übertragungsrate – aus einem kleinen Verlust wird ein spürbarer Einbruch. Wird der Stream ungesichert übertragen, etwa per Multicast innerhalb des Netzes eines Netzbetreibers, gibt es keine Wiederholung: Der Verlust wird unmittelbar sichtbar, als Blockartefakt oder als kurzer Tonaussetzer.

Normierte Zahlen gibt es dafür, aber keine, die den Anschluss des Zuschauers bindet. Die ITU-T-Empfehlung Y.1541 ordnet IP-Verkehr in Dienstklassen und setzt für die Klassen 0 und 1 – dort stehen Sprach- und Videotelefonie – eine Obergrenze von 50 ms für die Laufzeitschwankung; für den Paketverlust gilt in den Klassen 0 bis 4 eine Obergrenze von einem Promille, bewertet über Intervalle von einer Minute. Videostreaming führt dieselbe Empfehlung in Klasse 4, für die sie keine Jitter-Grenze festlegt – wohl aber in den vorläufigen Klassen 6 und 7, deren Werte laut zugehörigem Anhang eigens für die Übertragung digitalen Fernsehens zwischen professionellen Endpunkten gewählt wurden. Näher am Haushalt liegt die IPTV-Empfehlung ITU-T G.1080: Ihre Beispieltabellen für Rundfunk in SD und HD nennen durchgängig eine Laufzeitschwankung unter 50 ms, gemessen von der Encoder-Ausgabe der Kopfstelle bis hinter die Schutzmechanismen beim Kunden, und bezeichnen sämtliche Werte ausdrücklich als vorläufig. Beides sind Planungsziele für Netzbetreiber, keine Schwelle, ab der ein Player stockt. Verwertbar ist der Zusammenhang, den G.1080 dabei festhält: Die Schwankung im Netz muss kleiner bleiben als der Entzerrungspuffer – was darüber hinausgeht, tritt als Verlust in Erscheinung. Das Broadband Forum beziffert diesen Puffer in TR-126 auf typischerweise 100 bis 500 ms einer SD-Übertragung und nennt für den Rundfunktransport ebenfalls unter 50 ms; auch das beschreibt die Set-Top-Box im verwalteten Netz, nicht den Player, der über HTTP nachlädt.

Typische Quellen für beides sind ein überlastetes oder schwaches Funknetz, Powerline-Strecken über verschiedene Stromkreise, ein überfüllter Sendepuffer im Router und eine ungünstige Strecke zum Auslieferungsnetz des Anbieters. Keine davon verschwindet durch einen größeren Tarif. Die systematische Eingrenzung beschreibt der Leitfaden zu Ruckeln und Buffering.

Was ein Geschwindigkeitstest misst – und was nicht

Ein Geschwindigkeitstest ermittelt in der Regel, wie viele Daten über wenige Sekunden und über mehrere parallele Verbindungen zu einem nahegelegenen Server fließen. Das Ergebnis ist damit eine Bestleistung unter günstigen Bedingungen – nützlich für die Größenordnung, aber nicht das, was ein Live-Stream erlebt.

Nicht erfasst werden dabei:

• die Dauerlast über eine ganze Sendung hinweg statt über einige Sekunden,
• die konkrete Strecke zu den Servern des TV-Dienstes, die eine ganz andere sein kann als die zum Testserver,
• die Gleichmäßigkeit der Zustellung über Minuten und Stunden,
• die Last der übrigen Haushaltsgeräte, wenn diese für den Test abgeschaltet wurden.

Ein einzelner Testwert beantwortet deshalb nur die Frage, ob die Größenordnung überhaupt stimmt. Aussagekräftig wird der Test erst als Reihe: dasselbe Werkzeug, dasselbe Gerät, dieselbe Verbindungsart, zu verschiedenen Tageszeiten.

Upload: beim Zuschauen fast bedeutungslos – mit zwei Ausnahmen

Fernsehen über das Internet ist ein stark asymmetrischer Vorgang. Das Video fließt abwärts, aufwärts gehen im Wesentlichen nur Anforderungen und Empfangsbestätigungen. Für reines Zuschauen ist der Upload daher praktisch nie der Engpass, und ein Tarif mit hoher Uploadrate verbessert die Wiedergabe nicht.

Zwei Fälle ändern das. Erstens kann ein voll ausgelasteter Upstream – ein Backup, ein großer Datei-Upload, eine Videokonferenz – die Empfangsbestätigungen verzögern, auf die der Download angewiesen ist. Dann bricht die Downloadrate ein, obwohl in dieser Richtung Kapazität frei wäre. Zweitens verändert ein VPN die Rechnung grundlegend: Der Tunnel verpackt jedes Paket zusätzlich, der Weg führt über einen weiteren Server, und dessen Auslastung wird zum neuen Engpass. Das erhöht Laufzeit und Schwankung oft stärker, als es die reine Bandbreite vermuten ließe. Wer Aussetzer untersucht und einen Tunnel nutzt, sollte deshalb einen Vergleichstest ohne Tunnel durchführen – sonst misst er den VPN-Dienst und nicht den eigenen Anschluss.

