Por que redes projetadas para TV são melhores em fornecer o programa quando usam o mesmo meio que a internet?

Question

Por que é mais rápido assistir televisão mostra o 'caminho normal' através de algo como cabo ou satélite, comparado a assisti-los pela internet?

Isso pode soar como uma pergunta engraçada, mas considerando que o meio real pode ser o mesmo (por exemplo, você pode obter a internet através de um cabo coaxial da mesma maneira que você pega a TV), então não seria mais próximo do mesmo? velocidade e qualidade? Eu não acho que a minha premissa está errada, porque você pode assistir TV 4K normalmente, mas a menos que você tenha uma conexão de internet muito boa, você provavelmente perceberia o buffer ao assistir 4K online.

É porque com a Internet há muito mais sobrecarga (embora eu teria pensado com protocolos como UDP menos)?

    

Answer 1

Para vídeos de TV e internet, o problema é o mesmo: você precisa enviar quadros do vídeo para o espectador. Cada abordagem do problema de forma diferente e tem vantagens e desvantagens.

Os quadros são apenas informações, então vamos escolher um análogo. Imagine que você queira ditar o endereço GettysBurg para 100 pessoas. Você precisa obter cada linha do discurso para cada pessoa (como o provedor de vídeo precisa obter quadros para cada visualizador).

Agora, os canais de televisão recebem um uso exclusivo de uma faixa de freqüência no cabo. Isto é como ter uso exclusivo de uma sala de aula. Você não será interrompido por outros tentando conversar. Se você é como um canal de TV, publica uma hora em que planeja ditar o discurso e, quando chegar a hora, suba ao palco e começa a falar. Sem verificar quem está na platéia, você acaba de começar:

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

Você dita todo o discurso sem pausar. Você falou cada linha apenas uma vez. Isso não foi tão difícil para você. E quem estava no corredor e ouvindo ouviu tudo sem atrasos ou interrupções. Da mesma forma, as emissoras de televisão enviam o sinal pelo fio uma vez, e, se você estiver assistindo, ele é transmitido em tempo real. Mas também da mesma forma, se você não está na sua TV quando o show está ligado, ou você tem que sair no meio para ir ao banheiro, você sente falta de um pouco disso.

Mas e se você quiser que as pessoas ouçam a peça em seu próprio horário e que você queira ter certeza de que todo mundo ouve a coisa toda? Você convida todos a visitá-lo no parque sempre que quiser, e você ditará as linhas para eles individualmente. Isso é como disponibilizar seu vídeo pela Internet.

O parque está ocupado, e às vezes você não pode falar porque é muito barulhento. Os serviços de streaming compartilham a rede com outro tráfego da Internet. Eles não têm frequência dedicada. Seus pacotes às vezes têm que esperar na fila.

Person1 aparece e você começa a dizer as linhas:

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

Isso não foi tão ruim. person1 ainda está recebendo o jogo a um bom ritmo, mas depois a pessoa dois aparece, e você prometeu começar no começo para cada pessoa, e a pessoa 3 aparece logo em seguida, seguida da pessoa 1 pedindo para você se repetir. ..

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 assim por diante, até que você tenha dito cada linha do discurso para cada pessoa. Quando você ditou na sala de aula, não importava quantas pessoas aparecessem, você só dizia coisas uma vez e todas ouviam. Mas agora, se trinta pessoas aparecem de uma só vez, ou o parque fica mais ocupado, a taxa que cada pessoa recebe o discurso vai abrandar para um rastreamento. O vídeo na Internet tem a vantagem de que cada pessoa pode começar a ouvir sempre que quiser e pode até pedir para pausar e continuar depois ou repetir partes perdidas, mas a desvantagem é que, se a rede ficar lotada ou muitas pessoas usarem o mesmo servidor, o vídeo carrega lentamente.

    

Answer 2

O meio real é não o mesmo: a TV distribuída via cabo coaxial funciona de forma muito diferente e tem uma infraestrutura muito diferente comparada, digamos, com o Youtube ou Netflix ou qualquer outra coisa na Internet pública.

Mesmo que o coaxial seja usado para implementar protocolos IP e o conteúdo de TV seja distribuído além disso, você ainda tem controle total de largura de banda e pode usar uma infraestrutura multicast dedicada (que não funciona muito bem na Internet pública) .

Portanto, a resposta à sua pergunta é: você está comparando maçãs e laranjas, sua premissa de que elas são semelhantes está errada.

