ネットワークがインターネットと同じメディアを使用する場合、番組を提供するのにテレビ用に設計されているのはなぜですか？

テレビでケーブルや衛星のようなものを「通常の方法」で見るのは、インターネットで見るよりも速いのはなぜですか？

これはおもしろい質問のように聞こえるかもしれませんが、実際のメディアは同じかもしれません（たとえば、テレビと同じように同軸ケーブルでインターネットに接続できます）。 ？私の前提は間違っているとは思いません。4Kテレビを普通に見ることができるからです。しかし、非常に良好なインターネット接続がない限り、4Kをオンラインで見るとおそらくバッファリングに気付くでしょう。

それは、インターネットではもっと多くのオーバーヘッドがあるからです（UDPなどのプロトコルではそれほど考えていなかったでしょうが）。

基本的に、「同じ方法で同軸ケーブルを介して」という仮定は誤りです。ケーブルは単に電気信号を運ぶだけです。この信号は、複数の用途を単一の信号に結合する符号化スキームなど、特定の用途に合わせて調整されたさまざまな方法で符号化できます。

「ケーブル」は、TVチャネルを複数の加入者に同時に配信するように調整された一方向の放送信号であるため、TVの提供が高速です。誰もが基本的に変化のない同じ信号を同時に受信します。それは基本的に多くの人々にとって一つのシグナルです。

インターネットでテレビを見るのは、ほとんどすべての点で反対です。これは、オンデマンドで個々の加入者にデータを配信するように調整された双方向の信号です。誰もが同時に同じ信号を受信することはなく、誰もが個々のニーズを持っています。それは基本的に多くの人々への多くの信号です。

現代の「ケーブル」は、データネットワークの影響を受ける新しい双方向デジタルインフラストラクチャを採用してケーブルインターネットを可能にすることにより、これを変えました。これにより、オンデマンドプログラミングやセットトップボックスゲームなどの新しいサービスがさらに可能になります。これには、ケーブルネットワークとケーブルで伝送される電気信号の根本的な変更が必要でした。データネットワークは、マルチキャストプロトコルを採用して大規模なブロードキャストデータを可能にし、IPTV、オンデマンドプログラミング、セットトップボックスゲームを可能にすることでこれを変えました。これには、データネットワークの根本的な変更も必要でした。

「ケーブル/ IPTV」ネットワークと「インターネット」ネットワークが見分けがつかなくなるまで、収束は続きます。ある日、インターネットサービスプロバイダーが10,000チャンネルのYouTube放送に接続するように提案し、映画スタジオがIPTVマルチキャストを世界に直接放送します。あなたのお気に入りの猫のビデオが放送スケジュールに合わせて十分に人気になることは決してないので、放送で見るものはまだありませんし、あなたの個人的な番組にはまだバッファリングがあります。

テレビとインターネットビデオの場合、問題は同じです。ビデオのフレームを視聴者に送信する必要があります。問題へのアプローチはそれぞれ異なり、長所と短所があります。

フレームは実際には単なる情報なので、アナログを選びましょう。GettysBurgの住所を100人に指示したいと想像してください。スピーチの各行を各人に伝える必要があります（ビデオプロバイダーが各視聴者にフレームを渡す必要があるように）。

現在、テレビチャンネルはそれぞれケーブルの周波数範囲を排他的に使用しています。これは、講堂を専有するようなものです。他の人が話そうとしても邪魔されません。テレビチャンネルのようであれば、スピーチを口述する予定の時間を投稿し、その時間になるとステージに上がって話し始めます。誰が聴衆の中にいるかをチェックすることさえせずに、あなたはただ始める：

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

一時停止せずにスピーチ全体を指示します。各行を一度だけ話しました。それはそれほど難しくありませんでした。そして、ホールにいて聞いていた人はだれでも、遅延も中断もなく、すべてを聞きました。同様に、テレビ局は信号を一度だけ有線で送信し、視聴している場合はリアルタイムで送信されます。しかし、同様に、ショーがオンになっているときにテレビに出ていない場合、またはバスルームに行くために真ん中を離れなければならない場合、あなたはそれのいくつかを逃します。

