Базовые принципы полисеров и шейперов / Хабр
Одними из инструментов обеспечения качества обслуживания в сетях передачи данных являются механизмы полисинга и шейпинга и, может быть, это самые часто используемые инструменты. Ваш Интернет провайдер, наверняка, ограничил вам скорость именно этим.
Тема качества обслуживания не самая простая для понимания, а если вы когда-нибудь интересовались именно полисерами и шейперами, то скорее всего встречали однотипные графики, отображающие зависимость скорости от времени, слышали термины «корзина», «токены» и «burst», может быть даже видели формулы для расчёта каких-то параметров. Хороший и типичный пример есть в СДСМ — глава про QoS и ограничение скорости.
В этой статье попробуем зайти чуть с другой стороны, опираясь на учебник Cisco, RFC 2697 и RFC 2698 — самые базовые понятия.
Первое в чём надо разобраться и на чём строится весь механизм управления скоростью — это понятие самой скорости. Скорость — величина производная, вычисляемая, нигде и ни в каком месте мы не видим её напрямую. Устройства оперируют только данными и их количеством. Про скорость мы говорим в контексте наблюдения и мониторинга, зная объём переданных данных за 5 минут или за 5 секунд и получая разные значения средней скорости.
Второе, количество данных пропускаемое интерфейсом за отрезок времени — константа, абсолют. Его нельзя ни уменьшить ни увеличить. Через 100Мбит/c интерфейс 90Мбит будут пропущены всегда за 0,9 секунды, а оставшуюся 0,1 секунду интерфейс будет простаивать. Но с учётом того что скорость вычисляемое значение, получим что данные были переданы со средней скоростью 90Мбит/c. Это мало похоже на дорожный трафик, у нас всегда либо 100% загруженность, либо полный простой. В контексте сетевого трафика, загруженность интерфейса — это сколько свободных промежутков времени у него остаётся из общего измеряемого интервала. Дальше продолжим употреблять размерность Мбит и секунды, для лучшего понимания, хотя это и не имеет никакого значения.
Отсюда вытекает основная задача и способ ограничения пропуска трафика — передать не больше заданного количества данных за единицу времени. Если у нас есть 100Мбит, а мы хотим ограничить скорость 50Мбит/c, то за эту секунду нам надо передать не больше 50Мбит, а оставшиеся данные передать в следующую секунду. При этом у нас есть только один способ это сделать — включить интерфейс, который всегда работает с постоянной скоростью, или выключить его. Выбор только в том, как часто мы будем включать и выключать.
Burst
Посмотрим на график скорости из учебника 5 класса по физике. Здесь показана зависимость объёма переданных данных по оси Y, от времени по оси X. Чем круче наклон прямой, тем больше скорость. Передать 50Мбит за секунду можно разными способами:
- Передать всё сразу за 0,5 секунды, а потом ждать следующей (зелёная сплошная)
- Передавать чаще, делая меньшие паузы, но увеличив их количество
Это приводит нас к понятию burst — максимальный непрерывно передаваемый объём данных, как правило он измеряется в байтах, а не в битах как у нас для простоты. Burst неразрывно связан со временем, чем он больше, тем длиннее пауза между передачей данных: Burst = Time Interval * CIR
, где CIR, Committed Information Rate — ограничение по скорости которое мы вводим (
Если burst=50, CIR=50Мбит/c, то время равно 1 секунде: Time Interval = Burst / CIR = 50/50
. Значит каждую секунду, мы можем передать не больше 50Мбит. Так как скорость интерфейса у нас 100Мбит/c, то 50Мбит будут переданы за 0,5 секунды, оставшееся время будет простой. Начиная со следующей секунды у нас опять будет возможность передать 50Мбит.