Mehrere Streams im Haushalt

Der Bandbreitenbedarf addiert sich. Zwei gleichzeitige Full-HD-Streams beanspruchen zusammen 10–20 Mbit/s, mit Reserve ergibt das 16–26 Mbit/s; drei Streams beanspruchen 15–30 Mbit/s und mit Reserve 24–39 Mbit/s. Für gemischte Auflösungen addieren Sie die Spannen der einzelnen Streams und schlagen die Reserve auf die Summe auf.

Wichtiger als die Addition ist ein zweiter Effekt: Im WLAN summiert sich nicht nur die Datenmenge, sondern auch die Sendezeit. Alle Geräte teilen sich denselben Funkkanal, und ein kurzer Einbruch trifft dann mehrere Streams gleichzeitig. Ab drei parallelen Streams – und bei 4K bereits ab dem ersten – rät diese Redaktion deshalb zu einem Netzwerkkabel zum Hauptgerät, selbst wenn das Funknetz rechnerisch genug hergibt.

So prüfen Sie Ihre eigene Leitung

Die folgenden Schritte ersetzen keine Messtechnik. Sie beantworten aber die Frage, die vor jeder Tarifentscheidung steht: Liegt es am Anschluss, am Heimnetz, am Gerät oder am Anbieter?

1. Zeitreihe statt Einzelwert. Führen Sie denselben Test an mehreren Tagen jeweils nachmittags und am späten Abend durch und notieren Sie die Werte. Bricht die Rate nur abends ein, liegt es an der Auslastung – ob an der eigenen oder an der des Netzes, trennt Schritt 4.
2. Kabel gegen Funk. Verbinden Sie ein Gerät testweise per Netzwerkkabel mit dem Router und wiederholen Sie den Test. Ein deutlicher Unterschied verlagert die Suche ins Funknetz und entlastet den Anschluss vom Verdacht.
3. Zweites Gerät gegentesten. Tritt der Aussetzer zeitgleich auf einem zweiten Gerät im selben Netz auf? Wenn ja, liegt es am Netz oder am Dienst. Wenn nein, am Gerät oder an der Anwendung.
4. Last isolieren. Messen Sie einmal mit abgeschalteter übriger Nutzung und einmal im Normalbetrieb. Die Differenz ist der Anteil, den der eigene Haushalt beansprucht – oft die einfachste Erklärung für Aussetzer zur immer gleichen Uhrzeit.
5. Auf die Latenz unter Last achten. Weist Ihr Testwerkzeug die Latenz während der Übertragung aus, ist dieser Wert für Live-TV aussagekräftiger als die Spitzenrate. Ein Anschluss, dessen Latenz unter Last stark ansteigt, erzeugt genau die Lücken, an denen der Puffer scheitert.
6. Lange beobachten. Ein Aussetzer alle zwanzig Minuten lässt sich mit einem Test von zwanzig Sekunden nicht finden. Verfolgen Sie eine vollständige Sendung und halten Sie fest, wann etwas passiert – die Uhrzeit ist häufig der entscheidende Hinweis.

Manche Player können eigene Kennzahlen einblenden, etwa die aktuell abgerufene Bitrate, den Füllstand des Puffers oder verworfene Bilder. Wenn Ihre Anwendung das anbietet, ist diese Anzeige die direkteste Auskunft darüber, ob der Stream an der Leitung oder am Gerät scheitert. Welche Anwendung welche Diagnosefunktion mitbringt, ändert sich laufend; prüfen Sie es in den Einstellungen Ihrer eigenen Installation, statt sich auf eine Momentaufnahme zu verlassen.

Wenn die Bandbreite reicht und es trotzdem klemmt

Stimmen die Größenordnungen aus der Tabelle und bleibt das Bild dennoch stehen, ist die Leitungsgeschwindigkeit nicht die Ursache. Arbeiten Sie dann von innen nach außen: zuerst das Abspielgerät, dann das Heimnetz einschließlich der Router-Einstellungen – bei Anschlüssen mit einer FRITZ!Box sind das die IPTV-relevanten Optionen –, danach der Anschluss und zuletzt die Strecke zum Anbieter. Diese Reihenfolge ist nicht beliebig: Sie beginnt bei dem, was Sie selbst verändern können, und endet bei dem, worauf Sie keinen Einfluss haben.