    

Answer 3

Em seu núcleo, sua suposição "sobre um cabo coaxial da mesma maneira" é falsa. Os cabos simplesmente carregam um sinal elétrico. Esse sinal pode ser codificado de várias maneiras diferentes, cada uma delas adaptada a um uso específico, incluindo esquemas de codificação que combinam múltiplos usos em um único sinal.

"Cable" é rápido no fornecimento de TV porque é um sinal de transmissão unidirecional feito para distribuir canais de TV para vários assinantes simultaneamente. Todo mundo recebe o mesmo sinal ao mesmo tempo, basicamente sem variação. É fundamentalmente um sinal para muitas pessoas.

Assistir TV na Internet é o oposto em quase todos os aspectos. É um sinal bidirecional feito sob medida para distribuir dados para assinantes individuais sob demanda. Ninguém recebe o mesmo sinal ao mesmo tempo e todos têm necessidades individuais. É fundamentalmente muitos sinais para muitas pessoas.

O moderno "cabo" mudou isso adotando uma infra-estrutura digital bidirecional mais nova, influenciada pelas redes de dados para permitir a Internet a cabo. Isso permite novos serviços, como programação sob demanda e jogos de caixa alta. Isso exigiu mudanças fundamentais na rede de cabos e nos sinais elétricos transportados nos cabos. As redes de dados mudaram isso adotando protocolos multicast para permitir a transmissão de dados em larga escala para permitir IPTV, programação sob demanda e jogos de tipo “top box”. Isso também exigiu mudanças fundamentais na rede de dados.

A convergência continuará até que as redes "a cabo / IPTV" e "Internet" sejam indistinguíveis. Um dia, seu provedor de serviços de Internet oferecerá a conexão com a transmissão do YouTube de 10.000 canais, e os estúdios de cinema transmitirão o multicast de IPTV diretamente ao mundo. Ainda não haverá nada para assistir na transmissão e ainda haverá buffer em sua programação pessoal, porque seus vídeos de gatos favoritos nunca serão populares o suficiente para entrar na programação de transmissão.

    

Answer 4

Para todos os provedores de finalidade dupla (por exemplo, cabo com Internet), você pode imaginar que o tráfego que passa pelo fio é como uma rodovia com faixa expressa ou, talvez até melhor, um sistema rodoviário automatizado. A via expressa / automatizada é uma parte dedicada da estrada, onde se espera que todos viajem na mesma velocidade e tenham um fluxo constante. Nunca há congestionamento porque ele é cuidadosamente projetado para permitir uma quantidade específica de tráfego.

O provedor aloca todos os canais que você pode assistir a freqüências específicas. O tráfego está sempre em uma largura de banda específica, independentemente de alguém estar assistindo a esse canal em particular ou não, e todos recebem os mesmos dados ao mesmo tempo. Essa largura de banda é calculada de antemão, e os provedores podem prever com segurança quanta largura de banda eles têm disponível para essas frequências.

A Internet, por outro lado, é como uma rodovia normal. Quando não é muito utilizado, todos podem ir o mais rápido que quiserem, mas à medida que o tráfego aumenta, alguns dados precisam ser atrasados para que todos tenham uma chance justa. Isso significa que, quando a largura de banda da Internet estiver quase saturada, as pessoas começarão a notar o salto, o buffer, o áudio e o vídeo distorcidos e assim por diante.

Portanto, a principal razão pela qual a programação por cabo, satélite e over-the-air é em tempo real é porque ela usa largura de banda dedicada e pré-alocada, que é cuidadosamente calculada e medida para minimizar a interferência, enquanto a Internet está sempre competindo para tentar fornecer uma quantidade equilibrada de largura de banda para todos que desejam usá-lo. Quando a mídia estiver saturada, todos começarão a sentir os efeitos, de páginas da web demorando mais para serem carregadas até fluxos de vídeo granulados e áudio distorcido.

    

Answer 5

A explicação mais simples é que o vídeo transmitido recebe um canal dedicado, com quase nenhuma latência e largura de banda muito consistente. Os dados são enviados para todos, independentemente de estarem realmente escutando ou não (o que torna extremamente eficiente quando o número esperado de ouvintes está na casa dos milhões) e é deliberadamente estruturado de forma que quando alguém faz comece a ouvir, eles receberão um quadro-chave que permite que eles assistam em uma fração de segundo.

