Tại sao các mạng được thiết kế cho TV tốt hơn trong việc cung cấp chương trình khi chúng sử dụng cùng phương tiện như internet?

Tại sao việc xem truyền hình lại hiển thị 'cách thông thường' nhanh hơn thông qua một cái gì đó như cáp hoặc vệ tinh, so với việc xem chúng qua internet?

Điều này nghe có vẻ giống như một câu hỏi vui, nhưng xem xét phương tiện thực tế có thể giống nhau (ví dụ: bạn có thể truy cập internet qua cáp dỗ giống như cách bạn nhận được TV) thì nó sẽ không gần với cùng tốc độ và chất lượng ? Tôi không nghĩ tiền đề của tôi là sai vì bạn có thể xem TV 4K bình thường nhưng trừ khi bạn có kết nối internet rất tốt, bạn có thể sẽ nhận thấy bộ đệm khi xem 4K trực tuyến.

Có phải vì với internet có nhiều chi phí hoạt động hơn (mặc dù tôi có thể nghĩ với các giao thức như UDP ít hơn)?

Về cốt lõi, giả định của bạn "trên cáp đồng trục theo cách tương tự" là sai. Cáp chỉ đơn giản là mang tín hiệu điện. Tín hiệu này có thể được mã hóa theo nhiều cách khác nhau, mỗi cách được điều chỉnh theo một cách sử dụng cụ thể bao gồm các sơ đồ mã hóa kết hợp nhiều lần sử dụng thành một tín hiệu.

"Cáp" nhanh chóng cung cấp TV vì đây là tín hiệu phát một chiều được tùy chỉnh để phân phối các kênh TV cho nhiều người đăng ký cùng một lúc. Mọi người đều nhận được cùng một tín hiệu cùng một lúc mà về cơ bản không có biến thể. Nó về cơ bản là một tín hiệu cho nhiều người.

Xem TV trên Internet là điều ngược lại trong hầu hết các vấn đề. Đó là tín hiệu hai chiều được tùy chỉnh để phân phối dữ liệu cho các thuê bao cá nhân theo yêu cầu. Không ai có được tín hiệu giống nhau cùng một lúc và mọi người đều có nhu cầu cá nhân. Nó về cơ bản là nhiều tín hiệu cho nhiều người.

"Cáp" hiện đại đã thay đổi điều này bằng cách áp dụng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số hai chiều mới hơn chịu ảnh hưởng của các mạng dữ liệu để cho phép Internet cáp. Điều này tiếp tục cho phép các dịch vụ mới như lập trình theo yêu cầu và thiết lập trò chơi hàng đầu. Điều này đòi hỏi những thay đổi cơ bản trong mạng cáp và tín hiệu điện được mang trên cáp. Các mạng dữ liệu đã thay đổi điều này bằng cách áp dụng các giao thức phát đa hướng để cho phép dữ liệu quảng bá quy mô lớn kích hoạt IPTV, lập trình theo yêu cầu và đặt trò chơi hộp hàng đầu. Điều này cũng đòi hỏi những thay đổi cơ bản trong mạng dữ liệu.

Sự hội tụ sẽ tiếp tục cho đến khi các mạng "cáp / IPTV" và "Internet" không thể phân biệt được. Một ngày nào đó, Nhà cung cấp dịch vụ Internet của bạn sẽ đề nghị kết nối bạn với 10.000 kênh phát sóng YouTube và các hãng phim sẽ phát trực tiếp IPTV ra toàn thế giới. Vẫn không có gì để xem khi phát sóng và vẫn sẽ có bộ đệm trong chương trình cá nhân của bạn bởi vì video mèo yêu thích của bạn sẽ không bao giờ đủ phổ biến để đưa nó vào lịch phát sóng.

Đối với video trên TV và internet, vấn đề là như nhau: bạn phải gửi khung hình của video cho người xem. Mỗi cách tiếp cận vấn đề khác nhau và có những ưu điểm và nhược điểm.

Các khung hình thực sự chỉ là thông tin, vì vậy hãy chọn một tương tự. Hãy tưởng tượng bạn muốn ra lệnh cho Địa chỉ GettysBurg cho 100 người. Bạn phải nhận từng dòng bài phát biểu cho từng người (như nhà cung cấp video phải có khung cho mỗi người xem).

