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HbbTV -

Hybrid Broadcast Broadband TV

Smarte Fernseher fürs Internet

Inhaltsverzeichnis

1. Programmbegleitende Dienste

Bereits in den Zeiten des rein analogen Rundfunks wurde versucht, neben dem eigentlichen Nutzsignal, also Bild und Ton, über zusätzlich abgestrahlte Informationen Zuschauer oder Hörer für einen Radio- oder TV-Sender zu gewinnen. Diese sogenannten programmbegleitenden Dienste oder Mehrwertdienste würde man heute als Metadaten bezeichnen, da sie unsichtbar im Hintergrund des Hauptprogramms wirken.

1.1 Rundfunk

Eins der ersten programmbegleitenden Dienste wurde Mitte der 1970er eingeführt. Beim ARI (Autofahrer-Rundfunk-Information) wurde mittels vom UKW-Radiosender übertragener Signaltöne ("Hinz-Triller") automatisch bei Verkehrsnachrichten die Lautstärke des Autoradios angehoben oder auch von Kassettenbetrieb auf Radioempfang umgeschaltet. Erst 1988 wurde europaweit der digitale Nachfolgedienst RDS (Radio Data System) offiziell in Betrieb genommen.
 

1.2 Fernsehen

1.2.1 Teletext (Videotext)

Der erste programmbegleitende Dienst für TV-Zuschauer war Teletext, in Deutschland als Videotext bezeichnet. Die Inhalte von Teletext sind zumeist zum aktuellen Programm bezogene Informationen, wie Sendezeiten, Inhaltsangaben und Darsteller. Weitere Videotextseiten bieten Nachrichten und auch Werbung.

Abb. 1.01: Teletext ist ein programmbegleitender Dienst
Abb. 1.01: Teletext ist ein programmbegleitender Dienst

Entwickelt wurde Teletext Anfang der 1970er Jahre von der BBC. Techniker verwendeten nicht genutzte Leerzeilen (Zeilen 20-21 im 1. Halbbild und 333-334 im 2. Halbbild, siehe Abb. 1.02)  in der Vertikal-Austastlücke des analogen Videosignals um Zusatzinformationen zu übertragen. Eine decodierte Teletextseite besteht aus 24 Zeilen mit jeweils 40 Zeichen. Aus 96 Buchstaben, Zahlen und Sonderzeichen, sowie 128 Grafiksymbolen können einfache Text- und Grafikinformationen zusammengestellt werden, die seitenweise übertragen bzw. aufgerufen werden. Ein Teletextmagazin besteht aus 800 Seiten, die in einer Schleife nacheinander gesendet werden. Bei einer Datenrate von ca. 6,93 MBit/s dauert es bis zu einer Minute bis ein Magazin komplett übertragen wird. Da jede Seite auch noch Unterseiten beinhalten kann, wurde Teletext in den Anfangsjahren, als RAM-Speicher noch teuer war, zu einem Geduldsspiel.

Abb. 1.02: Übertragung des analogen Videotexts in der Vertikal-Austastung
Abb. 1.02: Übertragung des analogen Videotexts in der Vertikal-Austastung
1.2.2 DVB-Teletext

Mit der Einführung des digitalen Fernsehens könnte das auf analogen Prinzipien funktionierende Teletext nicht übernommen werden. Teletext für DVB muss natürlich ebenfalls digital übertragen werden.
Bei DVB-Teletext werden die Teletextdaten in einem eigenen Elementar-Stream (PES) innerhalb des MPEG-Transport Streams übertragen. Ein PES-Paket beginnt mit einem 6 Byte langen PES-Header, der aus dem Start-Code, der Stream-ID und dem Längenindikator besteht. Optional folgt eine 39 Bit lange Zeitmarke, über die sich der Teletext, z.B. für Untertitel, mit dem Videosignal synchronisieren lässt. In der Data-ID ist immer ein fester Wert von 0x10 eingetragen. Danach folgen die eigentlichen Teletextdaten, die in Blöcke von jeweils 44 Byte aufgeteilt sind. Weitere Informationen zur DVB Übertragungstechnik finden Sie hier und hier.

Abb.1.03: Übertragung von Videotext in einem DVB-Stream
Abb. 1.03: Übertragung von Videotext in einem DVB-Stream
1.2.3 VPS (Video Program Service)

Der ab 1985 von den Sendeanstalten mit dem analogen Videosignal abgestrahlte VPS-Dienst diente dazu, Videorecorder pünktlich zu dem Beginn einer vorprogrammierten Sendung einzuschalten und in den Aufnahme-Modus zu bringen.
Das Prinzip von VPS beruht auf dem Vergleich zweier Zeitstempel. Ein Zeitstempel wurde als individueller, 15 Byte langer, Code von den Sendeanstalten, wie die Teletext-Daten, in einer nicht verwendeten Leerzeile (Zeile 16, siehe Abb. 1.02) in der Vertikal-Austastlücke übertragen. Die VPS-Daten enthielten u.a. Senderidentifikation, Informationen über den Tonstandard und das VPS-Label. In diesem sind Sendedatum, Sendeuhrzeit und der Programmquellencode untergebracht. Die Übertragung dieses sendungsspezifischen Codes startete mit dem Beginn der Sendung und blieb während der ganzen Sendung unverändert.
In den Programmzeitschriften wurde ein sendungsspezifischer Zeitstempel als sog. "VPS-Zeit" veröffentlicht. Diese musste vom Benutzer mittels der Fernbedienung in den Videorecorder eingegeben werden. Eine weitere Möglichkeit war später die VPS-Zeit direkt per Knopfdruck aus dem Teletext zu übernehmen. Die VPS-Zeit war normalerweise die Startzeit der Sendung oder des Programms.

