¿Por qué las redes diseñadas para TV ofrecen mejor el programa cuando usan el mismo medio que Internet?

¿Por qué es más rápido ver programas de televisión de la 'forma normal' a través de algo como cable o satélite, en comparación con verlos por Internet?

Esto puede sonar como una pregunta graciosa, pero teniendo en cuenta que el medio real puede ser el mismo (por ejemplo, puede obtener Internet a través de un cable coaxial de la misma manera que obtiene el televisor), ¿no estaría más cerca de la misma velocidad y calidad? ? No creo que mi premisa sea incorrecta porque puedes ver TV 4K normalmente, pero a menos que tengas una conexión a Internet muy buena, probablemente notarás el almacenamiento en búfer cuando miras 4K en línea.

¿Es porque con Internet hay mucha más sobrecarga (aunque habría pensado menos con protocolos como UDP)?

En esencia, su suposición "sobre un cable coaxial de la misma manera" es falsa. Los cables simplemente llevan una señal eléctrica. Esta señal se puede codificar de muchas maneras diferentes, cada una de las cuales se adapta a un uso particular, incluidos los esquemas de codificación que combinan múltiples usos en una sola señal.

"Cable" es rápido para proporcionar TV porque es una señal de transmisión unidireccional adaptada para distribuir canales de TV a múltiples suscriptores simultáneamente. Todos reciben la misma señal al mismo tiempo, básicamente sin variación. Es fundamentalmente una señal para muchas personas.

Ver televisión en Internet es lo contrario en casi todos los aspectos. Es una señal bidireccional adaptada a la distribución de datos a suscriptores individuales bajo demanda. Nadie recibe la misma señal al mismo tiempo, y todos tienen necesidades individuales. Es fundamentalmente muchas señales para muchas personas.

El "cable" moderno ha cambiado esto al adoptar una nueva infraestructura digital bidireccional influenciada por las redes de datos para permitir la conexión a Internet por cable. Esto permite además nuevos servicios como programación bajo demanda y juegos de decodificadores. Esto requirió cambios fundamentales en la red de cable y las señales eléctricas transportadas en los cables. Las redes de datos han cambiado esto al adoptar protocolos de multidifusión para permitir la transmisión de datos a gran escala para permitir IPTV, programación a pedido y juegos de decodificadores. Esto también requirió cambios fundamentales en la red de datos.

La convergencia continuará hasta que las redes "cable / IPTV" e "Internet" no se puedan distinguir. Un día, su proveedor de servicios de Internet le ofrecerá conectarse con la transmisión de 10,000 canales de YouTube, y los estudios de películas transmitirán la transmisión múltiple de IPTV al mundo directamente. Todavía no habrá nada que ver en la transmisión y aún habrá un búfer en su programación personal porque sus videos de gatos favoritos nunca serán lo suficientemente populares como para llegar al horario de transmisión.

Para la televisión y los videos de Internet, el problema es el mismo: debe enviar fotogramas del video al espectador. Cada enfoque del problema de manera diferente y tiene ventajas y desventajas.

Los cuadros son realmente solo información, así que escojamos un análogo. Imagine que desea dictar la dirección GettysBurg a 100 personas. Tienes que hacer llegar cada línea del discurso a cada persona (como el proveedor de video tiene que hacer cuadros a cada espectador).

Ahora los canales de televisión tienen un uso exclusivo de un rango de frecuencia en el cable. Esto es como tener uso exclusivo de una sala de conferencias. No serás interrumpido por otros que intentan hablar. Si eres como un canal de televisión, publicas un momento en el que planeas dictar el discurso y cuando llegue ese momento, te subes al escenario y comienzas a hablar. Sin siquiera comprobar quién está en la audiencia, solo comienza:

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

Usted dicta todo el discurso sin pausa. Hablaste cada línea solo una vez. Eso no fue tan difícil para ti. Y cualquiera que estuviera en el pasillo y escuchando escuchó todo sin demoras ni interrupciones. Del mismo modo, las estaciones de televisión envían su señal por el cable solo una vez, y si la está viendo, se transmite en tiempo real. Pero también de manera similar, si no está en su televisor cuando el programa está encendido, o si tiene que dejarlo en el medio para ir al baño, se lo pierde.

Pero, ¿qué sucede si quiere dejar que la gente escuche la obra en su propio horario, y quiere asegurarse de que todos escuchen todo? Invitas a todos a que te visiten en el parque cuando lo deseen, y les dictarás las líneas individualmente. Esto es como hacer que su video esté disponible en Internet.

