4303 подписчика

Про форматы, стандарты, ширину и битрейты.

18 августа 202218 авг 2022

706

9 мин

Оглавление

Скорость
Сайты для проверки скорости и моя скорость для примера:
Какие скорости бывают в домашней сети?

Статья 1. Про форматы, стандарты, ширину канала и битрейты. О Lan, Wi-Fi, USB, HD и SD, HDR и еще много о чем и о том как это все связано.

Будет серия статей посвящённая видео контенту. Дела в том, что я купил себе TV приставку (ТВ-бокс, или просто Smart TV,Смарт-ТВ) на кухню теперь мне нужно организовать правильное ее использование, на все 100% Но для этого сначала нужно познакомится с основами и понять, а что нам надо, с какой скоростью и где все это взять? Это статья первая, про основы современного вещания, скорости и стандарты. И даже чуть-чуть про будущее.

Скорость

Но для начала определимся со скоростью. Если у нас есть доступ в интернет со скоростью не менее 20 Мбит/сек, то вы можете использовать IP-телевидение. Но почему именно 20 Мбит/сек? Давайте разбираться!

Скорости сетевых карт и интерфейсов принято отображать в Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s) или мегабит в секунду. Не нужно путать Мегабит и Мегабайт, так 1 Мегабит = 0.125 Мегабайт, делим на 8, но кому сложно вот есть конвертер.

Сайты для проверки скорости и моя скорость для примера:

Speed Test

Моя скорость

Входящее соединение (Download): 94.65Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)
Исходящее соединение (Upload): 94.82Mbps Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)

Интернетометр от Яндекса

Моя скорость

Входящее соединение (Download): 92.99 Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s) =11.62 МБайт/с
Исходящее соединение (Upload): 101.41 Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s) =12.68 МБайт/с

Fast.com

Моя скорость

Входящее соединение (Download): 93Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)
Исходящее соединение (Upload): 85Mbps Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)

SpeedOf.Me

Моя скорость

Входящее соединение (Download): 101.08Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)
Исходящее соединение (Upload): 101.69Mbps Мбит/с (Mbps, Mbit/s или Mb/s)

Видно как разнятся скорости в зависимости от теста, но моя скорость равна примерно 100 Мбит/с, что довольно хорошо и приятно и хватит и для IP телевидения и для Ютубчика.

Какие скорости бывают в домашней сети?

Что бы было все понятно и просто, было с чем сравнивать я хочу добавить сюда скорости сетевых карт которые сейчас используются в домашней сети и скорости беспроводных адаптеров, а так же скорости USB соединения, зачем USB объясню ниже.

Сетевые карты.

Устаревшая сетевая карта 10 Mbps (1.25 МБайт/с (Мегабайт));
Широко используется 100 Mbps (12.5 МБайт/с (Мегабайт));
Постепенно все переходят 1000 Mbps (125МБайт/с (Мегабайт));
Еще будет в будущем (но пока широко используется в IT, дата центрах, в домашней сети редко) 10000 Mbps (1250МБайт/с (Мегабайт));

Это идеальная или максимальная скорость которая на деле никогда не бывает такой, всегда меньше и зависит от множества причин как физических, например правильна прокладка кабеля так и логических используемые протоколы. И даже при идеальном кабеле и идеальных сетевых устройствах скорость будет на 1-5% меньше максимальной в зависимости от используемых протоколов, часть пропускной емкости сети будет съедается служебной информацией.

Стандарт IEEE 802.11, Wi-Fi

Стандарт IEEE 802.11 — набор стандартов связи в беспроводной локальной сетевой зоне диапазонов 0,9; 2,4; 3,6; 5 и 60 ГГц. Широкой публики он известен как Wi-Fi

IEEE 802.11a - 1999год; Wi-Fi 2 (неофициально); не особо прижился; диапазон 2,4 ГГц, 5ГГц, 5.5ГГц; скорость до 54 Мбит/с, продолжился в IEEE 802.11ac и в IEEE 802.11g

IEEE 802.11b - 1999 год; Wi-Fi 1 (неофициально), или просто Wi-Fi; диапазон 2,4 ГГц; скорость до 11 Мбит/с

IEEE 802.11g - 2003 год; Wi-Fi 3 (неофициально); диапазон 2,4 ГГц; скорость до 54 Мбит/с (практически это чуть переработанный стандарт IEEE 802.11a)

IEEE 802.11i - 2004 год; Протокол безопасности WPA (Wi-Fi Protected Access); WPA урезанный протокол, WPA2 - полностью соответствует стандарту IEEE 802.11i; WPA = IEEE 802.1Х + ЕАР + TKIP + MIC

IEEE 802.11n - 2003 год; Wi-Fi 4; диапазон 2,4 ГГц; скорость до 600 Мбит/с

IEEE 802.11s - 2012 год; предназначен для беспроводных mesh – сетей WMN (Wireless mesh network). Еще их называют ячеистыми сетями. Но это тема отдельной статьи и к ней все ближе и ближе.