Nach der Programmierung und Aktivierung einer VPS-Aufnahme vergleicht der VPS-Decoder im Videorecorder (der sich selbst im Standby-Modus befindet) ständig die empfangenen VPS-Daten des zuerst gewählten Senders mit der programmierten VPS-Zeit. Bei Übereinstimmung geht der Videorecorder automatisch auf Aufnahme. Bei einer verspäteten Sendung wartet der VPS-Decoder bis der richtige Code empfangen wird. So können auch verspätete oder verschobene Sendungen vollständig aufgezeichnet werden.

Mit dem Umstieg auf das digitale DVB konnte das analoge VPS nicht weiter eingesetzt werden. Daher wurde mit Programme Delivery Control (PDC), das Teil der DVB-SI (DVB-Service Information, siehe Abb. 1.02) ist, ein gleichwertiger Ersatz eingeführt.

1.3 Erste interaktive Dienste

Alle in zuvor beschriebenen Dienste haben gemeinsam, dass sie per Broadcast verbreitet werden. Das bedeutet, dass die Informationen von einem Punkt aus an alle Teilnehmer des Dienstes übertragen werden. Ein Rückkanal zu den Dienst-Providern existiert nicht und eine Signalisierung eines Benutzers an einen anderen ist nicht möglich.

1.3.1 BTX (Bildschirmtext)

Ab 1978 entwickelte die britische Post ein interaktives System mit dem Namen Prestel, das von der Funktionalität her dem modernen Internet ähnelt. Auf der Basis von Prestel wurde von der Deutschen Bundespost und IBM das deutsche BTX (Bildschirmtext) weiterentwickelt. 1983 wurde BTX nach mehrjährigen Probebetrieb offiziell in Betrieb genommen.

Die Struktur von BTX bestand aus einem Hauptserver mit der Urdatenbank in der BTX-Leitzentrale Ulm und weitere Server in den örtlichen BTX-Vermittlungsstellen. Die BTX-Teilnehmer waren per Telefonmodem oder Akustikkoppler mit den BTX-Vermittlungsstellen verbunden. Konnte eine Information nicht auf dem lokalen BTX-Server gefunden werden, wurde sie vom Hauptserver auf den lokalen Server übertragen.

Über spezielle Schnittstellen angebundene "Fremdrechner" externer Anbieter (z.B. Banken oder Versandhändler) konnten bereits Online-Transaktionen wie Online-Banking oder Shopping durchgeführt werden.

BTX hatte, wie auch Prestel und das französische Minitel, einige gravierende Nachteile. Zum Betrieb wurden ein Fernseher mit integrierten oder externem BTX-Decoder und ein Modem (oft im BTX-Decoder integriert) benötigt. Die Übertragungsrate beim Download von Information lag bei 1500 Baud, bei der Anforderung (Upload/Request) einer Seite 75 Baud. Diese geringe Datenrate ließ natürlich lediglich eine "Klötzchengrafik" im Teletext-Look (mit 480x240 Pixel) zu und führte zu einem sehr langsamen Bildaufbau.
Wohl aufgrund dieser Schwächen, den relativ hohen Betriebskosten (Telefon-Flatrates gab es derzeit noch nicht) und aus Sicherheitsgründen (Bericht auf YouTube über den "BTX-Hack") wurde BTX vom Privatkunden nie so recht angenommen.

1993 ging BTX im DATEX-J-Dienst auf. Ende Dezember 2001 wurde BTX abgeschaltet.

 

1.3.2 BBC Red Button

Ab etwa der Jahrtausendwende wurde die vom BBC entwickelte Teletext-Variante "Ceefax" (für "see facts" = "siehe Tatsachen") in mehreren Stufen zu einem interaktiven Dienst ausgebaut. Mittels eines Rückkanals über die Telefonleitung können Zuschauer zunächst Zusatzinformationen zu Sendungen abrufen, an Quiz- oder Gewinnspielsendungen und Abstimmungen teilnehmen, und später auch Video on Demand (VoD) bestellen. Die Verfügbarkeit von Zusatzdiensten wird mit einem im Bild eingeblendeten roten Punkt oder Logo angezeigt. Aufgerufen werden diese Zusatzdienste durch einen Druck auf eine rote Taste ("Red Button") auf der TV-Fernbedienung. Hierdurch wird eine Art Browser (iPlayer) gestartet, der den Zuschauer auf die Startseite des BBC Red Button Service führt.

Das Prinzip der Bedienerführung über den "Red Button" wurde in das heutige HbbTV übernommen.

