Wie funktioniert Streaming? Technik einfach erklärt

Kurz gesagt: Beim Streaming wird die Datei nicht am Stück geladen, sondern in kleine Stücke von wenigen Sekunden zerlegt. Der Player lädt immer ein paar Stücke im Voraus in den Puffer und spielt gleichzeitig ab. Deshalb startet das Video, bevor es vollständig übertragen ist.

Die Zerlegung

Der Anbieter kodiert jedes Video mehrfach — in verschiedenen Auflösungen und Datenraten — und schneidet jede Fassung in Segmente von zwei bis zehn Sekunden.

Eine Steuerdatei, das Manifest, listet auf, welche Fassungen es gibt und wo die Segmente liegen. Die gängigen Verfahren heißen HLS und MPEG-DASH.

Der Puffer

Der Player lädt die nächsten Segmente, bevor sie gebraucht werden, und legt sie im Arbeitsspeicher ab. Solange der Puffer gefüllt ist, merkt man Schwankungen der Leitung nicht.

Läuft er leer, stockt die Wiedergabe. Das ist der Moment, in dem der Ladekringel erscheint.

Die automatische Qualität

Der Player misst laufend, wie schnell die Segmente ankommen, und wählt für das jeweils nächste die passende Fassung. Wird die Leitung schlechter, sinkt die Auflösung — die Wiedergabe läuft weiter.

Das erklärt, warum ein Video anfangs unscharf ist und nach wenigen Sekunden schärfer wird: Der Player beginnt vorsichtig und steigert sich.

Warum es aus der Nähe kommt

Die Segmente liegen nicht auf einem einzigen Server, sondern auf einem Verteilnetz mit Standorten in vielen Ländern. Ausgeliefert wird vom nächstgelegenen. Kurze Wege bedeuten kurze Verzögerung.

Live ist anders

Beim Livestream entstehen die Segmente erst während der Übertragung. Der Puffer muss klein bleiben, sonst wächst die Verzögerung. Deshalb sind Livestreams anfälliger für Ruckler als Abrufvideos.

Wie Video überhaupt klein wird

Ein unkomprimierter Film in hoher Auflösung hätte eine Datenmenge, die kein Anschluss übertragen könnte. Deshalb wird er komprimiert, indem nur die Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Bildern gespeichert werden. Ein unbewegter Hintergrund wird also nur einmal übertragen.

Zusätzlich werden Details entfernt, die das Auge kaum wahrnimmt, etwa feine Farbabstufungen. Diese Verfahren heißen Codecs, verbreitet sind H.264, H.265 und AV1. Neuere Codecs brauchen weniger Daten, aber mehr Rechenleistung.

Genau darin liegt der Fortschritt der letzten Jahre: Dieselbe Bildqualität benötigt heute deutlich weniger Bandbreite als vor zehn Jahren. Ohne diese Entwicklung wäre Streaming in dieser Form nicht möglich. Die Rechenarbeit übernehmen spezialisierte Chips im Endgerät.

Was ein Content Delivery Network macht

Anbieter speichern ihre Inhalte nicht an einem einzigen Ort, sondern auf Servern in vielen Ländern und Netzen. Diese Verteilung heißt Content Delivery Network. Beim Abruf liefert der nächstgelegene Server aus.

Das verkürzt die Wege und entlastet die großen Verbindungen zwischen Netzen. In Deutschland stehen solche Server unter anderem an den großen Austauschknoten. Manche Anbieter stellen sie direkt bei den Zugangsanbietern auf.

Für Nutzerinnen und Nutzer bedeutet das kürzere Startzeiten und seltenere Aussetzer. Sichtbar ist davon nichts. Bemerkbar wird es nur, wenn es fehlt.

Wie viel Datenvolumen anfällt

Für Video in Standardauflösung fallen grob ein bis zwei Gigabyte pro Stunde an, in hoher Auflösung drei bis vier und in Ultra-HD sieben Gigabyte und mehr. Die genauen Werte hängen vom Codec und vom Bildinhalt ab. Actionszenen brauchen mehr als ruhige Aufnahmen.