しかし、自分のスケジュールで人々にプレイを聞かせたい場合、そしてすべての人がすべてを確実に聞くようにしたい場合はどうでしょうか？誰でも好きなときに公園にあなたを訪問するように招待し、あなたは彼らに個別に線を指示します。これは、インターネットで動画を利用できるようにするようなものです。

公園は混雑しており、うるさすぎるために話すことができない場合があります。ストリーミングサービスは、ネットワークを他のインターネットトラフィックと共有します。専用の周波数はありません。それらのパケットは時々並んで待たなければなりません。

Person1が表示され、次の行を伝え始めます。

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

それはそれほど悪くはありませんでした。person1はまだかなり良いレートでプレイを取得していますが、その後、2人目が現れ、各人の最初から開始することを約束し、その後すぐに3人目が現れ、続いて1人目があなたに自分自身を繰り返すように頼みます。 ..

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...

そして、そのように何度も、各人にスピーチの各行を言うまで。講堂で口述するとき、何人の人が現れたかは関係ありませんでした。しかし、30人が一度に現れたり、公園が混雑したりすると、各人がスピーチを受信する速度は遅くなります。インターネットビデオには、各人が好きなときにいつでも聞き始めることができ、一時停止して後で続行したり、見逃した部分を繰り返したりすることができるという利点がありますが、ネットワークが混雑したり、多くの人が同じサーバーを使用している場合、ビデオゆっくりロードします。

実際のメディアは同じではありません。専用同軸ケーブルを介して配信されるテレビの動作は非常に異なり、たとえば、YouTubeやNetflix、またはパブリックインターネットで視聴する他のものとは非常に異なるインフラストラクチャを備えています。

同軸ケーブルを使用してIPプロトコルを実装し、その上で配信されるTVコンテンツを使用しても、帯域幅を完全に制御でき、専用のマルチキャストインフラストラクチャを使用できます（パブリックインターネット上ではうまく機能しません）。

あなたの質問への答えは次のとおりです。あなたはリンゴとオレンジを比較している、あなたはそれらが類似しているというあなたの前提は間違っています。

すべてのデュアルパーパスプロバイダー（インターネット付きケーブルなど）については、ワイヤーを通過するトラフィックが高速道路のある高速道路、あるいは自動道路システムのようなものであると想像できます。高速道路/自動化された高速道路は、誰もが同じ速度で走行し、一定の流れを保つことが期待される道路の専用部分です。特定の量のトラフィックを許可するように慎重にレイアウトされているため、輻輳は発生しません。

プロバイダーは、視聴可能なすべてのチャンネルを特定の周波数に割り当てます。トラフィックは、だれかがその特定のチャネルを視聴しているかどうかに関係なく、常に特定の帯域幅にあり、誰もが同じデータを同時に取得します。この帯域幅は事前に計算されており、プロバイダーはそれらの周波数で使用可能な帯域幅を確実に予測できます。

一方、インターネットは通常の高速道路のようなものです。あまり利用されていないときは、誰でも好きなだけ速く行くことができますが、トラフィックが増加すると、誰もが公平な機会を得るために一部のデータを遅延させる必要があります。これは、インターネットの帯域幅がほぼ飽和状態になると、スキップ、バッファリング、オーディオとビデオの歪みなどに気づき始めることを意味します。

したがって、ケーブル、衛星、および無線プログラミングがリアルタイムで行われる主な理由は、専用の事前に割り当てられた帯域幅を使用するためです。これは、干渉を最小限に抑えるために慎重に計算および測定され、インターネットは常に使用したいすべての人にバランスのとれた帯域幅を提供します。メディアが飽和状態になると、読み込みに時間がかかるWebページから、粒子の粗いビデオストリームや歪んだオーディオまで、誰もが効果を感じ始めます。

最も簡単な説明は、放送ビデオは、ほとんど遅延がなく、非常に一貫した帯域幅で、専用チャネルをすべて取得するというものです。データは、実際に聴いているかどうかに関係なく全員に送信され（予想されるリスナーの数が数百万人の場合に非常に効率的になります）、誰かが聴き始めたときに、ほんの数秒で視聴を開始できるキーフレームを取得します。