 

2. HbbTV

Abb. 2.01: Logo HbbTV
Abb. 2.01: Logo HbbTV

Mit dem Aufbau von flächendeckenden, schnellen Kommunikationsnetzen und der Verfügbarkeit preiswerter, leistungsfähiger elektronischer Komponenten in der Unterhaltungselektronik und Informationstechnik konnte kurz nach dem Jahrtausendwechsel die Basistechnologie für ein wirklich interaktives Fernsehen geschaffen werden. Als Grundlage dienen einerseits die Standards und Techniken des Internets (Breitband/Broadband), andererseits erfolgt die Übertragung von Inhalten auch wie im klassischen Rundfunk (Broadcast). Diese Verschmelzung von Web und Broadcast über Kabel, Satellit und Luft als Übertragungswege führte zur Bezeichnung "Hybrid  TV" oder "Smart TV".

Smart-TV = HbbTV ?

Als Smart-TVs werden in der Regel Fernsehgeräte bezeichnet, die mit Computer- bzw. Online-Zusatzfunktionen und zusätzlichen Schnittstellen wie WLAN, USB, MHD oder Netzwerk ausgestattet sind. HbbTV hingegen ist ein anerkannter, fest umrissener Standard für Hybrid TV. Ein Smart-TV ist also nur dann ein HbbTV, wenn es diesen Standard unterstützt (was bei älteren Geräten durchaus nicht der Fall ist).

HbbTV ist eine europäische Initiative, die offene Standards wie z.B.  die der Consumer Electronics Association (CEA), Open IPTV Forum (OIPF),  Digital Video Broadcasting (DVB) und World Wide Web Consortium (W3C) unter der ETSI (European Telecommunications Standards Institute) spezifiziert. Die treibende Kraft auf deutscher Seite ist das IRT (Institut für Rundfunktechnik), das mit seinen Forschungsarbeiten den Rundfunk auf nationaler und internationaler Ebene unterstützt. Seine Gesellschafter sind die Rundfunkanstalten ARD,ZDF, DRadio, ORF und SRG/SSR.

Die HbbTV-Plattform ist offen und nicht einer einzelnen Institution oder einem Portaldienst unterstellt. Inhalte und Dienste können von vielen verschiedenen, unabhängigen Providern angeboten werden. Um Urheberrechte zu wahren, können die Dienste und Inhalte auch geschützt werden.

 

2.1 Struktur eines HbbTV-Systems

Die Übertragung von Nutz- und Steuerdaten erfolgen in einem HbbTV-System über zwei voneinander getrennte Übertragungswege:
Die Broadcast-Verbindung und deren hauptsächlichen Aufgaben:

  • Übertragung von Standard-TV- und Radioprogrammen und von Datendiensten
  • Übertragung von programmbezogenen Anwendungen und die dazu gehörenden Daten
  • Steuerung von programmbezogenen Anwendungen
  • Übertragung von On Demand-Inhalten für Push-Dienste
  • Synchronisation von Anwendungen mit den TV-, Radio- und Datendiensten

 

Die hauptsächlichen Aufgaben der Broadband-Verbindung sind:

  • Übertragen von On-Demand- und Live-Inhalten
  • Übertragung von programmbezogenen und programmunabhängigen Anwendungen und der dazu gehörenden Daten
  • Austausch von Informationen zwischen Anwendungen und Anwendungsserver
  • Starten von Anwendungen auf dem Zweitbildschirm (Companion Screen Device)
  • Synchronisierung vom Medien und Anwendungen zwischen HbbTV-Endgerät und Zweitbildschirm

 

Abb. 2.02: Struktur eines HbbTV-Systems mit DVB-S als Broadcast-Link
Abb. 2.02: Struktur eines HbbTV-Systems (HbbTV 2.0) mit DVB-S als Broadcast-Link
Signal Funktion
Linear A/V Content Lineare AV-Inhalte Lineare AV-Inhalte sind Streams, die kontinuierlich unidirektional Informationen übertragen und in Echtzeit wiedergegeben werden. Beispiele hierfür sind Filme, die über DVB gesendet werden oder Audio-Streams aus dem Internet.
Non-linear A/V Content Nichtlineare AV-Inhalte Nichtlineare AV-Inhalte müssen nicht linear vom Anfang bis zum Ende wiedergegeben werden. Beispiel: Video on Demand, wobei über eine "Pause"-Funktion die Wiedergabe unterbrochen werden kann.
AIT Data AIT-Daten Daten für die Application Information Table
Application Data Anwendungsdaten Zyklisch gesendete Sätze von Dateien, die aus einer Anwendung einschließlich HTML, JavaScript, CCS und nicht-gestreamten Multimediadateien besteht.
Application Signalling Anwendungs-
signalisierung
Ein Dienst, der einer Anwendung mitteilt, wann sie starten soll und von wo sie ihre Dateien laden kann.
Stream Events   Zyklisch an Anwendungen gesendete Informationen zur Markierung bestimmter Ereignisse in den Elementar-Streams. Sie dienen zur Synchronisation von Anwendungen.

Tabelle 1: Signale im DVB-Transport-Stream
 

2.2 Aufbau von HbbTV-Endgeräten

Als HbbTV-Endgeräte werden nur solche Geräte bezeichnet, die neben den Standard-Antenneneingängen (= Broadcast-Schnittstelle) auch über einen Netzwerk-Anschluss, Ethernet/RJ45 und/oder WLAN (= Broadband-Schnittstelle) verfügen. Die Netzwerkschnittstelle kann bereits im Endgerät integriert sein oder mit einer Set Top Box nachgerüstet werden.