В случае burst=25, получим 25/50 или 0,5 секунды между передачей каждых 25Мбит. С учётом скорости интерфейса на передачу 25Мбит будет затрачено 25/100=0,25 секунды и следующие 0,25 секунды интерфейс будет простаивать. В каждом случае мы 1/2 = CIR / Interface rate
времени тратим на передачу и 1/2 на простой. Если увеличить CIR до 75Мбит/c, то соответственно 75/100=3/4 периода займёт передача и 1/4 пауза.
Обратите внимание что наклон прямых, показывающих объём переданных данных, всегда одинаков. Потому что скорость интерфейса константа (синие точки) и мы физически не можем передавать с другой скоростью.
В большинстве случаев при конфигурации оборудования используются именно burst, хотя могут использоваться и временные интервалы. На графике хорошо видны отличия, меньший burst даёт более строгое следование заданному ограничению — график не убегает далеко от СIR, даже на меньшем измеряемом промежутке и при этом обеспечивает короткие паузы между моментами передачи. А больший burst не ограничивает трафик на коротких отрезках. Если измерять скорость только за первые 0,5 секунды, то получилось бы 50/0,5 = 100Мбит/c. А долгая пауза после такой передачи может негативно сказаться на механизмах управления трафиком за границами нашего устройства, или привести к потере логического соединения.
Если быть ближе к реальности, сетевой трафик, как правило, не передаётся непрерывно, а имеет разную интенсивность в разные моменты времени (
На этом графике видно, что за 1 секунду мы хотим передать 55Мбит при ограничении 50Мбит. То есть, реальный трафик практически не выходит за границы которые мы установили к концу измеряемого интервала. При этом механизмы ограничения приводят к тому, что передаётся меньший объём данных чем мы ожидаем. И здесь больший burst выглядит лучше, так как захватываются интервалы где трафик действительно передаётся, а меньший burst и желание строго ограничивать трафик на всём участке, выливается в большие потери.
Шейпер
Будем ещё ближе к реальности, в которой всегда имеется буфер для передачи данных. С учётом того что интерфейс у нас или занят на 100% или простаивает, а данные могут поступать одновременно из нескольких источников быстрее чем интерфейс может их передавать, то даже простейший буфер формирует очередь, позволяя данным дождаться момента передачи. Он также позволяет компенсировать те потери которые у нас могут возникнуть из-за введённых ограничений:
Policer это график Burst 5 с предыдущего изображения. Shaper тот же график Burst 5, но с учётом буфера, в котором задерживаются не успевшие передаться данные и которые могут быть переданы чуть позже.
В результате, мы полностью обеспечили наши требования по ограничению трафика «сгладив» пики источника и не потеряв данные. Трафик по-прежнему имеет пульсирующую форму: чередующиеся периоды передачи и паузы — потому что мы не можем повлиять на скорость интерфейса и управляем только объёмом передаваемых за раз данных. Это тот самый график сравнения шейпера и полисера из СДСМ QoS, но с другой стороны:
Какой ценой мы этого достигли? Ценой буфера, который не может быть бесконечным и который вносит задержку в передаче данных. Пик на графике буфера приходится на 15Мбит, это те данные которые теряются полисером, но задерживаются шейпером. При заданном ограничении 50Мбит/c — это 15/50=300 миллисекунд, что для многих сетевых приложений уже за гранью дозволенного.
А теперь посмотрим когда эта цена играет роль, достаточно лишь чуть большей интенсивности трафика — 60Мбит/c, при ограничении 50Мбит/c:
Количество переданных данных шейпером и полисером совпали. Полисер, конечно, теряет данные, а шейпер копит в буфере, занятое место в котором непрерывно растёт, то есть растёт задержка. Когда место в буфере кончится, данные шейпером также начнут теряться, но с поправкой на размер буфера, с задержкой.
Поэтому, выбирая шейпер или полисер стоит отталкиваться от того, насколько критична дополнительная задержка, которая выше, чем больше скорость и чем интенсивнее трафик. Или стоит пожертвовать данными и потерять часть из них, учитывая что на следующем логическом уровне почти наверняка сработают механизмы восстанавливающие целостность передачи и реагирующие на заторы и потери.
