📦 MPEG Transportstrom (MPEG-TS)
Der MPEG-Transportstrom ist das Herzstück der digitalen Fernsehübertragung – von DVB-T über Satellit bis zur IP-Übertragung.
- Aufbau und Struktur eines MPEG-TS-Pakets erklären
- PAT, PMT, PCR, PID und SDT definieren und deren Funktion erläutern
- Den Empfangsprozess eines DVB-T-Receivers Schritt für Schritt beschreiben
- Paketgröße und Sync Byte nennen
- Reservierte PIDs kennen (PAT=0, Null-Paket=8191)
Was ist der MPEG-Transportstrom?
Der MPEG-Transportstrom (MPEG-TS, auch Transport Stream oder TS) ist ein standardisiertes digitales Container-Format zur Übertragung von Audio-, Video- und anderen Daten. Er ist in der MPEG-2-Spezifikation (ISO/IEC 13818-1) definiert und bildet die Grundlage für:
- DVB-T/T2 (terrestrisches Digitalfernsehen)
- DVB-S/S2 (Satelliten-Digitalfernsehen)
- DVB-C (Kabel-Digitalfernsehen)
- Professionelle IP-Videoübertragung (UDP/RTP)
Paketstruktur
Jedes MPEG-TS-Paket ist exakt 188 Bytes groß – immer, ausnahmslos:
| Feld | Größe | Wert / Bedeutung |
|---|---|---|
| Sync Byte | 8 Bit | 0x47 – immer, kennzeichnet Paketbeginn |
| Transport Error Indicator | 1 Bit | 1 = Übertragungsfehler im Paket |
| Payload Unit Start Indicator | 1 Bit | 1 = Beginn eines neuen PES-Pakets oder einer Tabelle |
| Transport Priority | 1 Bit | 1 = hohes Prioritätspaket |
| PID | 13 Bit | Paket-Identifikator (0x0000–0x1FFF) |
| Scrambling Control | 2 Bit | 00 = unverschlüsselt |
| Adaptation Field Control | 2 Bit | Gibt an, ob Adaptation Field / Payload vorhanden |
| Continuity Counter | 4 Bit | 0–15, wird pro PID hochgezählt (Fehlerdetekton) |
PID – Packet Identifier
Der PID (Packet Identifier) ist ein 13-Bit-Feld im MPEG-TS-Header. Er identifiziert, welchem Datenstrom ein Paket angehört:
| PID | Verwendung |
|---|---|
0x0000 (0) | PAT – Program Association Table (immer hier) |
0x0001 (1) | CAT – Conditional Access Table |
0x0002 (2) | TSDT – Transport Stream Description Table |
0x0010 (16) | NIT – Network Information Table (DVB) |
0x0011 (17) | SDT/BAT – Service Description Table |
0x0012 (18) | EIT – Event Information Table (EPG) |
0x0013–0x1FFE | Frei vergeben (Video, Audio, PMT, etc.) |
0x1FFF (8191) | Null-Paket – Füllpaket (keine Nutzlast) |
Die wichtigsten Tabellen
PAT → PMT → Video/Audio-PID – So findet jeder DVB-Receiver seinen Kanal. Immer in dieser Reihenfolge!
- PAT (PID 0) Program Association Table – Enthält eine Liste aller Programme im Transportstrom und für jedes Programm die PID der zugehörigen PMT. Startpunkt für jeden Receiver.
- PMT Program Map Table – Enthält alle Elementarströme (Video-PID, Audio-PIDs, PCR-PID, Untertitel-PID etc.) für ein einzelnes Programm. Jedes Programm hat eine eigene PMT.
- PCR Program Clock Reference – Zeitstempel, der regelmäßig (mind. alle 100 ms) in bestimmten Paketen mitgesendet wird. Der Receiver nutzt ihn, um seinen internen Systemtakt (STC) zu synchronisieren – Grundlage für A/V-Lippensynchronität.
- PID Packet Identifier – 13-Bit-Kennung im Header jedes Pakets. Ordnet das Paket einem bestimmten Datenstrom zu (Video, Audio, Tabelle, PCR, etc.).
- SDT Service Description Table – Teil der DVB-SI-Tabellen. Enthält Dienstnamen, Diensttyp (Fernsehen/Radio) und weitere Metadaten der Programme. PID 17 (0x0011).
- EIT Event Information Table – Grundlage des EPG (Elektronischer Programmführer). Enthält Programminformationen wie Titel, Beschreibung, Start-/Endzeit.
DVB-T Empfangsprozess – Schritt für Schritt
Dies ist eine häufige Klausurfrage! Beschreibe den Prozess, wie ein DVB-T-Receiver die ARD findet:
Receiver sucht nach dem Byte 0x47 zur Paketsynchronisation
Enthält Liste aller Programme mit der PID ihrer PMT
Aus der PAT die PMT-PID der ARD ermitteln und PMT lesen
Die PMT liefert alle PIDs für Video (z.B. H.264), Audio (z.B. AAC/AC3), Untertitel
PCR-Zeitstempel für Systemtakt, dann Video und Audio dekodieren und synchron ausgeben
„Wie geht ein DVB-T Receiver bei dem Decodieren/Empfangen eines Programms vor? Sie wollen einen MPEG-TS empfangen, in dem die ARD zu finden sein soll."
Musterantwort: Sync Byte → PAT (PID 0) → PMT (PID aus PAT) → Verweis auf Video- und Audiospuren (PIDs) → Dekodierung.