Bây giờ, mỗi kênh Truyền hình được sử dụng độc quyền dải tần trên cáp. Điều này giống như có độc quyền sử dụng một giảng đường. Bạn sẽ không bị làm phiền bởi những người khác đang cố gắng nói chuyện. Nếu bạn giống như một kênh truyền hình, bạn đăng một thời gian bạn dự định ra lệnh cho bài phát biểu và khi thời điểm đó đến, bạn đứng dậy trên sân khấu và bắt đầu nói. Thậm chí không cần kiểm tra ai là khán giả bạn mới bắt đầu:

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

Bạn ra lệnh toàn bộ bài phát biểu mà không dừng lại. Bạn chỉ nói mỗi dòng một lần. Điều đó không quá khó với bạn. Và bất cứ ai ở trong hội trường và lắng nghe đều nghe thấy toàn bộ sự việc mà không bị trì hoãn hay gián đoạn. Tương tự, các đài truyền hình gửi tín hiệu của họ xuống dây chỉ một lần và nếu bạn đang xem nó, nó sẽ phát qua thời gian thực. Nhưng cũng tương tự, nếu bạn không ở TV khi chương trình được bật hoặc bạn phải rời khỏi giữa chừng để đi vệ sinh, bạn sẽ bỏ lỡ một số thứ.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn muốn cho mọi người nghe vở kịch theo lịch trình riêng của họ và bạn muốn chắc chắn rằng mọi người đều nghe toàn bộ? Bạn mời mọi người đến thăm bạn trong công viên bất cứ khi nào họ thích và bạn sẽ ra lệnh riêng cho họ. Điều này giống như làm cho video của bạn có sẵn trên internet.

Công viên rất bận rộn và đôi khi bạn không thể nói vì quá ồn ào. Dịch vụ truyền phát chia sẻ mạng với lưu lượng truy cập internet khác. Họ không có tần số chuyên dụng. Các gói của họ đôi khi phải chờ xếp hàng.

Person1 xuất hiện và bạn bắt đầu nói với họ những dòng:

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

Điều đó không tệ lắm. person1 vẫn đang chơi với tốc độ khá tốt, nhưng sau đó người hai xuất hiện và bạn hứa sẽ bắt đầu từ đầu cho mỗi người, và người 3 xuất hiện ngay sau đó, tiếp theo là người 1 yêu cầu bạn lặp lại. ..

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...

và cứ như thế, cho đến khi bạn nói từng dòng bài phát biểu với từng người. Khi bạn ra lệnh trong giảng đường, không quan trọng là có bao nhiêu người xuất hiện, bạn vẫn chỉ nói những điều một lần và tất cả họ đều nghe thấy. Nhưng bây giờ nếu ba mươi người xuất hiện cùng một lúc, hoặc công viên trở nên bận rộn hơn, tốc độ mà mỗi người nhận được bài phát biểu sẽ chậm lại khi bò. Video trên Internet có lợi thế là mỗi người có thể bắt đầu nghe bất cứ khi nào họ muốn và thậm chí có thể yêu cầu tạm dừng và tiếp tục sau đó hoặc lặp lại các phần họ đã bỏ lỡ, nhưng nhược điểm là nếu mạng bị đông hoặc nhiều người đang sử dụng cùng một máy chủ, video tải chậm.

Phương tiện thực tế không giống nhau: TV được phân phối qua dỗ dành riêng hoạt động rất khác nhau và có cơ sở hạ tầng rất khác so với, xem Youtube hoặc Netflix, hoặc bất cứ điều gì khác qua internet công cộng.

Ngay cả khi dỗ dành được sử dụng để thực hiện các giao thức IP và nội dung TV được phân phối trên đó, bạn vẫn có toàn quyền kiểm soát băng thông và có thể sử dụng cơ sở hạ tầng phát đa hướng chuyên dụng (không hoạt động tốt trên internet công cộng).

Vì vậy, câu trả lời cho câu hỏi của bạn là: Bạn đang so sánh táo và cam, tiền đề của bạn rằng chúng giống nhau là sai.