Wer über Mobilfunk streamt, sollte die Auflösung in den Einstellungen begrenzen. Die meisten Dienste bieten dafür eine eigene Option. Damit lässt sich der Verbrauch deutlich senken.

Reines Audio-Streaming liegt deutlich darunter, meist bei fünfzig bis 150 Megabyte pro Stunde. Verlustfreie Formate brauchen ein Vielfaches. Auch das lässt sich einstellen.

Was den Energieverbrauch bestimmt

Untersuchungen des Umweltbundesamtes zeigen, dass der größte Teil des Energieverbrauchs beim Endgerät anfällt, nicht im Netz. Ein großer Fernseher verbraucht ein Vielfaches eines Telefons. Die Übertragung selbst fällt demgegenüber gering aus.

Innerhalb der Übertragung ist Mobilfunk energieintensiver als eine Festnetzverbindung. Wer sparen will, nutzt daher WLAN und wählt eine passende Auflösung. Der Unterschied ist messbar.

Warum es manchmal ruckelt

Ursache ist selten die absolute Geschwindigkeit des Anschlusses, sondern meist Schwankungen und Verzögerungen. Wenn Datenpakete unregelmäßig ankommen, leert sich der Puffer schneller, als er gefüllt wird. Dann sinkt die Qualität oder das Bild steht.

Häufige Gründe im Haushalt sind ein überlastetes WLAN, ein weit entfernter Router oder gleichzeitige große Downloads. Eine Verbindung per Kabel löst viele dieser Probleme. Auch ein Wechsel des WLAN-Kanals hilft oft.

Liegt es am Anbieter, hilft nur Abwarten. Störungsmeldungen veröffentlichen die Dienste meist auf eigenen Seiten. Unabhängige Portale sammeln solche Meldungen ebenfalls.

Wie Live-Übertragungen arbeiten

Bei Live-Inhalten kann nicht im Voraus gepuffert werden, weil das Bild erst entsteht. Deshalb liegt zwischen Ereignis und Wiedergabe immer eine Verzögerung, meist einige Sekunden bis eine halbe Minute. Sie ist der Preis für eine stabile Übertragung.

Genau daraus entsteht der Effekt, dass Nachbarn ein Tor früher bejubeln als das eigene Gerät es zeigt. Kabel, Satellit und Streaming haben unterschiedliche Laufzeiten. Ein Ausgleich ist technisch kaum möglich.

Wie Werbung und Abo zusammenhängen

Werbefinanzierte Angebote blenden Anzeigen ein, die häufig personalisiert ausgespielt werden. Dafür werden Nutzungsdaten verarbeitet, wofür eine Einwilligung nötig ist. Abomodelle verzichten meist darauf oder reduzieren die Menge.

Seit einigen Jahren bieten viele Dienste günstigere Abos mit Werbung an. Der Preisunterschied entspricht grob dem Werbeerlös pro Nutzer. Welche Variante günstiger ist, hängt vom Sehverhalten ab.

Was bei schlechter Verbindung hilft

Wirksam sind ein Wechsel auf das Fünf-Gigahertz-Band des WLANs, ein näherer Standort zum Router und wenn möglich eine Kabelverbindung. Auch das Schließen anderer Anwendungen mit hohem Datenverkehr hilft. Diese drei Schritte lösen die meisten Fälle.

Bleibt das Problem, lohnt eine Messung der tatsächlichen Geschwindigkeit zu verschiedenen Tageszeiten. Die Bundesnetzagentur stellt dafür ein amtliches Messverfahren bereit. Dessen Ergebnisse können gegenüber dem Anbieter geltend gemacht werden.

Häufige Fragen

Warum ruckelt das Video?

Der Puffer ist leergelaufen.

Warum ist es anfangs unscharf?

Der Player beginnt mit niedriger Qualität und steigert sich.

Was ist ein Manifest?

Die Steuerdatei, die alle Segmente und Qualitätsstufen auflistet.

Wie viel Datenvolumen braucht eine Stunde?

Je nach Auflösung von wenigen hundert Megabyte bis mehreren Gigabyte.

Quellen

Das passt dazu

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