IEEE 802.11ac - 2013 год; Wi-Fi 5; диапазон 5 ГГц; скорость от 433 Мбит/с до 6933 Мбит/с (работает в паре с IEEE 802.11n)

IEEE 802.11ax - 2019 -2021 год; Wi-Fi 6; диапазон от 1 до 7 ГГц (2,4ГГц, 5 ГГц); скорость от 600 Мбит/с до 9607 Мбит/с

--- Вы тут (см .выше), а ниже будущее ---

IEEE 802.11be - разрабатывается; Wi-Fi 7; скорость до 46 Гбит/с.

IEEE 802.11bb - разрабатывается; Li-Fi; световой диапазон.

Реальная скорость передачи данных будет ниже обозначенной примерно в 2-3 раза. Например, в свойствах подключения вы видите скорость 150 Мбит/с, а реальная скорость передачи данных будет составлять около 50 — 60 Мбит/с. Разница между скоростью подключения и реальными показателями объясняется как всегда большим объемом служебных данных, потерями сетевых пакетов в беспроводной среде и затратами на повторную передачу.

USB интерфейс

USB 2.0 Hi-Speed: 480 Мбит/с, 60 МБ/c
USB 3.0: 4,8 Гбит/с, 600 МБ/c

В некоторых устройствах, а сейчас мы про TV приставки нет сетевых карт и многие советуют купить переходник - адаптер USB - LAN. Так вот исходя из скорости представленной выше USB 2.0 не в состояние заменить гигабитную сетевую карту.

На самом деле тут не полная информация и мы обязательно вернёмся к этой теме, подписывайтесь на мой канал.

Про форматы видео изображения

Разрешение видео

SD — 720×480 и менее
HD — 1280×720, 1440×1080
Full HD — 1920×1080
UHD (4K) — 3840×2160
8K — 7680×4320

SD формат отмирает, хотя был очень распространён и очень много видео в этом формате многие многие каналы IPTV по прежнему транслируют в этом разрешении. По прежнему распространён HD формат, но он все больше замещается Full HD и уже ему на смену приходит UHD (4K)

Например мне нужна приставка на кухню. телевизор там небольшой с разрешением HD — 1280×720, а значит выводит и принимать изображение с большим разрешением не имеет смысл, но сейчас более менее стандартным становится разрешение Full HD — 1920×1080 или UHD (4K) — 3840×2160 поэтому мне со своей кухонной приставкой ориентироваться нужно на стандарт Full HD — 1920×1080 на будущее, но еще раз, оптимальным для моего телевизора является стандарт HD — 1280×720

Что значат буквы "p" и "i".

Давайте разберем что значат буквы "p" и "i". например запись 1080i и 1080p

p - progressive - прогрессивная развёртка с построчным отображением кадра. Кадр выводится сразу весь, в один такт
i - interlaced - чересстрочную развёртка. Формирование картинки происходит через строку в два этапа, сначала на экран выводятся четные строки, а затем нечетные.

Стандарт HD со значением «i» обладает меньшими требованиями, чем 1080р к полосе пропуска канала

Что такое SDR и HDR?

SDR (Standard Dynamic Range или стандартный динамический диапазон)

- Цветовой спектр – 35,9% от видимого человеческим глазом спектра

- Глубина цвета 8 бит

- Яркость - 100 кд/м2

HDR (High Dynamic Range или широкий динамический диапазон)

- Цветовой спектр – 75,8% от видимого человеческим глазом спектра

- Глубина цвета 10 бит

- Яркость до 10 000 кд/м2 (на практике, реальные устройства около 1000 кд/м2, премиальный сегмент до 4000 кд/м2)

Битрейт

Битрейт (bitrate) — количество бит, используемых для передачи/обработки данных в единицу времени. Битрейт выражается битами в секунду (бит/c, bps), а также кило- (кбит/с, kbps), мега- (Мбит/с, Mbps) и т. д.