El parque está lleno, y a veces no puedes hablar porque es demasiado ruidoso. Los servicios de transmisión comparten la red con otro tráfico de Internet. No tienen frecuencia dedicada. Sus paquetes a veces tienen que esperar en la cola.

Aparece Person1 y comienzas a decirles líneas:

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

Eso no estuvo tan mal. person1 todavía está obteniendo la jugada a un ritmo bastante bueno, pero luego aparece la persona dos, y prometiste comenzar desde el principio para cada persona, y la persona 3 aparece poco después, seguida por la persona 1 que te pide que repitas. ..

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...

y así sucesivamente, hasta que hayas dicho cada línea del discurso a cada persona. Cuando dictabas en la sala de conferencias, no importaba cuántas personas se presentaran, solo dijiste cosas una vez y todas lo escucharon. Pero ahora, si se presentan treinta personas a la vez, o si el parque se llena, la velocidad con la que cada persona recibe el discurso se ralentizará. El video de Internet tiene la ventaja de que cada persona puede comenzar a escuchar cuando lo desee, e incluso puede solicitar una pausa y continuar más tarde o repetir las partes que perdió, pero la desventaja es que si la red se llena o muchas personas usan el mismo servidor, el video carga lentamente

El medio real no es el mismo: la televisión distribuida a través de un cable coaxial dedicado funciona de manera muy diferente y tiene una infraestructura muy diferente en comparación con, por ejemplo, ver Youtube o Netflix, o cualquier otra cosa a través de Internet público.

Incluso si el coaxial se usa para implementar protocolos IP, y el contenido de TV distribuido además de eso, todavía tiene control total del ancho de banda y puede usar una infraestructura de multidifusión dedicada (que no funciona muy bien en Internet público).

Entonces la respuesta a su pregunta es: está comparando manzanas y naranjas, su premisa de que son similares es incorrecta.

Para todos los proveedores de doble propósito (por ejemplo, cable con Internet), puede imaginar que el tráfico que pasa por el cable es como una carretera con un carril expreso, o tal vez incluso mejor, un sistema de autopistas automatizado. El carril expreso / autopista automatizada es una parte dedicada de la carretera donde se espera que todos viajen a la misma velocidad y tengan un flujo constante. Nunca hay congestión porque está cuidadosamente diseñada para permitir una cantidad específica de tráfico a través de ella.

El proveedor asigna todos los canales que puede ver a frecuencias específicas. El tráfico siempre está en un ancho de banda específico, independientemente de si alguien está mirando ese canal en particular o no, y todos obtienen los mismos datos al mismo tiempo. Este ancho de banda se calcula de antemano, y los proveedores pueden predecir de manera confiable cuánto ancho de banda tienen disponible para esas frecuencias.

Internet, por otro lado, es como una carretera normal. Cuando no se utiliza mucho, todos pueden ir tan rápido como quieran, pero a medida que aumenta el tráfico, algunos datos deben retrasarse para que todos tengan una oportunidad justa. Esto significa que cuando el ancho de banda de Internet está casi saturado, las personas comenzarán a notar saltos, almacenamiento en búfer, audio y video distorsionados, etc.

Por lo tanto, la razón principal por la que la programación por cable, satélite y por aire es en tiempo real es porque utiliza un ancho de banda dedicado y preasignado, que se calcula y mide cuidadosamente para minimizar la interferencia, mientras que Internet siempre compite para intentar Proporcionar una cantidad equilibrada de ancho de banda para todos los que quieran usarlo. Una vez que el medio está saturado, todos comienzan a sentir los efectos, desde las páginas web que tardan más en cargarse hasta transmisiones de video granuladas y audio distorsionado.

La explicación más simple es que la transmisión de video obtiene un canal dedicado para sí mismo, casi sin latencia y con un ancho de banda muy consistente. Los datos se envían a todo el mundo, independientemente de si realmente están escuchando o no (lo que hace que sea extremadamente eficiente cuando el número esperado de los oyentes es de millones), y está estructurada deliberadamente para que cuando alguien no empezar a escuchar, van a obtener un fotograma clave que les permita comenzar a mirar en una fracción de segundo.

