Warum können Fernsehsender die Sendung besser übertragen, wenn sie dasselbe Medium wie das Internet verwenden?

Warum ist es schneller, Fernsehsendungen auf dem „normalen Weg“ über Kabel oder Satellit zu sehen, als über das Internet?

Dies mag sich nach einer lustigen Frage anhören, aber wenn man bedenkt, dass das tatsächliche Medium möglicherweise dasselbe ist (z. B. können Sie das Internet über ein Koaxialkabel auf die gleiche Weise wie den Fernseher beziehen), wäre es nicht näher an der gleichen Geschwindigkeit und Qualität ? Ich glaube nicht, dass meine Prämisse falsch ist, weil Sie 4K-TV normal sehen können, aber wenn Sie keine sehr gute Internetverbindung haben, werden Sie wahrscheinlich eine Pufferung bemerken, wenn Sie 4K online sehen.

Liegt es daran, dass mit dem Internet viel mehr Aufwand verbunden ist (obwohl ich mit Protokollen wie UDP weniger gerechnet hätte)?

Im Kern ist Ihre Annahme "über ein Koaxialkabel auf die gleiche Weise" falsch. Kabel führen einfach ein elektrisches Signal. Dieses Signal kann auf viele verschiedene Arten codiert werden, von denen jede auf eine bestimmte Verwendung zugeschnitten ist, einschließlich Codierschemata, die mehrere Verwendungen in einem einzigen Signal kombinieren.

"Kabel" bietet schnelles Fernsehen, da es sich um ein Einweg-Sendesignal handelt, das auf die gleichzeitige Verteilung von Fernsehkanälen an mehrere Teilnehmer ausgelegt ist. Jeder erhält zur gleichen Zeit das gleiche Signal, im Grunde ohne Variation. Es ist grundsätzlich ein Signal für viele Menschen.

Fernsehen im Internet ist in fast jeder Hinsicht das Gegenteil. Es handelt sich um ein Zwei-Wege-Signal, das auf die bedarfsgerechte Verteilung von Daten an einzelne Teilnehmer zugeschnitten ist. Niemand erhält zur gleichen Zeit das gleiche Signal, und jeder hat individuelle Bedürfnisse. Es sind grundsätzlich viele Signale an viele Menschen.

Das moderne "Kabel" hat dies geändert, indem eine neuere bidirektionale digitale Infrastruktur eingeführt wurde, die durch Datennetze beeinflusst wird, um das Kabel-Internet zu ermöglichen. Dies ermöglicht außerdem neue Dienste wie On-Demand-Programmierung und Set-Top-Box-Spiele. Dies erforderte grundlegende Änderungen im Kabelnetz und den auf den Kabeln übertragenen elektrischen Signalen. Datennetze haben dies geändert, indem sie Multicast-Protokolle eingeführt haben, um umfangreiche Broadcast-Daten für IPTV, On-Demand-Programmierung und Set-Top-Box-Spiele zu ermöglichen. Dies erforderte auch grundlegende Änderungen im Datennetz.

Die Konvergenz wird fortgesetzt, bis "Kabel / IPTV" - und "Internet" -Netze nicht mehr zu unterscheiden sind. Eines Tages wird Ihr Internetdienstanbieter Ihnen anbieten, sich mit der YouTube-Sendung mit 10.000 Kanälen zu verbinden, und in Filmstudios wird IPTV-Multicast direkt in die Welt gesendet. Es wird immer noch nichts zu sehen geben und Ihre persönliche Sendung wird immer noch gepuffert, da Ihre Lieblingskatzenvideos nie so populär sein werden, dass sie in den Sendeplan aufgenommen werden.

Bei TV- und Internetvideos ist das Problem dasselbe: Sie müssen Frames des Videos an den Betrachter senden. Jeder geht das Problem anders an und hat Vor- und Nachteile.

Die Frames sind eigentlich nur Informationen, also suchen wir uns ein Analog aus. Stellen Sie sich vor, Sie möchten 100 Personen die GettysBurg-Adresse diktieren. Sie müssen jede Zeile der Rede an jede Person senden (so wie der Videoanbieter jedem Zuschauer Frames senden muss).