Корзина
Для учёта объёма трафика переданного через интерфейс используется понятие и термин корзина. Фактически, это счётчик от максимального значения burst до 0, который уменьшается с передачей каждого кванта данных — токена. Соответственно, есть два процесса — один наполняет корзину, второй из неё забирает.
Корзина наполняется до величины burst каждый заданный интервал, при известном CIR. Для burst 5 и CIR 50, каждые 0,1 секунду, как было рассчитано чуть ранее. Но объём трафика за интервал времени может быть меньше чем заданный нами burst, так как условие ограничения — «не больше». Значит этот счётчик может не доходить до 0 и в корзине остаются токены. Тогда в следующий интервал, при заполнении корзины, неиспользуемый объём данных (токенов) будет потерян.
Такая ситуация видна на графике Policer выше, каждые 0,05 секунд мы в состоянии передать 5Мбит на скорости интерфейса, но количества данных которые у нас есть всего 3Мбит, так как скорость поступления данных всего 60Мбит/c. Именно поэтому график почти сливается с CIR, что не совсем корректно. Передача в любом случае осуществляется на скорости интерфейса и 3Мбит будут переданы за 0,03 секунды, а оставшиеся 0,02 будет пауза. Это давало бы нам характерную лесенку, которую мы видим на графике Shaper. Здесь, как раз, пример средней скорости и сглаживания точности измерения, что обычно показывают системы мониторинга оперирующие даже не секундами, а минутами.
Улучшим подход, зная что трафик спонтанен и больший burst может помочь не потерять данные.
Введём ещё одну корзину, куда будем складывать неиспользованные на предыдущем интервале токены. Таким образом, в случае отсутствия трафика от источника, будет частично компенсироваться этот простой, как если бы у нас был больший burst. Для каждой корзины задаётся собственный burst, для основной — Committed Burst, CBS, Bc. А для второй — Excess Burst, EBS, Be. Таким образом максимальный объём данных который может быть непрерывно передан равен CBS+EBS.Shaper Exs (жёлтый) — график с учётом двух корзин, каждая объёмом burst в 5Мбит. Shaper — график с предыдущего изображения. Теперь максимальный burst=EBS+CBS=10 и первые 0,1 секунду мы используем его. Основную корзину мы пополняем каждые 5/50=0,1 секунду. Соответственно, в момент времени 0,1 опять есть возможность передавать данные и период непрерывной передачи длится 0,15 секунды. В результате длительного простоя, когда трафика с источника не было и все данные из буфера мы передали, в момент времени 0,6 секунд, добавляем неиспользуемый объём данных во вторую корзину.
Сделаем ещё одно улучшение касающееся времени. Избавимся от периодического процесса пополнения корзины и заменив его на пополнение только в те моменты, в которые к нам поступают данные. В большинстве случаев, меньше чем одним, целым пакетом за раз никто не оперирует. Поэтому можно посчитать период между приходами последовательных пакетов и пополнять корзину тем объёмом данных, которые соответствуют данному периоду. Это, во первых, исключит необходимость держать отдельный таймер для временных интервалов связанных с burst периодами, а во вторых, сократит периоды между возможными пропусками трафика.
Следовательно burst, как максимальный объём непрерывно передаваемых данных, отделился от понятия количество пополняемых за раз данных, хотя формула осталась та же: пополняемый объём в токенах = интервал между последовательными пакетами * CIR
. Но пополнить корзину больше чем её максимальный объём burst мы не можем, это то условие с помощью которого и достигается ограничение. Размер пакета задаёт наименьший из возможных burst — размер наименьшего пакета в данной сетевой технологии. Если burst будет меньше, то целый пакет невозможно будет отправить за отведённый интервал, при заданной скорости интерфейса.