Đối với tất cả các nhà cung cấp mục đích kép (ví dụ: cáp có Internet), bạn có thể tưởng tượng rằng giao thông đi qua dây giống như đường cao tốc với làn tốc hành, hoặc thậm chí tốt hơn, là hệ thống đường cao tốc tự động. Làn đường cao tốc / đường cao tốc tự động là một phần đường dành riêng, nơi mọi người dự kiến ​​sẽ đi cùng tốc độ và có lưu lượng không đổi. Không bao giờ có bất kỳ tắc nghẽn nào vì nó được bố trí cẩn thận để cho phép một lượng lưu lượng truy cập cụ thể trên đó.

Nhà cung cấp phân bổ tất cả các kênh bạn có thể xem theo tần số cụ thể. Lưu lượng truy cập luôn ở một băng thông cụ thể bất kể có ai xem kênh cụ thể đó hay không và mọi người đều nhận được cùng một dữ liệu cùng một lúc. Băng thông này được tính toán trước và các nhà cung cấp có thể dự đoán một cách đáng tin cậy lượng băng thông họ có sẵn cho các tần số đó.

Internet, mặt khác, giống như một đường cao tốc bình thường. Khi nó không được sử dụng nhiều, mọi người có thể đi nhanh như họ muốn, nhưng khi lưu lượng truy cập tăng lên, thì một số dữ liệu phải trì hoãn để mọi người có cơ hội công bằng. Điều này có nghĩa là khi băng thông Internet gần như bão hòa, mọi người sẽ bắt đầu chú ý bỏ qua, đệm, âm thanh và video bị bóp méo, v.v.

Do đó, lý do chính khiến cáp, vệ tinh và lập trình không dây là trong thời gian thực là vì nó sử dụng băng thông chuyên dụng, được phân bổ, được tính toán và đo lường cẩn thận để giảm thiểu nhiễu, trong khi Internet luôn cạnh tranh để thử và cung cấp một lượng băng thông cân bằng cho mọi người muốn sử dụng nó. Khi phương tiện đã bão hòa, mọi người bắt đầu cảm thấy các hiệu ứng, từ các trang web mất nhiều thời gian hơn để tải đến các luồng video nhiễu và âm thanh bị méo.

Giải thích đơn giản nhất là video phát sóng có một kênh dành riêng cho chính nó, hầu như không có độ trễ và băng thông rất phù hợp. Dữ liệu được gửi đến tất cả mọi người, bất kể họ đang thực sự lắng nghe hay không (mà làm cho nó cực kỳ hiệu quả khi số lượng dự kiến của thính giả là trong hàng triệu), và là cố ý cấu trúc để khi ai đó không bắt đầu nghe, họ sẽ có được một khung hình chính cho phép họ bắt đầu xem trong một phần của giây.

Ngược lại, video internet phải cạnh tranh với các lưu lượng truy cập khác chia sẻ các liên kết khác nhau giữa các bộ định tuyến giữa máy chủ và máy tính của bạn và điều này gây ra sự chậm trễ và mất mát phải được giảm thiểu. Một bản sao dữ liệu trùng lặp phải được gửi đến từng người nghe, điều này không hiệu quả theo quan điểm của máy chủ và làm tăng khả năng bị gián đoạn hơn nữa. Để đối phó với sự gián đoạn, máy tính của bạn đợi vài giây dữ liệu đến, lưu trữ chúng trong bộ đệm, trước khi bắt đầu phát.

Nếu cả hai tình cờ gặp nhau trên cùng một cáp vật lý, thì gần như chắc chắn chúng được điều chế trên các tần số sóng mang khác nhau, rất giống với các kênh truyền hình cũ.

Nếu bạn đang xem một bộ phim hoặc một tập phim, thời gian tạm dừng ngắn trong khi bộ đệm lấp đầy không đáng chú ý và sự tiện lợi của việc không phải chờ đợi đài truyền hình phát sóng để phát sóng thì đó là một lợi thế hấp dẫn cho video trên internet . Nhưng đối với một sự kiện thể thao hoặc tin tức trực tiếp, truyền hình phát sóng có lẽ là tốt nhất do tính trực tiếp của nó.

Rất nhiều điểm tốt trong các câu trả lời khác nhưng đây là một bức tranh cho thấy cách Verizon đạt được điều này qua sợi quang (Verizon FIOS). Mỗi nhà cung cấp sẽ có các cơ chế khác nhau, vì vậy đây chỉ là một ví dụ về một cách tiếp cận như vậy. Dữ liệu Internet và video phát sóng đến từ hai nguồn khác nhau. Chúng được thêm vào gần với dặm cuối cùng bằng cách truyền qua một bước sóng khác.