2.2.1 Broadcast-Schnittstelle

Ein HbbTV-Endgerät kann folglich gleichzeitig mit zwei Netzwerken verbunden sein. Das Eine ist ein DVB-Übertragungsnetzwerk (DVB-S, DVB-T oder DVB-C). Hierüber empfängt es hauptsächlich die von den Sendeanstalten gelieferten Standard-AV-Inhalte, die linear und in Echtzeit angezeigt werden.
Im selben Transport-Stream verschachtelt befinden sich zusätzlich Nicht-Echzeit-AV-Inhalte und zyklisch wiederholt ("Digital Storage Media  Control & Command object carousel") übertragene Anwendungsdaten und Informationen zur Steuerung von Anwendungen. Für die Rückgewinnung der Daten wird der DSM-CC Client verwendet. Auch wenn das HbbTV-Endgerät nicht mit dem Internet verbunden ist, kann es so Anwendungen und Nutz- und Steuerdaten für Anwendungen empfangen und in einem Cache (> 3Mbyte) speichern.
Lineare AV-Inhalte werden wie in einem normalen Nicht-HbbTV-Gerät weiterverarbeitet. Die DVB-Daten enthalten z.B. Kanalinformationen, Event Information Table und Funktionen zum Tuning.

Nicht-Echtzeit-AV-Inhalte werden mit einem File Download Protocol Decoder empfangen.

Der Application Manager bewertet die AIT um den Lebenszyklus einer interaktiven Anwendung zu steuern. Der Browser führt die interaktive Anwendung aus und stellt sie dar. Zusammen bilden Browser und Application Manager die Laufzeitumgebung.

Der Mediaplayer kann lineare AV-Inhalte skalieren und in die Grafikoberfläche des User Interfaces einbetten.

Abb. 2.03: Blockbild HbbTV-Endgerät
Abb. 2.03: Blockbild HbbTV-Endgerät (HbbTV 2.0)

ZUSATZ-INFO

Servicespezifische Streams in einem DVB-Transport Stream.

Daten in einem DVB (MPEG 2-) Transport Stream werden ihren Anwendungsbereichen entsprechend übertragen. Die Paketlänge im Stream ist auf 188 Bytes (davon 144 Bytes Nutzlast) festgelegt. Datagramme höherer Protokollebenen müssen daher vor der Übertragung zerlegt (fragmentiert) und nach dem Empfang zusammengefügt (re-assembled) werden.

Abb. 1: Komponenten eines DVB-Streams
Abb. 1: Komponenten eines DVB-Streams

Für die Fragmentierung stehen drei Möglichkeiten zur Verfügung:

  • Data Piping
    Die Data Pipe ist ein asynchroner Übertragungsmechanismus. Die Daten werden direkt zwischen die MPEG-2 Transportpakete eingefügt.
  • MPEG-2 Packetized Elementary Streams (PES)
    MPEG-2 PES verfügt einen Mechanismus mit dem sich Datagramme mit variabler Größe bis zu 64 kByte übertragen lassen. Zudem lassen sich mehrere Datenströme exakt miteinander synchronisieren, was für die Übertragung von Audio- und Videostreams unabdingbar ist.
  • MPEG-2 Sections
    MPEG-Sections können zur asynchronen Übertragung von Datagrammen bis zu einer Größe von 4 kByte werden. Die Struktur von MPEG-2 Sections ist für Hardware-Demultiplexer optimiert um die Softwareresourcen des Decoders im Empfänger möglichst gering zu belasten.  Daher werden MPEG-2 Sectors eingesetzt um gekapselte Protokolle und Datenkarussels zu übertragen.
      • Multiprotocol Encapsulation
        Multiprotocol Encapsulation (Multiprotokoll Kapselung) bietet einen Mechanismus zum zusätzlichen Transport von Netzwerk-Protokollen auf dem MPEG-2-Transportstream in DVB-Netzen. Das Verfahren ist zwar auf die Übertragung von IP- (Interrnet-) Protokollen hin optimiert, kann aber auch für den Transport anderer Netzwerkprotokolle eingesetzt werden. Multiprotocol Encapsulation kann Daten in Unicast, Multicast und Broadcast übertragen. Die Adressierung des Empfängers erfolgt über eine mitgesendete 48-Bit MAC-Adresse.
      • Datenkarussell (Data Carousel)

Das Datenkarussell (Data Carousel) ist ein Übertagungsverfahren bei dem ein Server (das ist in diesem Fall die Senderseite einer Anwendung) Datenmodule ein- oder mehrfach zyklisch wiederholend an einen Decoder (in diesem Fall ein Programm, das im Empfänger läuft) sendet. Benötigt ein Anwendungsdekoder Zugriff auf ein bestimmtes Modul im Karussell, so wartet er einfach bis das gewünschte Modul das nächste Mal übertragen wird.
Jedes Datenkarussell ist in Module gegliedert (in Bild 2: "M2, M3, ...). Jedes Modul besteht aus der Nutzlast (file_1, file_2, ...) und einer oder mehrerer Download Data Messages, die das jeweilige Modul beschreiben. Eine Download Control Message beschreibt jeweils eine logische Gruppe von Modulen.

