Es ist einer der am häufigsten eingetippten Begriffe in den Internet-Suchmaschinen: MP3. Das Kürzel steht für „MPEG-1 Layer 3″ – ein Verfahren, das Mitte der neunziger Jahre von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen entwickelt wurde. MP3 erlaubt es, Musikdateien ohne hörbaren Verlust an Qualität auf ein Zwölftel ihrer Größe zu komprimieren – und macht sie so fit für eine Übertragung via Internet. Ohne Komprimierung wären Audiodateien viel zu umfangreich, um sich durch die schmale Übertragungsspur des World Wide Web zu zwängen: Ein dreiminütiger Song wäre mehrere Stunden im Datennetz unterwegs. Nach der Einführung von MP3 hat sich das Herunterladen von Musikstücken aus dem Web in den letzten Jahren zu einer Art Volkssport entwickelt. Allein in Deutschland wurden von April 2000 bis März 2001 rund 316 Millionen Musik-Downloads gezogen, über vier Millionen Menschen zwischen Flensburg und Garmisch laden sich regelmäßig MP3-Dateien aus dem Internet auf den PC. Weil MP3-Dateien „streamingfähig” sind – das heißt, während des Übertragens abgespielt werden können –, eignen sie sich zudem bestens, um Musikstücke über Internetradio oder digitalen Rundfunk zu verbreiten. Gleichzeitig drängen immer mehr tragbare MP3-Spieler auf den Markt. Auf der Internationalen Funkausstellung in Berlin im letzten August zählten portable MP3-Player zu den heißesten Themen – und auch auf der CeBIT vom 12. bis 20. März in Hannover dürften sie zu den Stars gehören. Dabei sind viele der digitalen Musikplayer nicht größer als eine Streichholzschachtel oder ein Feuerzeug – von Panasonic etwa gibt es einen 43 Gramm leichten Winzling fürs Handgelenk –, doch sie bieten Platz für jede Menge Musik. Die Daten werden zunächst von einer CD kopiert und dann mit einem Encoder ins MP3-Format verwandelt oder gleich als MP3-Datei aus dem Internet gefischt. Gespeichert werden sie meist auf Flash-RAM-Chips, die in Aufbau und Funktion dem Arbeitsspeicher eines PCs ähneln. Bei den meisten MP3-Playern fasst der Flash-RAM-Speicher zwischen 32 und 128 Megabyte – genug für maximal zwei Stunden Musik in CD-Qualität. Mit austauschbaren Compactflash-, Smartmedia- oder Multimediakarten lässt sich der Speicherplatz oft weiter aufrüsten. CD-Player, die auch MP3-Dateien lesen können, sind sogar in der Lage rund zehn Stunden Musik im MP3-Format abzuspielen: So viel komprimierter Sound passt auf eine CD-ROM. Wahre Speichergiganten sind MP3-Spieler wie der PJB-100 von Hango oder der Jukebox Recorder von Archos: Sie haben gleich eine ganze Festplatte eingebaut – mit Platz für 20 Gigabyte an MP3-kodierten Audiodaten. Das reicht für eine komplette CD-Sammlung. Auf dem Höhepunkt des MP3-Booms sind nun Neuerungen in Sicht: Seit ein paar Monaten ist MP3Pro auf dem Markt – eine verbesserte Version des Musikformats, die von der schwedischen Firma Coding Technologies entwickelt wurde. Der französische Elektronikkonzern Thomson Multimedia hat für Februar mit dem Lyra PDP 2800 den ersten tragbaren MP3-Player angekündigt, der das neue Format nutzen kann. Die Stärke von MP3Pro zeigt sich vor allem dort, wo die Audiodaten nur mit einer geringen Übertragungsrate verschickt werden können – zum Beispiel auf Radiosendern im Internet. Auch unter diesen Bedingungen lassen sich MP3Pro-Dateien, anders als gewöhnliche MP3-Files, annähernd in CD-Qualität übertragen. Der Trick: MP3Pro rekonstruiert mit einem „Spectral Bandwidth Replication” (SBR) genannten Verfahren die beim Kodieren bei niedrigen Bitraten abgeschnittenen hohen Frequenzanteile und fügt sie der MP3-Datei nachträglich wieder hinzu. Die Erfinder von MP3 am Fraunhofer-IIS haben gemeinsam mit Unternehmen wie AT&T, Dolby und Sony das „ Advanced Audio Coding” (AAC)-Verfahren entwickelt. Es schrumpft Audiodaten noch effizienter als MP3 und erlaubt neben Zweikanal-Stereoton auch das Komprimieren von Mehrkanal-Audiodateien wie „Dolby-Surround” zum Vertonen von Kinofilmen. Das weltweite Datennetz ist das wichtigste Medium zum Austausch von komprimierten Musikdateien. MP3 gilt hier als Standard. Konkurrierende Formate wie das von Microsoft für die Streaming-Übertragung von Audio- und Videodateien entwickelte Windows Media Audio (WMA) konnten dagegen bisher wenig ausrichten. Auf verschiedenen Webseiten findet man Software