Có một số lý do. Đầu tiên, băng thông cáp / sattelite cao hơn nhiều so với bạn nghĩ. Ngay cả một bản cài đặt dỗ khá cũ cũng có tổng băng thông rất cạnh tranh với những gì hầu hết người dùng trung bình có cho LAN. Tương tự với sattelite. Chỉ cần xem xét, ví dụ như trên Astra, bạn có hơn 100 bộ tiếp sóng, mỗi bộ có một số kênh và mỗi kênh có 27,5k biểu tượng mỗi giây. Đó là một lượng lớn băng thông.

Thứ hai, dữ liệu được phát đi , điều đó có nghĩa là nó được gửi một lần đến "mọi người" (và đặc biệt là không ai), và đó là dữ liệu đó. Trong nội bộ, một mạng cáp có thể phải sao chép xung quanh các bit thô ở đây và ở đó (ví dụ với một mạng lưới hoặc mạng cáp địa phương của bạn), nhưng bất cứ điều gì. Tất cả mọi thứ chỉ được gửi một lần , lửa và quên, ăn nó hoặc chết. Không có giao thức cho các lỗi truyền (tốt, có FEC, nhưng điều đó không được tính, nó không liên lạc trở lại) hoặc bất kỳ điều gì như vậy. Bạn nhận được nó hoặc bạn không, và khi thời gian trôi qua, bạn sẽ quan tâm ngày càng ít hơn cho dù bạn có nhận được nó hay không (nhà cung cấp không quan tâm chút nào để bắt đầu).
Điều này làm cho các điều kiện tiên quyết cho cả cơ sở hạ tầng cáp và nhà cung cấp địa phương rất nhiềuít đòi hỏi hơn vì bạn chỉ cần truyền một phần nhỏ dữ liệu và bạn không cần phải lo lắng về việc nhận phản hồi từ khách hàng và xử lý chúng. Lượng dữ liệu được gửi qua cơ sở hạ tầng (và cả cáp địa phương của bạn) chỉ phụ thuộc vào số lượng kênh được phát chứ không phụ thuộc vào số lượng người xem chúng. Vì cái sau gấp khoảng một triệu lần so với cái trước, đó là chiến thắng lớn.

Không có máy chủ HTTPS liên quan. Không có yêu cầu nào được xử lý, không kéo các khối dữ liệu tùy ý vào các thời điểm khó hiểu, không đảm bảo, không có vấn đề đồng thời / khả năng mở rộng. Không có gói tin nào bị loại bỏ bởi các bộ định tuyến trung gian, không có kiểm soát tắc nghẽn (và nếu các gói bị mất , không ai quan tâm).

Vì vậy, tất cả trong tất cả, đó là một điều hoàn toàn khác, không thể so sánh.

Tất cả các thông tin đến nhà bạn trên cáp dỗ đều chiếm một băng thông nhất định của phổ có sẵn. Câu trả lời đơn giản cho câu hỏi của bạn là phần lớn băng thông đó được dành riêng cho truyền hình hơn là dữ liệu chung. Bạn đã đúng rằng chi phí truyền thông 2 chiều không phải là vấn đề lớn đến mức có thể phù hợp với băng thông có sẵn trên cáp.

Trường hợp có sự khác biệt giữa video phát sóng và dữ liệu theo yêu cầu ở cuối nhà cung cấp, nơi cung cấp cùng một dữ liệu cho mọi người (truyền phát) dễ dàng hơn so với việc cung cấp dữ liệu được yêu cầu cụ thể cho từng người dùng. Nói cách khác, nhà cung cấp có thể phân bổ nhiều băng thông hơn cho dữ liệu chung nhưng sau đó sẽ phải cắt giảm số lượng / chất lượng của các kênh phát sóng và cung cấp cho mỗi người dùng một đường ống lớn hơn tới internet (giữa đầu cáp của họ và đường trục internet) . Đó cũng là nơi tốc độ dựa trên cấp độ đăng ký xuất hiện: số tiền bạn phải trả cho biết mức độ kết nối của họ với đường trục internet mà họ cho phép bạn sử dụng.