Eine bekannte Anwendung für Datenkarussells ist Teletext.

Abb. 2: Zyklische Übertragung von Daten in einem Daten-Karussell
Abb. 2: Zyklische Übertragung von Daten in einem Daten-Karussell
      • Objektkarussell (Object carousel)
        Ein DSM-CC- (Digital Storage Media-Command & Control-) Objekt-Karussell (Object Carousel) ermöglicht die Übertragung strukturierter Gruppen von Objekten von einem (Sende-) Server an Empfänger (= Clients). Hierzu werden Verzeichnisobjekte (Directory Objects), Dateiobjekte (File Objects) und Stream Objects eingesetzt.
Abb. 3: Objektkarussell
Abb. 3: Objektkarussell

Die jeweiligen Verzeichnisse und die darin befindlichen Inhalte (Objekte) befinden sich auf dem Server und werden gemäß den Object-Carousel-Protocol zyklisch in den MPEG-2 Transport Stream eingefügt.
Das gesendete Verzeichnis und das darin enthaltene File Object beschreiben den Inhalt des Objekts. Das Stream Object hingegen weist mit Referenzen auf andere Streams im Broadcast. Dieses können z.B. Stream Events sein, die bestimmte Anwendungen starten können.

2.2.2 Broadband-Schnittstelle

Das zweite Netzwerk mit dem ein HbbTV-Gerät verbunden ist, ist ein Breitband-Anschluss an das Internet. Dieses erlaubt eine bidirektionale Kommunikation mit den Anbietern (Provider) der Anwendungen. Über diese Schnittstelle kann das HbbTV-Endgerät Anwendungsdaten und nichtlineare AV-Inhalte (z.B. Video on Demand) empfangen und Nicht-Echtzeit-AV-Inhalte herunterladen. Zusammen mit dem Mediaplayer kann der Synchronisation Manager Inhalte, die von der Broadcast-Schnittstelle kommen mit Inhalten von der Broadband-Schnittstelle synchronisieren.

Über die Netzwerkschnittstelle kann das HbbTV-Endgerät mit zusätzlichen (mobilen) Bildschirmen (Second Screen / Companion Screens) oder anderen Netzwerk-Endgeräten im gleichen logischen Netz verbunden werden.

2.3 Anwendungen (Applications, "Apps")

Ist ein HbbTV-Endgerät mit dem Internet verbunden, kann es web-basierte und auch nicht-web-basierte Anwendungen und Dokumente/Inhalte herunterladen und ausführen. Die Anwendungen/Inhalte können aus HTML, JavaScript, CCS, XML und Multimedia-Dateien bestehen.
Der Systemunterbau um Anwendungen ausführen zu können besteht aus

  • einem Browser
  • einer Anwendungssignalisierung über Broadcast, Breitband und vom Zweitbildschirm
  • die Übertragung der Anwendung über Broadcast, Breitband und vom CICAM (Common Interface Conditional Access Module)
  • der Synchronisation zwischen Anwendungen und den Broadcast-Diensten

Es können zwei Typen von Anwendungen unterschieden werden:

2.3.1 Broadcast-related Applications
        (programmbezogene Anwendungen)

Programmbezogene Anwendungen sind mit einem oder mehreren Broadcast-Diensten oder mit einem oder mehreren Stream-Events verknüpft, die die Anwendungen automatisch oder auf Nachfrage starten. Anwendungen dieses Typs können über Broadcast, Breitband und vom CICAM heruntergeladen werden. Der Zugriff auf Daten kann über alle Schnittstellen erfolgen. Beispiele für solche Anwendungen sind Programmführer und dem Teletext ähnliche Dienste.

2.3.2 Broadcast-independent Applications
        (programmunabhängige Anwendungen)

Programmunabhängige Anwendungen sind mit keinem Broadcast-Dienst verknüpft. Anwendungen dieses Typs werden über die Breitband-Schnittstelle heruntergeladen und haben auch nur über die Breitband-Schnittstelle Zugriff auf die dazugehörenden Daten. Beispiele für solche Anwendungen sind Suchmaschinen, Filmportale oder Spiele.

Der Lebenszyklus einer Anwendung ist hauptsächlich abhängig vom Typ der Anwendung, dem zur Zeit gewählten Broadcast-Dienst und ob die Anwendung gewählten Broadcast-Dienst zugeordnet ist. Der Start einer Anwendung kann direkt durch den Benutzer (z.B. durch Druck auf eine Taste auf der Fernbedienung), in Folge der Signalisierung durch einen Broadcast-Dienst, durch eine bereits laufende Anwendung oder durch einen Zweitbildschirm ausgelöst werden. Beendet werden können Anwendungen vom Benutzer direkt, von einer anderen Anwendung oder, im Falle eines Fehlers, auch von Gerät selber.