Jetzt erhalten Fernsehsender jeweils eine ausschließliche Nutzung eines Frequenzbereichs am Kabel. Dies ist wie die ausschließliche Nutzung eines Hörsaals. Sie werden nicht von anderen unterbrochen, die versuchen zu sprechen. Wenn Sie wie ein Fernsehsender sind, veröffentlichen Sie eine Zeit, in der Sie die Rede diktieren möchten, und wenn diese Zeit kommt, stehen Sie auf und beginnen zu sprechen. Ohne zu überprüfen, wer im Publikum ist, fangen Sie einfach an:

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

Sie diktieren die gesamte Rede ohne Pause. Sie haben jede Zeile nur einmal gesprochen. Das war nicht so schwer für dich. Und jeder, der in der Halle war und zuhörte, hörte das Ganze ohne Verzögerungen oder Unterbrechungen. In ähnlicher Weise senden Fernsehsender ihr Signal nur einmal über das Kabel, und wenn Sie es sehen, kommt es in Echtzeit durch. Aber auch wenn Sie nicht an Ihrem Fernseher sitzen, während die Show läuft, oder wenn Sie in der Mitte gehen müssen, um auf die Toilette zu gehen, vermissen Sie etwas davon.

Aber was ist, wenn Sie möchten, dass die Leute das Stück nach eigenem Zeitplan hören, und Sie möchten sicherstellen, dass jeder das Ganze hört? Sie laden alle ein, Sie im Park zu besuchen, wann immer sie möchten, und Sie diktieren ihnen die Linien individuell. Dies ist wie das Bereitstellen Ihres Videos über das Internet.

Der Park ist voll und manchmal kann man nicht sprechen, weil es zu laut ist. Streaming-Dienste teilen das Netzwerk mit anderen Internet-Verkehr. Sie haben keine eigene Frequenz. Ihre Pakete müssen manchmal in der Schlange warten.

Person1 wird angezeigt und Sie beginnen, ihnen folgende Zeilen zu sagen:

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

Das war nicht so schlimm. person1 erhält das Stück immer noch mit einer ziemlich guten Geschwindigkeit, aber dann erscheint Person zwei, und Sie haben versprochen, für jede Person am Anfang zu beginnen, und Person 3 erscheint kurz danach, gefolgt von Person 1, die Sie auffordert, sich zu wiederholen. ..

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...

und so weiter und so fort, bis Sie jeder Person jede Zeile der Rede gesagt haben. Als Sie im Hörsaal diktierten, war es egal, wie viele Leute auftauchten, Sie sagten immer noch nur einmal Dinge und alle hörten es. Aber jetzt, wenn dreißig Leute auf einmal auftauchen oder der Park geschäftiger wird, wird die Rate, mit der jede Person die Rede erhält, langsam werden. Internet-Video hat den Vorteil, dass jede Person jederzeit mit dem Hören beginnen und sogar nach einer Pause und einem späteren Fortsetzen fragen oder Teile wiederholen kann, die sie verpasst haben. Der Nachteil ist jedoch, dass das Video, wenn das Netzwerk überfüllt ist oder viele Personen denselben Server verwenden lädt langsam.

Das eigentliche Medium ist nicht dasselbe: Über dediziertes Koaxialkabel verbreitetes Fernsehen funktioniert ganz anders und verfügt über eine ganz andere Infrastruktur als beispielsweise das Anschauen von Youtube oder Netflix oder sonst etwas über das öffentliche Internet.

Selbst wenn das Koaxialkabel zum Implementieren von IP-Protokollen und darüber hinaus verteilten TV-Inhalten verwendet wird, haben Sie dennoch die vollständige Bandbreitenkontrolle und können eine dedizierte Multicast-Infrastruktur verwenden (die über das öffentliche Internet nicht sehr gut funktioniert).

Die Antwort auf Ihre Frage lautet also: Sie vergleichen Äpfel und Orangen, Ihre Annahme, dass sie ähnlich sind, ist falsch.

