Perché le reti progettate per la TV sono migliori nel fornire lo spettacolo quando usano lo stesso mezzo di Internet?

Perché è più veloce guardare i programmi televisivi in ​​modo "normale" attraverso qualcosa come via cavo o via satellite, rispetto a guardarli su Internet?

Potrebbe sembrare una domanda divertente, ma considerando che il mezzo reale potrebbe essere lo stesso (ad es. Puoi ottenere Internet tramite un cavo coassiale nello stesso modo in cui ottieni la TV), non sarebbe più vicino alla stessa velocità e qualità ? Non penso che la mia premessa sia sbagliata perché puoi guardare la TV 4K normalmente, ma a meno che tu non abbia una buona connessione a Internet probabilmente noteresti un buffering quando guardi 4K online.

È perché con Internet c'è molto più overhead (anche se avrei pensato con protocolli come UDP meno)?

Alla base il tuo presupposto "su un cavo coassiale allo stesso modo" è falso. I cavi trasportano semplicemente un segnale elettrico. Questo segnale può essere codificato in molti modi diversi, ognuno dei quali è adattato a un particolare utilizzo, inclusi schemi di codifica che combinano più usi in un singolo segnale.

"Cable" è veloce nel fornire la TV perché è un segnale di trasmissione unidirezionale su misura per distribuire i canali TV a più abbonati contemporaneamente. Tutti ricevono lo stesso segnale contemporaneamente senza praticamente alcuna variazione. Fondamentalmente è un segnale per molte persone.

Guardare la TV su Internet è l'opposto in quasi tutti gli aspetti. È un segnale bidirezionale su misura per la distribuzione di dati a singoli abbonati su richiesta. Nessuno riceve lo stesso segnale allo stesso tempo e tutti hanno esigenze individuali. Fondamentalmente sono molti segnali per molte persone.

Il moderno "cavo" ha cambiato tutto questo adottando la più recente infrastruttura digitale bidirezionale influenzata dalle reti di dati per consentire Internet via cavo. Ciò consente inoltre nuovi servizi come la programmazione su richiesta e il gioco del set top box. Ciò ha richiesto cambiamenti fondamentali nella rete via cavo e i segnali elettrici trasportati sui cavi. Le reti di dati hanno cambiato questo aspetto adottando protocolli multicast per consentire la trasmissione di dati su larga scala per abilitare IPTV, programmazione su richiesta e set top gaming. Ciò ha richiesto anche cambiamenti fondamentali nella rete di dati.

La convergenza continuerà fino a quando le reti "via cavo / IPTV" e "Internet" saranno indistinguibili. Un giorno il tuo provider di servizi Internet offrirà di collegarti con la trasmissione YouTube di 10.000 canali e gli studi cinematografici trasmetteranno IPTV multicast direttamente al mondo. Non ci sarà ancora nulla da guardare in onda e ci sarà ancora il buffering sulla tua programmazione personale perché i tuoi video preferiti sui gatti non saranno mai abbastanza popolari da entrare nel programma di trasmissione.

Per i video TV e Internet, il problema è lo stesso: devi inviare i frame del video allo spettatore. Ciascuno affronta il problema in modo diverso e presenta vantaggi e svantaggi.

I frame sono davvero solo informazioni, quindi scegliamo un analogo. Immagina di voler dettare l'indirizzo di GettysBurg a 100 persone. Devi ottenere ogni riga del discorso per ogni persona (come il fornitore del video deve ottenere i frame per ogni visualizzatore).

Ora i canali televisivi ottengono ciascuno un uso esclusivo di una gamma di frequenze sul cavo. È come avere l'uso esclusivo di una sala conferenze. Non sarai interrotto da altri che cercano di parlare. Se sei come un canale televisivo, pubblichi un momento in cui prevedi di dettare il discorso e quando arriva quel momento, ti alzi sul palco e inizi a parlare. Senza nemmeno controllare chi è tra il pubblico, hai appena iniziato:

you send "Four score and seven years ago" to whoeverIsListening
you send "our fathers brought forth on this continent" to whoeverIsListening
you send "a new nation, conceived in Liberty," to whoeverIsListening
you send "and dedicated to the proposition" to whoeverIsListening
you send "that all men are created equal." to whoeverIsListening
...