Por el contrario, el video de Internet tiene que competir con otro tráfico que comparte varios enlaces entre enrutadores entre el servidor y su computadora, y esto causa demoras y pérdidas que deben mitigarse. Se debe enviar una copia duplicada de los datos a cada oyente, lo que no es muy eficiente desde el punto de vista del servidor y aumenta aún más las posibilidades de interrupciones. Para hacer frente a las interrupciones, su computadora espera varios segundos para que lleguen los datos, almacenándolos en un búfer, antes de comenzar a reproducirlos.

Si los dos pasan por el mismo cable físico, es casi seguro que están modulados en diferentes frecuencias de portadora, muy parecidas a los canales de televisión antiguos.

Si está viendo una película o un episodio de la serie, la breve pausa mientras se llena el búfer no es muy notoria, y la conveniencia de no tener que esperar a que la estación de TV llegue a emitirla es una ventaja convincente para el video de Internet. . Pero para un evento deportivo o de noticias en vivo, la transmisión de TV probablemente sea mejor debido a su inmediatez.

Muchos puntos buenos en las otras respuestas, pero aquí hay una imagen que muestra cómo Verizon logra esto a través de la fibra (Verizon FIOS). Cada proveedor tendrá mecanismos diferentes, por lo que este es solo un ejemplo de uno de estos enfoques. Los datos de Internet y el video transmitido provienen de dos fuentes diferentes. Se agregan cerca de la última milla al transmitirse a través de una longitud de onda diferente.

Hay varias razones. Primero, el ancho de banda de cable / satélite es mucho más alto de lo que piensas. Incluso una instalación coaxial bastante antigua tiene un ancho de banda total que es muy competitivo con lo que la mayoría de los usuarios promedio tienen para LAN. Lo mismo vale para el satélite. Solo considere que, por ejemplo, en Astra tiene más de 100 transpondedores, cada uno con varios canales y cada uno de estos con 27.5k símbolos por segundo. Esa es una gran cantidad de ancho de banda.

En segundo lugar, los datos se transmiten , lo que significa que se envían una vez a "todos" (y a nadie en particular), y eso es todo. Internamente, una red de cable puede tener que copiar alrededor de los bits sin procesar aquí y allá (por ejemplo, a un satélite o a su red de cable local), pero lo que sea. Todo se envía una vez , dispara y olvida, cómelo o muere. No hay un protocolo para los errores de transmisión (bueno, hay FEC, pero eso no cuenta, no se comunica de nuevo) o algo así. Lo entiendes o no, y a medida que pasa el tiempo, te importa cada vez menos si también lo tienes (al proveedor no le importa en absoluto).
Esto hace que los requisitos previos tanto para el cable local como para la infraestructura del proveedor sean muchosmenos exigente ya que solo necesita transmitir una pequeña fracción de los datos, y no debe preocuparse por recibir respuestas del cliente y manejarlas. La cantidad de datos que se enviarán a través de la infraestructura (y también su cable local) depende únicamente de la cantidad de canales que se transmiten, no de la cantidad de personas que los ven. Dado que los últimos son alrededor de un millón de veces más que los primeros, esa es una gran victoria.

No hay un servidor HTTPS involucrado. No se procesan solicitudes, no se extraen bloques de datos arbitrarios en momentos fortuitos, no hay garantías, no hay problemas de concurrencia / escalabilidad. Los enrutadores intermedios no descartan paquetes, no hay control de congestión (y si los paquetes se pierden , a nadie le importa).

Entonces, en general, es una cosa totalmente diferente, no comparable.

Toda la información que ingresa a su casa en el cable coaxial ocupa un cierto ancho de banda del espectro disponible. La respuesta simple a su pregunta es que más de ese ancho de banda está dedicado a la transmisión de TV que a los datos generales. Tiene razón en que la sobrecarga de la comunicación bidireccional no es tan importante en lo que respecta al ancho de banda disponible en el cable.

Cuando la diferencia entre la transmisión de video y los datos a pedido entra en juego es en el extremo del proveedor, donde es más fácil proporcionar los mismos datos a todos (transmisión) que proporcionar los datos solicitados específicamente a cada usuario. En otras palabras, el proveedor podría asignar más ancho de banda a los datos generales, pero luego tendría que reducir la cantidad / calidad de los canales de transmisión y proporcionar a cada usuario una conexión más grande a Internet (entre el extremo de su cable y la red troncal de Internet) . Ahí también es donde entra la velocidad basada en el nivel de suscripción: cuánto pagas dicta la cantidad de su conexión a la red troncal de Internet que te permiten usar.