Für alle Dual-Purpose-Anbieter (z. B. Kabel mit Internet) können Sie sich vorstellen, dass der Datenverkehr über das Kabel wie eine Autobahn mit einer Schnellstraße oder besser noch ein automatisiertes Autobahnsystem ist. Die Schnellstraße ist ein Teil der Straße, auf dem alle mit der gleichen Geschwindigkeit fahren und einen konstanten Fluss haben müssen. Es kommt nie zu Überlastungen, da diese so ausgelegt sind, dass ein bestimmtes Verkehrsaufkommen zulässig ist.

Der Anbieter weist alle Kanäle, die Sie sehen können, bestimmten Frequenzen zu. Der Datenverkehr ist immer auf einer bestimmten Bandbreite, unabhängig davon, ob jemand diesen bestimmten Kanal überwacht oder nicht, und jeder erhält zur gleichen Zeit die gleichen Daten. Diese Bandbreite wird im Voraus berechnet, und Anbieter können zuverlässig vorhersagen, wie viel Bandbreite für diese Frequenzen verfügbar ist.

Das Internet ist dagegen wie eine normale Autobahn. Wenn es nicht sehr häufig genutzt wird, kann jeder so schnell fahren, wie er möchte. Wenn jedoch der Datenverkehr zunimmt, müssen einige Daten verzögert werden, damit jeder eine faire Chance hat. Dies bedeutet, dass die Leute, wenn die Internetbandbreite fast voll ist, das Überspringen, Puffern, verzerrte Audio- und Videodaten usw. bemerken.

Der Hauptgrund, warum Kabel-, Satelliten- und Funkprogramme in Echtzeit programmiert werden, liegt darin, dass eine dedizierte, vorab zugewiesene Bandbreite verwendet wird, die sorgfältig berechnet und gemessen wird, um Interferenzen zu minimieren Stellen Sie eine ausgewogene Bandbreite für alle bereit, die diese nutzen möchten. Sobald das Medium gesättigt ist, fängt jeder an, die Effekte zu spüren, von Webseiten, deren Laden länger dauert, bis hin zu körnigen Videostreams und verzerrtem Audio.

Die einfachste Erklärung ist, dass Broadcast-Video einen eigenen Kanal erhält, mit fast keiner Latenz und sehr konsistenter Bandbreite. Die Daten werden an alle gesendet, unabhängig davon , ob sie tatsächlich hören , oder nicht (was es äußerst effizient macht , wenn die erwartete Anzahl von Zuhörern in den Millionen), und ist bewusst so strukturiert, dass , wenn jemand nicht hören beginnen, sie werden Holen Sie sich einen Keyframe, mit dem sie innerhalb von Sekundenbruchteilen loslegen können.

Umgekehrt muss Internetvideo mit anderem Datenverkehr konkurrieren, der verschiedene Verbindungen zwischen Routern zwischen dem Server und Ihrem Computer nutzt. Dies führt zu Verzögerungen und Verlusten, die gemindert werden müssen. Eine doppelte Kopie der Daten muss an jeden Listener gesendet werden, was aus Sicht des Servers nicht sehr effizient ist und die Wahrscheinlichkeit von Unterbrechungen noch weiter erhöht. Um mit den Unterbrechungen fertig zu werden, wartet Ihr Computer einige Sekunden, bis Daten eingehen, und speichert sie in einem Puffer, bevor er mit der Wiedergabe beginnt.

Wenn die beiden über dasselbe physische Kabel übertragen werden, werden sie mit ziemlicher Sicherheit auf unterschiedliche Trägerfrequenzen moduliert, ähnlich wie bei altmodischen Fernsehkanälen.

Wenn Sie sich einen Film oder eine Serie ansehen, ist die kurze Pause, während der Puffer voll ist, nicht sehr auffällig, und die Bequemlichkeit, nicht auf den Fernsehsender warten zu müssen, um mit der Ausstrahlung zu beginnen, ist ein überzeugender Vorteil für Internetvideos . Aber für ein Live-Sport- oder Nachrichtenereignis ist das ausgestrahlte Fernsehen aufgrund seiner Unmittelbarkeit wahrscheinlich am besten geeignet.

Viele gute Punkte in den anderen Antworten, aber hier ist ein Bild, das zeigt, wie Verizon dies über Glasfaser erreicht (Verizon FIOS). Jeder Anbieter wird unterschiedliche Mechanismen haben, daher ist dies nur ein Beispiel für einen solchen Ansatz. Die Internetdaten und das Sende-Video stammen aus zwei verschiedenen Quellen. Sie werden nahe der letzten Meile hinzugefügt, indem sie über eine andere Wellenlänge übertragen werden.