Полисер: 1 скорость, 2 корзины, 3 цвета
Для каждого пакета происходит проверка по следующему алгоритму:
- Если размер пакета меньше чем токенов в первой корзине, то этот пакет помечается как green, а из первой корзины вычитается количество токенов соответствующих размеру пакета, иначе
- Если размер пакета меньше чем токенов во второй Excess корзине, то этот пакет помечается как yellow, а из второй корзины вычитается количество токенов соответствующих размеру пакета, иначе
- Пакет помечается как red и ничего и ниоткуда не вычитается.
В случае использования одной корзины, второй пункт исключаем.
Используем те же параметры что и раньше CIR=50, CBS=5, EBS=5. Количество токенов в корзинах теперь показано отдельно: основная Bucket C (голубой) и дополнительная Bucket E (фиолетовый). Теперь у нас не непрерывный поток битовых данных, а пакеты по 5Мбит. Что не совсем реально, трафик, в общем случае, состоит из разных по размеру пакетов приходящих в разные интервалы времени, и это очень сильно может изменить картину происходящего. Но для демонстрации базовых принципов и удобства подсчёта используем такой вариант. Также, отражён процесс пополнения корзины с приходом каждого пакета.
В первые 0,05 секунд передаём пакет в 5Мбит, опустошая основную корзину. С приходом второго пакета мы пополняем её, но на величину 2,5Мбит, что соответствует заданному CIR 0,05*50. Этих токенов не хватает для передачи следующего пакета в 5Мбит, поэтому мы опустошаем вторую корзину, но пакет помечается по другому. Через 0,05 секунд опять приходит пакет, и мы опять пополняем основную корзину на 2,5Мбит и этого объёма хватает для его передачи в зелёной категории. Следующему пакету, несмотря на то что корзина пополняется, уже не хватает токенов и он попадает в красную категорию. Красный сплошной график отражает ситуацию, если отбрасываются только пакеты помеченные красным.
Во время простоя корзины не пополняются, как это было видно на предыдущем графике, но в момент времени 0,6, при получении следующей порции данных высчитывается интервал между пакетами: 0,6-0,3=0,3 секунды, следовательно у нас есть 0,3*50=15Мбит для того чтобы пополнить основную корзину. Максимальный её объём CBS=5Мбит, остатком пополняется вторая корзина, тоже объёмом EBS=5Мбит. Оставшиеся 5Мбит мы не используем, тем самым трафик с очень длинными паузами всё равно ограничивается, чтобы не допустить ситуации: час бездействия — час без ограничений.
В итоге, на графике 6 зелёных участков или 30Мбит переданных за секунду — средняя скорость 30Мбит/c, что соответствует использованию только одной корзины и двух цветов. 3 жёлтых участка и в сумме с первым графиком 45Мбит/c, с учётом красных участков 55Мбит/c — две корзины, три цвета.
2 скорости, 3 цвета
Существует ещё один подход RFC 2698, в котором задаётся параметр пиковой скорости PIR — Peak Information Rate. И в этом случае используются две корзины, но каждая из которых заполняется независимо от другой — одна в соответствии с CIR, другая с PIR:
- Bucket CIR,
пополняемый объём в токенах = интервал между последовательными пакетами * CIR
- Bucket PIR,
пополняемый объём в токенах = интервал между последовательными пакетами * PIR
Таким образом, если PIR больше CIR то одна из корзин будет наполняться быстрее чем другая.
Трафик, как и в предыдущем случае, классифицируется на 3 категории следующим образом:
- Если размер пакета меньше чем токенов в CIR корзине, то этот пакет помечается как green и из обеих корзин вычитается количество токенов соответствующих размеру пакета, иначе
- Если размер пакета меньше чем токенов в PIR корзине, то этот пакет помечается как yellow и только из PIR корзины вычитается количество токенов соответствующих размеру пакета, иначе
- Пакет помечается как red и ничего и ниоткуда не вычитается.
Основная идея такого подхода использовать два независимых ограничения, если мы помещаемся в оба, то это зелёная зона, если только под одно, то жёлтая, если ни под одно, то красная.