zum Kodieren und Abspielen von MP3-Dateien, Tauschbörsen im Internet bieten MP3-Musik zum Herunterladen an. Napster, der bekannteste Online-Marktplatz für digitale Musik, geriet in die Schlagzeilen, als die Fonoindustrie gegen die kostenlose Verbreitung von urheberrechtlich geschützten Musikstücken auf der Napster-Website klagte. Das Resultat: Napster, an dem seit gut einem Jahr die Bertelsmann AG beteiligt ist, musste seine Online-Tauschbörse schließen und will lizenzierte Audiodateien künftig nur noch gegen Gebühr zum Download zur Verfügung stellen. Musikstücke sind nicht das Einzige, was verpackt als MP3-Datei den Weg übers Internet nimmt. So bietet der Online-Händler Audible so genannte Hörbücher an, die gegen eine Gebühr von 3 bis 10 Dollar aus dem Netz geladen werden können. Gemeinsam mit dem US-Unternehmen MP3.com hat Audible außerdem einen Zeitungsvorlesedienst eingerichtet, über den man sich vorgelesene Artikel aus der New York Times oder dem Wall Street Journal auf den Computer ziehen kann. In Deutschland verbreitet der Hessische Rundfunk auf der Homepage von hr3-online so genannte Websounds: von Hörern eingesandte eigene Lieder, die als MP3-Dateien ins Netz gestellt werden. Findige Musikliebhaber kennen zahllose Tauschbörsen, auf denen sich nach wie vor auch MP3-Songs aus den internationalen Hitparaden herunterladen lassen: teilweise gegen Bezahlung, wie beim Online-CD-Händler GoodNoise, oft aber auch illegal – also ohne Genehmigung durch Interpreten oder Plattenlabels. Die Musikindustrie kämpft eine harte Schlacht gegen die „Piraterie” mit unrechtmäßig kopierten und über das World Wide Web verbreiteten Musikstücken. „Gegen massenhaften Musikdiebstahl werden wir uns mit allen uns zur Verfügung stehenden Mitteln wehren”, kündigte Peter Zombik, Geschäftsführer des Bundesverbandes der Phonographischen Wirtschaft, vor einigen Monaten an. 1998 gründeten verschiedene Fonoindustrieverbände die Secure Digital Music Initiative (SDMI). Das Ziel: einen sicheren Vertrieb von Musik zu etablieren. Im Rahmen der SDMI entwickelten auch die Forscher am Erlanger Fraunhofer-IIS verschiedene Techniken zum Schutz von Musikdateien gegen das Kopieren und Verbreiten via Internet. Allerdings: „Die von der SDMI entwickelten Anforderungen an kopiergeschützte Systeme können sich am Markt nicht durchsetzen”, sagt Prof. Karlheinz Brandenburg, Leiter der Arbeitsgruppe Elektronische Medientechnologie am IIS. „Die Idee von einfachen und universellen Kopierschutzsystemen ist damit zwar nicht aufgegeben, doch sind derzeit keine allgemein akzeptierten Lösungen in Sicht.” Die Verbreitung von MP3- Musik hat also weiter freie Bahn.
Nur was Hörbar ist, Zählt
Um den Datenumfang einer Audiodatei zu verringern, nutzt das MP3-Verfahren gezielt die Schwächen des menschlichen Gehörs – und entfernt alle Frequenzen und Töne eines Musikstücks, die ohnehin nicht wahrgenommen werden. So gehen Teile eines Liedes beim Hören unter, die von lauteren Klängen ähnlicher Frequenz überlagert werden. Um überflüssige Informationen herausfiltern zu können, werden die Originaldaten zunächst in verschiedene Frequenzanteile zerlegt. Mithilfe eines psychoakustischen Modells, das das menschliche Hörempfinden nachbildet, werden dann die nicht wahrnehmbaren Musikanteile aufgespürt und herausgefiltert. Was übrig bleibt, kodiert der Encoder als MP3-Datei. Auf diese Weise gelingt es, Musikstücke ohne hörbaren Verlust an Klangqualität auf rund ein Zwölftel ihres Datenvolumens zu komprimieren. So lässt sich ein fünfminütiger Song, der auf der Original-CD rund 50 Megabyte Speicherplatz benötigt, im MP3-Format auf etwa 5 Megabyte unterbringen. Ob ein Lied im MP3-Format schlechter klingt als im Original, hängt von der so genannten Bitrate – der Menge an verarbeiteten Datenbits pro Sekunde – beim Kodieren der Datei ab. CD-Qualität erreicht man mit einer Bitrate von 112 bis 128 Kilobit pro Sekunde. Mit 64 Kilobit pro Sekunde oder weniger kodierte MP3-Stücke haben dagegen allenfalls die Qualität eines Songs aus einem UKW-Transistorradio: Die Musik klingt dumpf, die hohen Töne fehlen. Wegen der oft stark eingeschränkten Bandbreite für die Übertragung der Daten aus dem Web senden Internet-Radiostationen ihr Musikprogramm meist nur in dieser Tonqualität.
Ralf Butscher