А по простому сколько бит на нужно или сколько бит мы сможем передать в секунду. Проблема так же состоит в сжатии, чем больше сжатие тем больший объем мы сможем передать, но тем больше нагрузка на процессор (CPU или GPU)

Вот битрейт для основных типов видео:

400 кбит/с — видео YouTube с разрешением 240p (с кодированием H.264)
750 кбит/с — видео YouTube с разрешением 360p (с кодированием H.264)
1 Мбит/с — видео YouTube с разрешением 480p (с кодированием H.264)
2,5 Мбит/с — видео YouTube с разрешением 720p (с кодированием H.264)
3,5 Мбит/с — телевидение 640х480 (сжатия MPEG-2)
3,8 Мбит/с — видео YouTube с разрешением 720p и частотой 60 кадр/с (с кодированием H.264)
4,5 Мбит/с — видео YouTube с разрешением 1080p (с кодированием H.264)
6,8 Мбит/с — видео YouTube с разрешением 1080p и частотой 60 кадр/с (с кодированием H.264)
9,8 Мбит/с (максимум) — DVD 720×576(с кодированием MPEG2)
8—15 Мбит/с (среднее) — телевидение высокой чёткости 1440х1080 (с уменьшением битрейта от сжатия MPEG-4 AVC)
19 Мбит/с (примерно) — видео высокой чёткости 1440х1080 с разрешением 720p (с кодированием MPEG-2)
25 Мбит/с (примерно) — видео высокой чёткости с разрешением 1080i (с кодированием MPEG-2)
29,4 Мбит/с (максимум) — HD DVD
40 Мбит/с (максимум) — диск Blu-Ray с разрешением 1080p (с кодированием MPEG-2, MPEG-4 AVC или VC-1)
1.4 Гбит/с — 10-бит несжатого 1080p и частотой 24 кадр/с

Битрейт видео с кодеками H.265 и VP9

В формате SDR

360p - СЧК 1 Мбит/c; ВЧК 1,5 Мбит/c

480p - СЧК 2,5 Мбит/c; ВЧК 4 Мбит/c

720p - СЧК 5 Мбит/c; ВЧК 7,5 Мбит/c

1080p - СЧК 8 Мбит/c; ВЧК 12 Мбит/c

1440p (2К) - СЧК16 Мбит/c; ВЧК 24 Мбит/c;

2160p (4К) - СЧК 35–45 Мбит/с; ВЧК 53–68 Мбит/с;

В формате HDR

720p - СЧК 6,5 Мбит/с; ВЧК 9,5 Мбит/с

1080p - СЧК 10 Мбит/c; ВЧК 15 Мбит/с

1440p (2К) - СЧК 20 Мбит/с; ВЧК 30 Мбит/с

2160p (4К) - СЧК 44–56 Мбит/с; ВЧК 66–85 Мбит/с

Где:

СЧК - стандартная частота кадров (24, 25, 30)
ВЧК - высокая частота кадров (48, 50, 60)

Плюс битрейт аудио:

Моно - 128 кбит/с
Стерео - 384 кбит/с
5.1 - 512 кбит/с

Предварительный вывод.

В IP телевидение обычно применяется видео двух разрешений:

720x576 mp4 H264 - битрейт 2,5 Мбит/с
1920х1080 mp4 H264 - битрейт: 4,5 Мбит/с

Округляя с аудио не более 5 Мбит/с, а 20 Мбит/с хватит с избытком

Вывод

В IP телевидение обычно применяется видео двух разрешений:

720x576 mp4 H264 - битрейт 2,5 Мбит/с
1920х1080 mp4 H264 - битрейт: 4,5 Мбит/с

Таким образом для IP телевидения скорости старой карты в 10 Мбит/с хватит, а в 100 Мбит/с и подавно будет достаточно. Для Ютуба скорости карты в 100 Мбит/с хватит, но при разрешении в 2160p (4К) с высокой частотой кадров скорости в 85 Мбит/с уже хватит с натягом и нужно переходит на Гигабитный канал

Глобальные выводы

На сегодняшний день предпочтительнее иметь гигабитный проводной интернет Lan 1000 Мбит/с и беспроводной интернет формата: IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5) лучше еще IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6), но это не обязательно.

Ну вот на сегодня все, но мы, безусловно, еще не раз вернемся к скоростным характеристикам сетей и различных электронных устройств, поэтому как всегда, продолжение следует....

Подписывайтесь на мой канал TehnoZet-2, там много интересного! Мы только развиваемся! Понравилась статья, хотите продолжения - ставьте лайк, жмите палец вверх.

Пользуйтесь рубрикатором по каналу, там все по разделам: "Страничка путеводитель по каналу TehnoZet-2"