...
you send "shall not perish from the earth." to whoeverIsListening

Sei tu a dettare l'intero discorso senza fermarti. Hai pronunciato ogni riga una sola volta. Non è stato così difficile per te. E chiunque fosse nell'atrio e ascoltasse, sentì tutto senza ritardi o interruzioni. Allo stesso modo, le stazioni televisive inviano il loro segnale lungo il filo solo una volta e, se lo guardi, arriva in tempo reale. Allo stesso modo, se non sei alla TV quando lo spettacolo è acceso, o devi andartene nel mezzo per andare in bagno, ne perdi un po '.

Ma cosa succede se si desidera consentire alle persone di ascoltare lo spettacolo secondo il proprio programma e si desidera assicurarsi che tutti ascoltino tutto? Inviti tutti a visitarti nel parco ogni volta che lo desiderano e detterai loro le linee individualmente. È come rendere il tuo video disponibile su Internet.

Il parco è pieno e a volte non puoi parlare perché è troppo rumoroso. I servizi di streaming condividono la rete con altro traffico Internet. Non hanno una frequenza dedicata. I loro pacchetti a volte devono aspettare in fila.

Person1 si presenta e inizi a dire loro le linee:

you send "Four score and seven years ago" to person1
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "our fathers brought forth on this continent" to person1

Non è stato poi così male. person1 continua a giocare a un ritmo piuttosto buono, ma poi si presenta la seconda persona, e hai promesso di iniziare all'inizio per ogni persona, e la persona 3 si presenta subito dopo, seguita dalla persona 1 che ti chiede di ripetere te stesso. ..

you send "a new nation, conceived in Liberty," to person1
you send "Four score and seven years ago" to person2
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "and dedicated to the proposition" to person1
you send "Four score and seven years ago" to person3
person1 sends "what?" to you
you send "our fathers brought forth on this continent" to person2
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "and dedicated to the proposition" to person1
you send "our fathers brought forth on this continent" to person2
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "that all men are created equal." to person1
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "our fathers brought forth on this continent" to person3
you send "Four score and seven years ago" to person4
person3 sends "what?" to you
you send "a new nation, conceived in Liberty," to person2
you send "Now we are engaged in a great civil war" to person 1
you send "our fathers brought forth on this continent" to person3
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "a new nation, conceived in Liberty," to person3
you send "our fathers brought forth on this continent" to person2
you send "a new nation, conceived in Liberty," to person3
you send "our fathers brought forth on this continent" to person4
someone sends somethingIrrelevant to someoneElse
you send "Four score and seven years ago" to person5
you send "Four score and seven years ago" to person6...

e così via, finché non hai detto ogni riga del discorso a ogni persona. Quando hai dettato in aula, non importava quante persone si presentassero, dicevi ancora cose una volta sola e tutti l'avevano ascoltato. Ma ora se trenta persone si presentano contemporaneamente o se il parco diventa più affollato, il ritmo con cui ogni persona riceve il discorso rallenterà lentamente. Il video su Internet ha il vantaggio che ogni persona può iniziare ad ascoltare ogni volta che lo desidera e può anche chiedere di mettere in pausa e continuare in seguito o ripetere parti che hanno perso, ma lo svantaggio è che se la rete si affolla o molte persone usano lo stesso server, il video carica lentamente.

Il mezzo reale non è lo stesso: la TV distribuita tramite un cavo coassiale dedicato funziona in modo molto diverso e ha un'infrastruttura molto diversa rispetto, per esempio, a guardare Youtube o Netflix o qualsiasi altra cosa su Internet pubblico.