Abb. 2.04: Der Anwender hat die Wahl zwischen vielen sinnvollen und weniger sinnvollen Apps und Portalen
Abb. 2.04: Der Anwender hat die Wahl zwischen vielen sinnvollen und weniger sinnvollen Apps und Portalen

3. Das Bedienkonzept

3.1 HbbTV - Der Rote Knopf

Die Bedienoberfläche von HbbTV ist weitgehend vom "Red Button"-Konzept der BBC übernommen worden. Der Kern dieses Prinzips ist, dass bei der Verfügbarkeit von interaktiven Inhalten vom Sender ein rotes Symbol auf dem Bildschirm eingeblendet wird (Abb. 3.01). Durch Drücken auf die rote Taste auf seiner Fernbedienung kann dann der Zuschauer das Angebot wahrnehmen. Zumeist wird vom Gerät ein Startmenü oder eine Startleiste (Abb. 3.02) eingeblendet, die die verschiedenen Optionen des Anbieters anzeigt. Dieses können sowohl Daten, die per Broadcast übertragen wurden und sich bereits in einem Cache befinden, z.B. Teletext oder EPG, als auch Informationen oder Daten, die über das Internet gestreamt (z.B. Video on Demand von Mediatheken) oder heruntergeladen (z.B. Anwendungen) werden. Mittels der Navigationstasten (Pfeil- und OK-Tasten) auf der Fernbedienung kann der Zuschauer den gewünschten Dienst aufrufen.

Eine Variante der eingeblendeten "Red Button"-Logos sind die "Branded Red Buttons". Diese sind mehr oder weniger deutlich als Werbeinformation zu erkennen. Bei Drücken der roten Taste wird dann nicht mehr das Startmenü des Programmanbieters angezeigt, sondern es wird ein Browser gestartet, der über einen übertragenen Link eine Microsite des Werbenden aufruft.

Abb. 3.01: Ein rotes Symbol ("Red Button") zeigt die Verfügbarkeit von Zusatzdiensten an.
Abb. 3.01: Ein rotes Symbol ("Red Button") zeigt die Verfügbarkeit von Zusatzdiensten an.
Abb. 3.02: Die HbbTV-Startleiste der ARD
Abb. 3.02: Die HbbTV-Startleiste der ARD
Abb. 3.03: Startseite der ARD-Mediathek
Abb. 3.03: Startseite der ARD-Mediathek
Bildschirm-Modi im HbbTV/TV-Betrieb

HbbTV unterstützt fünf Bildschirm-Modi:

  • konventionelles TV (ohne Einblendungen)
  • TV-Bild mit Red Button-Logo (Abb. 3.01)
  • TV-Bild mit Text/Grafik-Überblendung (ggf. auch mit Standbild)(Abb. 3.02)
  • Grafikbildschirm mit Video, Audio oder Standbild-Einblendungen (Abb. 3.03)
  • Grafikbildschirm ohne AV

 

3.2 Aufrufen von Nicht-HbbTV-Funktionen ("Smart-TV"-Funktionen)

Zu den Nicht-HbbTV-Funktionen gehören z.B. Anwendungen, die die Gerätehersteller selbst anbieten oder für Dritte implementiert haben. So ist beispielsweise ein direkter Zugriff auf die Angebote von YouTube, Netflix oder Bild-Online möglich, ohne die Internet-Browser-App aufrufen zu müssen. Beliebte Anwendungen für die Einbindung und den Betrieb von Home-Media-Servern oder Programm-Führer, die die komplette Programmliste einfach darstellen können, sind zumeist serienmäßig verfügbar und bereits integriert oder können einfach aus einer Auswahl heraus (siehe Abb. 2.04) installiert werden.

Zum Aufrufen aller Anwendungen, den Menüs zur Konfiguration des TV-Gerätes, Wahl der Eingänge und auch der TV-Funktion dient das von den meisten Geräteherstellern als "Home" bezeichnete Bildschirm-Menü. Dieses kann direkt mit einer eigenen Taste auf der Fernbedienung aufgerufen werden.

Abb. 3.04: Das HOME-Menü auf einem SONY HbbTV-Gerät
Abb. 3.04: Das HOME-Menü auf einem SONY HbbTV-Gerät

3.3 Der zweite Bildschirm (Second Screen / Companion Screen)

Zur IFA 2014 stellt das IRT (Institut für Rundfunktechnik) und T-Systems eine Erweiterung des HbbTV-Systems vor. Die von dem IRT entwickelte Anwendung "First Connect" erlaubt Nutzern die Interaktion mit HbbTV-Endgeräten über (mobile) Zweitgeräte, z.B. Tablets oder Smartphones. Zur Demonstration wurden die ARD Mediathek, die Mediatheken von MDR, Radio Bremen, WDR und Einsfestival sowie der ARD-EPG, ARD-Text und rbb Text mit dem neuen Service ausgestattet.

Der von der ARD als "ARD.Connect" bezeichnete Dienst erlaubt eine einfache Navigation durch das Programmangebot, Texteingabe über die Tastatur des Second Screen-Gerätes (statt mit der Fernbedienung), Spiegelung und das Ein- und Ausblenden des Hauptbildschirms auf dem Display des Second Screen-Gerätes. Ebenfalls können Zusatzinhalte als Links auf beliebige Webseiten aus einer HbbTV-Anwendung an das Second Screen-Gerät gesendet und dort geöffnet werden.

