Pourquoi les réseaux conçus pour la télévision fournissent-ils mieux l’émission quand ils utilisent le même support qu’Internet?

Pourquoi est-il plus rapide de regarder des émissions de télévision comme "par le câble ou par satellite", plutôt que de les regarder sur Internet?

Cela peut sembler une question amusante, mais étant donné que le support réel peut être identique (par exemple, vous pouvez obtenir Internet via un câble coaxial de la même manière que vous obtenez la télévision), il ne serait pas plus proche de la même vitesse et de la même qualité. ? Je ne pense pas que mon idée soit fausse, car vous pouvez regarder la télévision 4K normalement, mais à moins que vous n'ayez une très bonne connexion Internet, vous remarquerez probablement la mise en mémoire tampon lorsque vous regardez 4K en ligne.

Est-ce parce qu'avec Internet, il y a beaucoup plus de temps système (bien que j'aurais moins pensé avec des protocoles tels que UDP)?

À la base, votre hypothèse «sur un câble coaxial de la même manière» est fausse. Les câbles portent simplement un signal électrique. Ce signal peut être codé de différentes manières, chacune étant adaptée à un usage particulier, y compris des schémas de codage combinant plusieurs utilisations en un seul signal.

"Câble" fournit rapidement la télévision, car il s’agit d’un signal de diffusion à sens unique conçu pour la distribution simultanée de chaînes de télévision à plusieurs abonnés. Tout le monde reçoit le même signal en même temps, pratiquement sans variation. C'est fondamentalement un signal pour beaucoup de gens.

Regarder la télévision sur Internet est le contraire à presque tous les égards. Il s'agit d'un signal bidirectionnel conçu pour la distribution de données à la demande à des abonnés individuels. Personne ne reçoit le même signal en même temps et tout le monde a des besoins individuels. C'est fondamentalement beaucoup de signaux pour beaucoup de gens.

Le «câble» moderne a changé la donne en adoptant une infrastructure numérique bidirectionnelle plus récente, influencée par les réseaux de données, pour permettre l’Internet par câble. Cela permet en outre de nouveaux services tels que la programmation à la demande et les décodeurs. Cela a nécessité des modifications fondamentales du réseau de câbles et des signaux électriques véhiculés par les câbles. Les réseaux de données ont changé la donne en adoptant des protocoles de multidiffusion permettant la diffusion de données à grande échelle pour permettre la télévision sur IP, la programmation à la demande et le jeu vidéo. Cela a également nécessité des changements fondamentaux dans le réseau de données.

La convergence se poursuivra jusqu'à ce qu'il soit impossible de distinguer les réseaux "câble / IPTV" et "Internet". Un jour, votre fournisseur d'accès Internet vous proposera de vous connecter à la diffusion YouTube de 10 000 chaînes et les studios de cinéma diffuseront directement la multidiffusion IPTV dans le monde entier. Il n'y aura toujours rien à regarder en diffusion et il y aura toujours une mise en mémoire tampon de votre programmation personnelle car les vidéos de votre chat préféré ne seront jamais assez populaires pour figurer dans le programme de diffusion.

Pour la vidéo et la vidéo sur Internet, le problème est le même: vous devez envoyer des images de la vidéo au spectateur. Chacun aborde le problème différemment et présente des avantages et des inconvénients.

Les cadres ne sont en réalité que des informations, choisissons donc un analogue. Imaginez que vous vouliez dicter l'adresse de GettysBurg à 100 personnes. Vous devez donner chaque ligne du discours à chaque personne (comme le fournisseur de vidéo doit donner des images à chaque spectateur).

Désormais, les chaînes de télévision bénéficient chacune d’une utilisation exclusive d’une plage de fréquences sur le câble. C'est comme avoir l'usage exclusif d'une salle de lecture. Vous ne serez pas interrompu par d'autres personnes qui essaient de parler. Si vous êtes comme une chaîne de télévision, vous affichez l'heure à laquelle vous prévoyez de dicter le discours et, le moment venu, vous montez sur scène et commencez à parler. Sans même vérifier qui est dans le public, vous commencez simplement:

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

Vous dictez tout le discours sans faire de pause. Vous avez parlé chaque ligne une seule fois. Ce n'était pas si difficile pour toi. Et tous ceux qui étaient dans la salle et qui écoutaient ont tout entendu, sans retard ni interruption. De même, les stations de télévision envoient leur signal par le fil une seule fois, et si vous le regardez, il est diffusé en temps réel. Mais, de même, si vous n'êtes pas devant votre télévision lorsque l'émission est en cours ou si vous devez partir au milieu pour aller aux toilettes, vous en ratez une partie.