逆に、インターネットビデオは、サーバーとコンピューターの間のルーター間でさまざまなリンクを共有する他のトラフィックと競合する必要があり、これにより遅延と損失を軽減する必要があります。データの複製コピーを各リスナーに送信する必要がありますが、これはサーバーの観点からはあまり効率的ではなく、中断の可能性がさらに高くなります。中断に対処するために、コンピューターは数秒のデータが到着するのを待ってからバッファーに保存し、再生を開始します。

2つが同じ物理ケーブルを介して発生した場合、それらはほぼ確実に、昔ながらのテレビチャンネルに非常によく似た、異なるキャリア周波数に変調されます。

映画やシリーズのエピソードを視聴している場合、バッファがいっぱいになるまでの短い一時停止はあまり目立たず、テレビ局が放送するのを待つ必要がないという利便性は、インターネットビデオの魅力的な利点です。 。しかし、ライブのスポーツイベントやニュースイベントの場合、テレビ放送はその即時性のためにおそらく最良です。

他の回答にも多くの良い点がありますが、Verizonがこれをファイバー経由で達成する方法を示す写真です（Verizon FIOS）。すべてのプロバイダーは異なるメカニズムを持つため、これはそのようなアプローチの1つの例にすぎません。インターネットデータとブロードキャストビデオは、2つの異なるソースから取得されます。それらは、異なる波長で送信されることにより、ラストマイルの近くに追加されます。

いくつかの理由があります。まず、ケーブル/衛星の帯域幅は、あなたが考えているよりもはるかに高いです。かなり古い同軸インストールでさえ、ほとんどの平均的なユーザーがLANに持っているものと非常に競争力がある合計帯域幅を持っています。衛星についても同じことが言えます。たとえば、Astraには100個以上のトランスポンダーがあり、それぞれに複数のチャネルがあり、それぞれに27.5kシンボル/秒があることを考慮してください。これは膨大な帯域幅です。

第二に、データはブロードキャストされます。つまり、データは「全員」（特に誰にも）に一度送信され、それだけです。内部的には、ケーブルネットワークは、生のビットをあちこちで（たとえば、衛星、またはローカルケーブルネットワークに）コピーする必要がありますが、何でもかまいません。すべてが一度送られ、火をつけて忘れ、食べ、死ぬ。伝送エラーのためのプロトコルはありません（まあ、FECがありますが、それは数えません、それは戻って通信しません）またはそのような何か。あなたはそれを手に入れてもしなくても、そして時間の経過とともに、あなたはそれを手に入れたかどうかをますます気にしなくなります（プロバイダーはそもそも気にしません）。
これにより、ローカルケーブルとプロバイダーインフラストラクチャの両方の前提条件が大きくなります。データのごく一部を送信するだけで済み、クライアントからの返信を受け取って処理することを心配する必要がないため、要求が少なくなります。インフラストラクチャ（およびローカルケーブル）を介して送信されるデータの量は、ブロードキャストしているチャンネルの数のみに依存し、視聴している人の数には依存しません。後者は前者の約100万倍であるため、それは大きな勝利です。

関与するHTTPSサーバーはありません。リクエストが処理されていない、無計画な時間にデータの任意のブロックをプルしていない、保証がない、並行性/スケーラビリティの問題がない。中間ルーターによってパケットがドロップされることも、輻輳制御も行われません（パケットが失われても、誰も気にしません）。

それで、全体として、それはまったく異なる、比較できないものです。

同軸ケーブルで家に届くすべての情報は、利用可能なスペクトルの特定の帯域幅を占有します。あなたの質問に対する簡単な答えは、その帯域幅の多くは一般的なデータよりも放送テレビ専用です。双方向通信のオーバーヘッドは、ケーブルで利用可能な帯域幅に収まる限り、それほど大きなものではないことは確かです。

ブロードキャストビデオとオンデマンドデータの違いは、各ユーザーに具体的に要求されたデータを提供するよりも全員に同じデータを提供する（ブロードキャスト）方が簡単なプロバイダー側​​にあります。つまり、プロバイダーはより多くの帯域幅を一般データに割り当てることができますが、ブロードキャストチャネルの数/品質を削減し、各ユーザーにインターネットへのより大きなパイプ（ケーブルの終端とインターネットバックボーンの間）を提供する必要があります。サブスクリプションレベルに基づいた速度が出てくる場所でもあります。いくら支払うかによって、インターネットバックボーンへの接続をどれだけ使用できるかが決まります。