Por outro lado, o vídeo na Internet tem que competir com outro tráfego que compartilha vários links entre os roteadores entre o servidor e seu computador, e isso causa atrasos e perdas que precisam ser mitigados. Uma cópia duplicada dos dados deve ser enviada para cada ouvinte, o que não é muito eficiente do ponto de vista do servidor e aumenta ainda mais as chances de interrupções. Para lidar com as interrupções, o seu computador aguarda a chegada de vários segundos de dados, armazenando-os em um buffer, antes de começar a reproduzi-lo.

Se os dois vierem pelo mesmo cabo físico, eles quase certamente serão modulados em diferentes freqüências de portadoras, muito parecido com canais de TV antiquados.

Se você está assistindo a um filme ou a um episódio da série, a curta pausa enquanto o buffer enche não é muito perceptível, e a conveniência de não ter que esperar que a estação de TV transmita é uma vantagem atraente para vídeo na internet. Mas para um evento esportivo ou de notícias ao vivo, a TV aberta provavelmente é melhor devido à sua proximidade.

    

Answer 6

Muitos pontos positivos nas outras respostas, mas aqui está uma imagem mostrando como a Verizon alcança isso com fibra (Verizon FIOS). Todo provedor vai ter mecanismos diferentes, então este é apenas um exemplo de uma dessas abordagens. Os dados da Internet e o vídeo transmitido vêm de duas fontes diferentes. Eles são adicionados perto da última milha ao serem transmitidos através de um comprimento de onda diferente.

    

Answer 7

Existem várias razões. Primeiro, a largura de banda de cabo / satélite é muito maior do que você imagina. Até mesmo uma instalação coaxial bastante antiga tem uma largura de banda total que é muito competitiva para o que a maioria dos usuários comuns tem para a LAN. O mesmo vale para satélites. Basta considerar que, por exemplo no Astra você tem mais de 100 transponders, cada um com vários canais e cada um deles com 27,5 mil símbolos por segundo. Isso é uma enorme quantidade de largura de banda.

Segundo, os dados são broadcast , o que significa que são enviados uma vez para "everybody" (e para ninguém em particular), e é isso. Internamente, uma rede a cabo pode ter que copiar os bits brutos aqui e ali (por exemplo, para um satélite, ou para sua rede de cabo local), mas o que for. Tudo é apenas enviado uma vez , disparar e esquecer, comer ou morrer. Não há protocolo para erros de transmissão (bem, há FEC, mas isso não conta, não se comunica) ou qualquer coisa assim. Você obtém ou não, e com o passar do tempo, você se preocupa cada vez menos com isso (o provedor nem liga para começar). Isso torna os pré-requisitos para o cabo local e para a infraestrutura do provedor muito menos exigentes, pois você só precisa transmitir uma pequena fração dos dados e não precisa se preocupar em obter respostas do cliente e lidar com eles . A quantidade de dados a ser enviada pela infraestrutura (e também pelo cabo local) depende somente do número de canais que estão sendo transmitidos, não do número de pessoas que os assistem. Como o último é cerca de um milhão de vezes maior do que o anterior, é uma grande vitória.

Não há nenhum servidor HTTPS envolvido. Nenhuma solicitação sendo processada, sem a extração de blocos arbitrários de dados em horários aleatórios, sem garantias, sem problemas de concorrência / escalabilidade. Nenhum pacote sendo descartado por roteadores intermediários, sem controle de congestionamento (e se os pacotes forem perdidos , ninguém se importa).

Então, apesar de tudo, é uma coisa totalmente diferente e não comparável.

    

Answer 8

Todas as informações que chegam à sua casa no cabo coaxial ocupam uma certa largura de banda do espectro disponível. A resposta simples à sua pergunta é que mais dessa largura de banda é dedicada à transmissão de TV do que aos dados gerais. Você está certo de que a sobrecarga da comunicação bidirecional não é tão importante quanto o que pode caber na largura de banda disponível no cabo.

Onde a diferença entre vídeo transmitido e dados sob demanda entra em ação é no final do provedor, onde é mais fácil fornecer os mesmos dados para todos (transmissão) do que fornecer dados especificamente solicitados a cada usuário. Em outras palavras, o provedor poderia alocar mais largura de banda aos dados gerais, mas teria que reduzir o número / qualidade dos canais de transmissão e para fornecer a cada usuário um canal maior a internet (entre a ponta do cabo e o backbone da internet). É também aí que entra a velocidade com base no nível da assinatura: quanto você paga, dita quanto de sua conexão com o backbone da internet eles permitem que você use.