Mais que se passe-t-il si vous voulez laisser les gens entendre la pièce à leur rythme et vous assurer que tout le monde entend la chose? Vous invitez tous les visiteurs à se rendre dans le parc quand ils le souhaitent, et vous leur dictez les lignes individuellement. Cela revient à rendre votre vidéo disponible sur Internet.

Le parc est occupé et parfois vous ne pouvez pas parler parce que c'est trop bruyant. Les services de streaming partagent le réseau avec d’autres trafics Internet. Ils n'ont pas de fréquence dédiée. Leurs paquets doivent parfois faire la queue.

Person1 apparaît et vous commencez à leur dire des lignes:

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

Ce n'était pas si mal. personne1 continue à jouer à un très bon taux, mais ensuite la personne deux apparaît et vous avez promis de commencer au début pour chaque personne, et la personne 3 se présente peu de temps après, suivie de la personne 1 vous demandant de vous répéter. ..

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...

et ainsi de suite, jusqu'à ce que vous ayez dit chaque ligne du discours à chaque personne. Lorsque vous dictiez dans la salle de conférence, peu importait le nombre de personnes présentes, vous ne disiez toujours des choses qu'une seule fois et elles l'entendaient toutes. Mais maintenant, si trente personnes se présentent en même temps, ou si le parc devient de plus en plus occupé, le taux de réception du discours par chaque personne va ralentir. La vidéo sur Internet présente l'avantage que chaque personne peut commencer à écouter quand elle le souhaite, et peut même demander de mettre en pause et de continuer plus tard ou de répéter des passages qu'ils ont manqués. se charge lentement.

Le support utilisé n'est pas le même: la télévision distribuée via un câble coaxial dédié fonctionne de manière très différente et dispose d'une infrastructure très différente par rapport à, par exemple, regarder Youtube ou Netflix, ou toute autre chose sur Internet.

Même si le câble coaxial est utilisé pour implémenter les protocoles IP et le contenu télévisé distribué, vous disposez toujours du contrôle total de la bande passante et pouvez utiliser une infrastructure de multidiffusion dédiée (qui ne fonctionne pas très bien sur Internet).

La réponse à votre question est donc la suivante: vous comparez des pommes et des oranges, votre hypothèse selon laquelle elles sont similaires est fausse.

Pour tous les fournisseurs à double usage (par exemple, le câble avec Internet), vous pouvez imaginer que le trafic passant par le câble est comme une autoroute avec une voie rapide, voire mieux, un système routier automatisé. La voie rapide / autoroute automatisée est une portion de route dédiée dans laquelle tout le monde doit se déplacer à la même vitesse et à débit constant. Il n’ya jamais de congestion, car elle est soigneusement aménagée pour permettre un trafic spécifique.

Le fournisseur attribue toutes les chaînes que vous pouvez regarder à des fréquences spécifiques. Le trafic est toujours à une bande passante spécifique, que quelqu'un regarde ou non cette chaîne, et tout le monde obtient les mêmes données au même moment. Cette bande passante est calculée à l'avance et les fournisseurs peuvent prévoir de manière fiable la quantité de bande passante disponible pour ces fréquences.

Internet, en revanche, est comme une autoroute normale. Quand il n'est pas très utilisé, tout le monde peut aller aussi vite qu'il le souhaite, mais à mesure que le trafic augmente, certaines données doivent être retardées afin que tout le monde ait sa chance. Cela signifie que lorsque la bande passante Internet est presque saturée, les utilisateurs commencent à remarquer le saut, la mise en mémoire tampon, la déformation audio et vidéo, etc.

Par conséquent, la principale raison pour laquelle la programmation par câble, par satellite et en direct est en temps réel est qu’elle utilise une bande passante dédiée préallouée, qui est soigneusement calculée et mesurée pour minimiser les interférences, alors que l’Internet est toujours en concurrence pour essayer fournir une quantité équilibrée de bande passante à tous ceux qui veulent l’utiliser. Une fois que le média est saturé, tout le monde commence à ressentir les effets, des pages Web prenant plus de temps à charger aux flux vidéo granuleux en passant par le son déformé.

L’explication la plus simple est que la vidéo diffusée reçoit un canal dédié, avec une latence quasi nulle et une bande passante très cohérente. Les données sont envoyées à tout le monde, indépendamment du fait qu'ils sont en fait l' écoute ou non ( ce qui le rend extrêmement efficace lorsque le nombre prévu d'auditeurs est dans les millions), et est délibérément structuré de telle sorte que quand quelqu'un ne commence à écouter, ils obtenir une image clé qui leur permet de regarder en une fraction de seconde.