Anche se il coassiale viene utilizzato per implementare protocolli IP e contenuti TV distribuiti in aggiunta, hai ancora il controllo totale della larghezza di banda e puoi usare un'infrastruttura multicast dedicata (che non funziona molto bene su Internet pubblica).

Quindi la risposta alla tua domanda è: stai confrontando mele e arance, la tua premessa che sono simili è sbagliata.

Per tutti i fornitori a doppio scopo (ad esempio via cavo con Internet), puoi immaginare che il traffico che passa sul filo sia come un'autostrada con una corsia espressa, o forse ancora meglio, un sistema autostradale automatizzato. La corsia espressa / autostrada automatizzata è una parte dedicata della strada in cui tutti dovrebbero viaggiare alla stessa velocità e avere un flusso costante. Non c'è mai alcuna congestione perché è attentamente progettato per consentire una specifica quantità di traffico attraverso di essa.

Il provider alloca tutti i canali che è possibile guardare a frequenze specifiche. Il traffico è sempre a una larghezza di banda specifica, indipendentemente dal fatto che qualcuno stia guardando quel particolare canale o meno e tutti ottengano gli stessi dati contemporaneamente. Questa larghezza di banda viene calcolata in anticipo e i provider possono prevedere in modo affidabile quanta larghezza di banda hanno a disposizione per tali frequenze.

Internet, d'altra parte, è come una normale autostrada. Quando non viene utilizzato molto, tutti possono andare veloci come vogliono, ma all'aumentare del traffico, alcuni dati devono essere ritardati in modo che tutti abbiano una buona possibilità. Ciò significa che quando la larghezza di banda di Internet è quasi satura, le persone inizieranno a notare salti, buffering, audio e video distorti e così via.

Pertanto, il motivo principale per cui la programmazione via cavo, via satellite e via etere è in tempo reale è perché utilizza una larghezza di banda dedicata e preallocata, che viene accuratamente calcolata e misurata per ridurre al minimo le interferenze, mentre Internet è sempre in competizione per provare e fornire una quantità bilanciata di larghezza di banda per tutti coloro che vogliono usarlo. Una volta che il supporto è saturo, tutti iniziano a sentire gli effetti, dalle pagine Web che impiegano più tempo a caricarsi, ai flussi video granulosi e all'audio distorto.

La spiegazione più semplice è che il video trasmesso ottiene un canale dedicato tutto su se stesso, quasi senza latenza e larghezza di banda molto coerente. I dati vengono inviati a tutti, indipendentemente dal fatto che stanno realmente ascoltando o no (che lo rende estremamente efficiente quando il numero atteso di ascoltatori è nei milioni), ed è volutamente strutturato in modo che quando qualcuno fa iniziare l'ascolto, faranno ottenere un fotogramma chiave che consente loro di iniziare a guardare entro una frazione di secondo.

Al contrario, i video su Internet devono competere con altri tipi di traffico che condividono vari collegamenti tra router tra il server e il computer e ciò provoca ritardi e perdite che devono essere mitigati. Una copia duplicata dei dati deve essere inviata a ciascun ascoltatore, il che non è molto efficiente dal punto di vista del server e aumenta ulteriormente le possibilità di interruzioni. Per far fronte alle interruzioni, il computer attende l'arrivo di alcuni secondi di dati, memorizzandoli in un buffer, prima che inizi la riproduzione.

Se i due si imbattono nello stesso cavo fisico, sono quasi certamente modulati su frequenze portanti diverse, proprio come i canali TV vecchio stile.

Se stai guardando un film o un episodio di una serie, la breve pausa mentre il buffer si riempie non è molto evidente e la comodità di non dover aspettare che la stazione TV si metta in giro per la trasmissione è un vantaggio convincente per i video su Internet . Ma per un evento sportivo o di notizie in diretta, la trasmissione televisiva è probabilmente la migliore per la sua immediatezza.