Zur Zeit des Entstehens dieses Artikels (November 2015) steht nur ein sehr eingeschränkter Dienst zur Verfügung. Der Regelbetrieb wird (vermutlich) mit der offiziellen Einführung des HbbTV 2.0-Standards (2016 ?) aufgenommen.

Initialisierung der Second Screen-Funktion

Erste Vorrausetzung für die Initialisierung der Second Screen-Funktion ist ein Tablet-PC oder Smartphone mit einer Kamera und einer QR-Codeleser-Applikation. Das Gerät sollte per WLAN über einen Breitbandanschluss mit dem Internet verbunden sein.

Abb. 3.05: Übertragungswege im Second Screen-Framework
Abb. 3.05: Übertragungswege im Second Screen-Framework

Auf dem HbbTV-Endgerät wird nun eine HbbTV-Anwendung, z.B. ein Elektronischer Programmführer (EPG) oder einer Mediathek gestartet. Steht der Second Screen-Dienst zur Verfügung, wird dieses durch ein Symbol (Abb. 3.05 links im roten Kreis) oder mit einem Text-Button angezeigt. Mit der Fernbedienung wird die Schaltfläche aktiviert. Das HbbTV-Gerät setzt sich mit dem Second Screen Framework-Server (Verbindungsmanager in Abb. 3.04), einem 24/7-Dienst in der T-Systems Cloud, in Verbindung. Bei der ersten Verbindungsaufnahme erhält das HbbTV-Gerät eine Device-ID, lädt dann eine Initialisierungs-Applikation herunter und startet diese automatisch. Die Device-ID wird lokal als Cookie speichert. Auf dem Bildschirm erscheint ein Auswahlmenü mit einem QR-Code (Abb. 3.05 rechts).

Abb. 3.06: ARD EPG als Second Screen-Dienst (links) und QR-Code zur erstmaligen Initialisierung (rechts)
Abb. 3.06: ARD EPG als Second Screen-Dienst (links) und QR-Code zur erstmaligen Initialisierung (rechts)

Mit der Kamera des Mobil-Gerätes muss dieser nun gescannt werden. Durch das Einlesen des Codes wird dem Mobilgerät die Device-ID des HbbTV-Gerätes und eine URL mitgeteilt, von der es eine Laucher-Applikation herunterlädt. Nach dem Start der Applikation überträgt das Mobilgerät die Device-ID des HbbTV-Gerätes zum Framework-Server und bekommt von diesem eine eigene Device-ID zugewiesen, die es ebenfalls als Cookie speichert. Der Framework-Server ordnet beide Device-IDs einander zu und speichert sie in einer Datenbank. So bleiben beide Geräte miteinander verknüpft.
Die auf dem HbbTV dargestellte Anwendung, z.B. EPG, erscheint nun auch auf dem Mobilgerät und man kann über die Touch-Screen des Mobilgerätes die Anwendung auf dem HbbTV-Gerät steuern.

Abb. 3.07: Start der Launcher-Applikation (links) und ein Tablet-PC als erweiterte Fernbedienung (rechts)
Abb. 3.07: Start der Launcher-Applikation (links) und ein Tablet-PC als erweiterte Fernbedienung (rechts)

Bei einem erneuten Aufruf des Second Screen-Dienstes durch eine HbbTV-Applikation wird das HbbTV-Endgerät vom Framework-Server anhand des Cookies erkannt und mit dem Mobilgerät verbunden.

Eine Demonstration des Second Screen-Dienstes und eine detaillierte Darstellung der Initialisierung und des Verbindungsaufbaus finden Sie in einem Film des IRT auf youtube.com.

4. Sicherheitsbedenken

Reduziert man ein HbbTV-Endgerät um die HbbTV/DVB-Funktionen auf seine Smart-TV-Hauptkomponenten, so verbleibt nichts weiter als eine Art einfacher PC mit einem eingebetteten System und einer minimalistischen Eingabeeinheit. Geht man mit einem "normalen" PC ins Internet, ist es selbstverständlich, dass man dieses mit Virenschutz, Werbeblocker und mit einer lokalen Firewall tut. Einen solchen vom Nutzer errichteten Schutz gibt es im HbbTV-System nicht. Der Nutzer wird nicht gefragt, welche Anwendungen mit welchen Eigenschaften in sein Gerät hochgeladen werden oder dort gerade laufen. Diese "Hilfslosigkeit" des Nutzers und die sprichwörtliche Offenheit des Systems weckt natürlich Begehrlichkeiten.

Auf dem 13. IT-Sicherheitskongress des BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) am 28.3.2013 stellte der Sicherheitsforscher Marco Ghiglieri von der TU Darmstadt eine HbbTV Sicherheitsanalyse vor, die er zusammen mit Kollegen durchgeführt hat. Die Präsentation seines Vortrags "HbbTV – I Know What You Are Watching" kann beim BSI heruntergeladen werden.

Abb. 4.01: Per Default sind immer alle Cookies zugelassen
Abb. 4.01: Per Default sind immer alle Cookies zugelassen

Erste Erkenntnisse zeigten, dass alle Anbieter (Sender, Hersteller) in Abständen von 1 Sekunde bis zu 15 Minuten Kontakt zu den von Netzwerkanalysegeräten überwachten HbbTV-Geräten aufnehmen. Ohne Wissen der Nutzer wurden hierzu Cookies in deren HbbTV-Geräte gesetzt. Einige Anbieter setzten Tracking-Mechanismen wie Google Analytics oder Webtrekk ein. Ein Sender lieferte sogar personalisierte Werbung.