Inversement, la vidéo sur Internet doit concurrencer le trafic partageant divers liens entre les routeurs entre le serveur et votre ordinateur, ce qui entraîne des retards et des pertes qui doivent être atténués. Un duplicata des données doit être envoyé à chaque auditeur, ce qui n’est pas très efficace du point de vue du serveur et augmente encore les risques d’interruptions. Pour faire face aux interruptions, votre ordinateur attend plusieurs secondes que les données arrivent, les stockant dans une mémoire tampon, avant de commencer à les lire.

S'ils arrivent par le même câble physique, ils sont probablement modulés sur des fréquences porteuses différentes, un peu comme les chaînes de télévision à l'ancienne.

Si vous regardez un film ou un épisode de série, la courte pause pendant laquelle le tampon se remplit n'est pas très perceptible, et l'avantage de ne pas avoir à attendre que la chaîne de télévision se diffuse pour le diffuser est un avantage incontestable pour la vidéo sur Internet. . Mais pour un événement sportif ou d'actualité en direct, la télévision est probablement préférable en raison de son immédiateté.

Beaucoup de bons points dans les autres réponses, mais voici une photo montrant comment Verizon y parvient sur la fibre (Verizon FIOS). Chaque fournisseur aura des mécanismes différents, ce n’est donc qu’un exemple d’une telle approche. Les données Internet et la vidéo diffusée proviennent de deux sources différentes. Ils sont ajoutés près du dernier kilomètre en étant transmis sur une longueur d'onde différente.

Il y a plusieurs raisons. Premièrement, la bande passante câble / satellite est beaucoup plus grande que vous ne le pensez peut-être. Même une installation coaxiale assez ancienne a une bande passante totale très compétitive par rapport à la plupart des utilisateurs moyens en réseau local. Il en va de même pour le satellite. Considérez par exemple que, sur Astra, vous avez plus de 100 transpondeurs, chacun avec plusieurs canaux et chacun avec 27,5 k symboles par seconde. C'est une énorme quantité de bande passante.

Deuxièmement, les données sont diffusées , cela signifie qu'elles sont envoyées une fois à "tout le monde" (et à personne en particulier), et c'est tout. En interne, un réseau câblé peut être amené à copier les bits bruts ici et là (par exemple, sur un satellite ou sur votre réseau câblé local), mais peu importe. Tout est envoyé une seule fois , feu et oublie, mange ou meurt. Il n'y a pas de protocole pour les erreurs de transmission (enfin, il y a la FEC, mais ça ne compte pas, ça ne communique pas en retour) ou quelque chose du genre. Vous l'obtenez ou pas, et avec le temps, vous vous souciez de moins en moins de savoir si vous l'avez ou non (le fournisseur s'en fiche tout d'abord).
Cela rend les conditions préalables à la fois pour le câble local et l'infrastructure du fournisseur beaucoupmoins exigeante, car vous n'avez besoin de transmettre qu'une infime fraction des données et vous n'avez pas à vous soucier d'obtenir des réponses du client ni de les traiter. La quantité de données à envoyer via l'infrastructure (ainsi que votre câble local) dépend uniquement du nombre de chaînes diffusées, et non du nombre de personnes qui les regardent. Étant donné que ces derniers sont environ un million de fois plus nombreux que les premiers, c'est une grande victoire.

Aucun serveur HTTPS n'est impliqué. Aucune demande en cours de traitement, aucune extraction de blocs arbitraires de données à des moments aléatoires, aucune garantie, aucun problème de simultanéité / d'évolutivité. Pas de paquets rejetés par les routeurs intermédiaires, pas de contrôle de congestion (et si des paquets sont perdus , personne ne s'en soucie).

Donc, dans l’ensemble, c’est une chose totalement différente et non comparable.

Toutes les informations entrant dans votre maison sur le câble coaxial occupent une certaine bande passante du spectre disponible. La réponse simple à votre question est que plus de cette bande passante est dédiée à la télédiffusion que aux données générales. Vous avez raison de dire que les frais généraux de la communication bidirectionnelle ne sont pas si importants en ce qui concerne ce qui peut s’intégrer dans la bande passante disponible sur le câble.

La différence entre la vidéo diffusée et les données à la demande entre en jeu se situe chez le fournisseur, où il est plus facile de fournir les mêmes données à tout le monde (diffusion) que de fournir les données spécifiquement demandées à chaque utilisateur. En d'autres termes, le fournisseur pourrait allouer plus de bande passante aux données générales, mais il devrait alors réduire le nombre / la qualité des canaux de diffusion et fournir à chaque utilisateur un canal plus grand vers Internet (entre l'extrémité de votre câble et le backbone Internet). . C’est également là que la vitesse basée sur le niveau d’abonnement entre en jeu: le montant que vous payez dicte la quantité de leur connexion au réseau fédérateur Internet qu’ils vous ont laissé utiliser.