Un sacco di punti positivi nelle altre risposte, ma ecco un'immagine che mostra come Verizon riesce a ottenere questo risultato sulla fibra (Verizon FIOS). Ogni fornitore avrà meccanismi diversi, quindi questo è solo un esempio di uno di questi approcci. I dati di Internet e il video trasmesso provengono da due diverse fonti. Vengono aggiunti quasi all'ultimo miglio e vengono trasmessi attraverso una lunghezza d'onda diversa.

Ci sono diverse ragioni. Innanzitutto, la larghezza di banda via cavo / satellitare è molto più elevata di quanto si pensi. Anche un'installazione coassiale piuttosto vecchia ha una larghezza di banda totale molto competitiva rispetto a quella che la maggior parte degli utenti medi ha per LAN. Lo stesso vale per il satellite. Considera solo che, ad esempio, su Astra hai circa 100 transponder, ognuno con diversi canali e ognuno di questi con 27.5k simboli al secondo. È un'enorme quantità di larghezza di banda.

In secondo luogo, i dati vengono trasmessi , il che significa che vengono inviati una volta a "tutti" (e a nessuno in particolare), e basta. Internamente, una rete via cavo potrebbe dover copiare intorno ai bit grezzi qua e là (ad es. Su un satellite o sulla propria rete via cavo locale), ma qualunque cosa. Tutto viene inviato una sola volta , sparare e dimenticare, mangiarlo o morire. Non esiste un protocollo per errori di trasmissione (beh, c'è FEC, ma ciò non conta, non comunica indietro) o cose del genere. Lo ottieni o non lo fai, e col passare del tempo, ti importa sempre meno se lo hai anche (il provider non si preoccupa affatto per cominciare).
Questo rende i prerequisiti sia al locale via cavo e delle infrastrutture fornitore moltomeno impegnativo poiché è sufficiente trasmettere solo una piccola parte dei dati e non è necessario preoccuparsi di ottenere risposte dal client e gestirle. La quantità di dati da inviare attraverso l'infrastruttura (e anche il cavo locale) dipende esclusivamente dal numero di canali trasmessi, non dal numero di persone che li guardano. Dato che i secondi sono circa un milione di volte più dei primi, questa è una grande vittoria.

Non è coinvolto alcun server HTTPS. Nessuna richiesta in elaborazione, nessuna estrazione di blocchi di dati arbitrari in momenti casuali, nessuna garanzia, nessun problema di concorrenza / scalabilità. Nessun pacchetto viene eliminato da router intermedi, nessun controllo della congestione (e se i pacchetti vengono persi , non interessa a nessuno).

Quindi, tutto sommato, è una cosa totalmente diversa, non confrontabile.

Tutte le informazioni che arrivano a casa tua sul cavo coassiale occupano una certa larghezza di banda dello spettro disponibile. La semplice risposta alla tua domanda è che più di quella larghezza di banda è dedicata alla trasmissione televisiva che ai dati generali. Hai ragione che l'overhead della comunicazione bidirezionale non è un grosso problema per quanto riguarda ciò che può adattarsi alla larghezza di banda disponibile sul cavo.

Quando la differenza tra trasmissione video e dati su richiesta entra in gioco è alla fine del provider dove è più facile fornire gli stessi dati a tutti (trasmissione) piuttosto che fornire dati specificamente richiesti a ciascun utente. In altre parole, il provider potrebbe allocare una maggiore larghezza di banda ai dati generali, ma poi dovrebbe tagliare il numero / la qualità dei canali di trasmissione e fornire a ogni utente un tubo più grande per Internet (tra la loro estremità del cavo e il backbone di Internet) . È anche qui che arriva la velocità in base al livello di abbonamento: quanto paghi dipende da quanta parte della loro connessione alla dorsale Internet ti permettono di usare.