Wie weit das Ausspionieren des Zuschauers durch die Industrie geht, zeigte sich dann Ende 2013 als ein Brite feststellte, dass er personalisierte Werbung über sein HbbTV-Gerät erhielt. Neugierig geworden, wo die für die Personalisierung benötigten Informationen herkommen, überwachte er den Netzwerkverkehr seines Fernsehers mittels eines Netzwerk-Sniffers.
Anhand der Logdateien des Sniffers fand er schnell heraus, dass sein Fernseher regelmäßig "nach Hause" (zum Hersteller des Gerätes) telefonierte. Jeder Programmwechsel, Lieblingssendungen, Surfverhalten, Suchbegriffe und sogar die Dateinamen der auf einem USB-Stick befindlichen Filme wurden unverschlüsselt, mit einer individuellen Geräte-ID versehen, an einen Server des Geräteherstellers übertragen. Dieser warb währenddessen mit diesem Film um neue Kundschaft für eine neue Klasse von Werbung.

Noch erschreckendere Tatsachen brachte die Stiftung Warentest (siehe PDF auf Webseite) im Mai 2014 zu Tage: Einige Hersteller identifizieren Nutzer mittels biometrischer Verfahren. Die geschah über die in die TV-Geräte eingebauten Webcams per Gesichts- und Spracherkennung. Dass das Zuschauerverhalten permanent, speziell über die aufgerufenen Apps der Anbieter, überwacht und an Google weitergeleitet werden, war schon selbstverständlich.

5. Maßnahmen zum Schutz der Privatsphäre

Um die Risiken im Umgang mit HbbTV-Endgeräten zu minimieren sollte man:

  • nur die Apps aktivieren, die man wirklich braucht.
  • um Mediatheken zu besuchen, nicht die Apps der Anbieter verwenden, sondern den Webbrowser des TV-Betriebssystems
  • die Funktionen des Browsers einschränken (hierdurch werden allerdings auch die zur Verfügung stehenden Dienste eingeschränkt oder unbenutzbar)
  • nach Verwendung des Browsers alle Cookies löschen
  • wenn möglich, HbbTV abschalten
  • wer ganz sicher gehen will, trennt die Netzwerkverbindung zum HbbTV-Gerät

 

Abb. 5.01: Wer nicht auf HbbTV komplett verzichten möchte (Sony-Menü links), sollte einen restriktiven Umgang mit Browserfunktionen und Cookies üben (rechts die Default-Einstellungen!)
Abb. 5.01: Wer nicht auf HbbTV komplett verzichten möchte (Sony-Menü links), sollte einen restriktiven Umgang mit Browserfunktionen und Cookies üben (rechts die Default-Einstellungen!)

Die entsprechenden Einstellungen am Gerät sind in mehreren Menüs untergebracht und sind auch anhand ihrer oftmals unverständlichen Bezeichnungen (z.B. "Interaktive Anwendungseinrichtung" oder "Datendienste" statt einfach "HbbTV") mitunter nur schwer zu finden. Auch deuten Datenschutzerklärungen in kaum lesbarer Minischrift nicht unbedingt auf die Seriosität der Anbieter hin.

WICHTIG!

Vom Benutzer gelöschte Cookies werden allerdings spätestens nach dem nächsten Firmware-Update (bei dem das Gerät anschließend neu booten muss) neu gesetzt. Da Firmware-Updates oftmals heimlich während des Standby-Betriebes gemacht werden, sollte man auf den Datenschutz-Seiten der Anbieter regelmäßig überprüfen ob wieder neue Cookies gesetzt wurden und ob man so wieder "getrackt" wird.

Der HbbTV 2.0-Standard sieht einige Verbesserungen im Datenschutz vor. So soll beispielsweise ein spezieller Header im Browser ein Tracken des Nutzers unterbinden (DNT = Do Not Track), was nach deutschen Datenschutzrichtlinien für die Anbieter verbindlich ist. Viele ausländische Anbieter (z.B. Yahoo) fühlen sich hingegen nicht in der Pflicht und setzen sich über den Willen der Nutzer hinweg.

 

 

REFERENZEN

Abbildungen

Abb. 1.01: Logo HbbTV Quelle http://www.ard.de/home/intern/fakten/abc-der-ard/479434/index.html

 

Abb.2.02, Abb.2.03: Quelle HbbTV 2.0-Spezifikation
Grafiken von InfoTip neu erstellt, überarbeitet und übersetzt.

 

Abb. 3.04: Quelle IRT_HbbTV_Second_Screen_e.pdf
Grafik von InfoTip neu erstellt, überarbeitet und übersetzt.

 

Abb. 2, Abb. 3: Quelle ETSI TR 101 202 V1.2.1 Digital Video Broadcasting (DVB)

Implementation guidelines for Data Broadcasting
Grafiken von InfoTip neu erstellt, überarbeitet und übersetzt.

 

Zuletzt geändert am 4. Januar 2016

 

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