Es gibt verschiedene Gründe. Erstens ist die Kabel- / Satellitenbandbreite viel höher als Sie vielleicht denken. Sogar eine recht alte Koax-Installation verfügt über eine Gesamtbandbreite, die im Vergleich zu den meisten durchschnittlichen LAN-Benutzern sehr wettbewerbsfähig ist . Gleiches gilt für Satelliten. Bedenken Sie beispielsweise, dass Sie auf dem Astra über 100 Transponder mit jeweils mehreren Kanälen und 27,5.000 Symbolen pro Sekunde haben. Das ist eine enorme Menge an Bandbreite.

Zweitens werden Daten gesendet , das heißt, sie werden einmal an "alle" (und insbesondere an niemanden) gesendet, und das war's. Intern muss ein Kabelnetzwerk möglicherweise hier und da die Rohdaten kopieren (z. B. zu einem Satelliten oder zu Ihrem lokalen Kabelnetzwerk), aber was auch immer. Alles wird nur einmal gesendet , feuern und vergessen, essen oder sterben. Es gibt kein Protokoll für Übertragungsfehler (naja, es gibt FEC, aber das zählt nicht, es kommuniziert nicht zurück) oder ähnliches. Sie bekommen es oder nicht, und mit der Zeit interessiert es Sie immer weniger, ob Sie es auch haben (der Anbieter kümmert sich überhaupt nicht darum, mit zu beginnen).
Dies macht die Voraussetzungen sowohl für die lokale Kabel- als auch für die Provider-Infrastruktur erheblichweniger anspruchsvoll, da Sie nur einen winzigen Bruchteil der Daten übertragen müssen und sich keine Sorgen machen müssen, ob Sie Antworten vom Client erhalten und diese verarbeiten müssen. Die Datenmenge, die über die Infrastruktur (und auch über Ihr lokales Kabel) gesendet werden soll, hängt ausschließlich von der Anzahl der übertragenen Kanäle ab, nicht von der Anzahl der Personen, die sie überwachen. Da letztere rund eine Million Mal so viele sind wie die ersteren, ist das ein großer Gewinn.

Es ist kein HTTPS-Server beteiligt. Keine Anfragen werden verarbeitet, keine willkürlichen Datenblöcke werden zu beliebigen Zeiten abgerufen, keine Garantien, keine Probleme mit der Parallelität / Skalierbarkeit. Keine Pakete werden von Zwischenroutern verworfen, keine Überlastungskontrolle (und wenn Pakete verloren gehen , kümmert sich niemand darum).

Alles in allem ist es also eine völlig andere, nicht vergleichbare Sache.

Alle Informationen, die über das Koaxialkabel in Ihr Haus gelangen, belegen eine bestimmte Bandbreite des verfügbaren Spektrums. Die einfache Antwort auf Ihre Frage lautet, dass mehr dieser Bandbreite für die Ausstrahlung von Fernsehsendungen als für allgemeine Daten bestimmt ist. Sie haben Recht, dass der Overhead der bidirektionalen Kommunikation nicht so groß ist, wie er in die verfügbare Bandbreite des Kabels passen kann.

Der Unterschied zwischen Broadcast-Video- und On-Demand-Daten liegt beim Anbieter, wo es einfacher ist, jedem (Broadcast) dieselben Daten zur Verfügung zu stellen, als jedem Benutzer speziell angeforderte Daten zur Verfügung zu stellen. Mit anderen Worten, der Anbieter könnte den allgemeinen Daten mehr Bandbreite zuweisen, müsste dann jedoch die Anzahl / Qualität der Übertragungskanäle verringern und jedem Benutzer eine größere Leitung zum Internet (zwischen dem Ende Ihres Kabels und dem Internet-Backbone) bereitstellen. . Hier kommt auch die Geschwindigkeit zum Tragen, die vom Abonnement abhängt: Wie viel Sie bezahlen, hängt davon ab, wie viel von ihrer Verbindung zum Internet-Backbone Sie nutzen dürfen.