Вспомним для чего нам вторая корзина и больший burst, чтобы компенсировать периоды простоя трафика за счёт менее строго ограничения за больший период. Подход с двумя условиями даёт нам ту же возможность. Сформируем PIR и CIR равными 50Мбит/c, размер первой корзины 5, а второй PBS 10. Почему 10? Потому что это независимое ограничение, что возвращает нас к самому первому графику показывающему разницу burst. То есть, мы хотим добиться среднего результата между burst 5 и burst 10 и задаём эти условия напрямую.
Получили такой же график для полисера, что и при использовании предыдущего метода. При burst=10 получаем больше свободы, а вторым условием burst=5 добавляем точности. Обратите внимание как ведут себя корзины, каждая сама по себе.
Два отдельных условия, каждое из которых выполняется для одних и тех же входящих значений. Более строгое — классифицирует трафик, который гарантированно попадает под него, а менее строгое расширяет эти границы. В случае равных CIR и PIR, получаем взаимозаменяемый с предыдущим метод.
А устанавливая PIR скорость увеличиваем количество степеней свободы. Можно отдельно проверить разные burst при разных профилях трафика с разными CIR, а потом совместить всё вместе с использованием этого метода:
CIR=50, PIR=75, CBS=5, PBS=7,5. CBS и PBS выбраны таким образом, чтобы укладываться в одинаковый интервал. Но, конечно, можно исходить из других условий, например для PIR сделать меньший burst, чтобы увеличить гарантию не выхода за обозначенные границы, а для CIR наоборот, более лояльный.
В принципе, при интенсивном трафике нет причин ставить маленький burst ни в каком случае, ни для какой из корзин. Несколько десятков секунд и несколько лишних мегабайт не сделают погоды на продолжительных временных интервалах, но частые блокировки из-за небольшого burst, могут сломать незаметные для нас механизмы регулировки потока. Для трафика 80Мбит/c, в зелёную зону уложилось 40Мбит/c. Учитывая жёлтую как раз вписались между CIR и PIR — 60МБит/c. Ещё раз, механизмы ограничения пытаются гарантировать не выход за верхние границы, про нижние они ничего не знают. И как видно в примерах, результирующий трафик всегда меньше заданных ограничений, иногда сильно меньше, даже если он сам попадал в них без посторонней помощи.
Описанные выше подходы сформировались в RFC уже больше 20 лет назад, но на свалку истории пока не торопятся, и часто применяются именно как ограничивающий инструмент ухудшающий качество, а не как классификатор, или как компенсирующий механизм. Даже в самых современных реализациях вы обязательно встретите если не эти алгоритмы, но эти термины обязательно и, конечно, сложность применения понятия скорости в сетях передачи данных. Может быть с ещё одной статьёй разобраться во всём этом станет чуть проще.
Часто задаваемые вопросы о XAVC — Sony Pro
XAVC — это больше, чем просто формат. Разработанный Sony формат XAVC — это пропуск в мир профессионального и пользовательского контента 4K. Это доказательство того, что Sony может для всей отрасли создавать инновационные решения, превосходящие по своим характеристикам формат HD.
Формат XAVC воплощает идею Beyond HD (Превосходя HD). Он был разработан для киносъемки, цифрового телевидения высокой четкости (HDTV) и рекламных роликов, для которых требования к качеству превышают возможности формата 1080.
XAVC не заменит, а дополнит существующие форматы, включая MPEG4 SStp и MPEG2 (фактически, стандарт для HDTV).
Формат XAVC не является заменой кодека MPEG4 SStp. Формат MPEG4 SStP используется многими крупными телевещательными компаниями по всему миру, в том числе как формат записи на ленту HDCAM-SR для обмена материалами, мастеринга и архивирования программ. Потери качества видео практически нет, и многие считают, что формат HDCAM-SR не отличается от записи полосы частот. SStP останется эталонным кодеком для мастеринга.
Главная цель разработки формата XAVC — организовать доступную по цене среду для создания и обработки цифрового изображения для 4K и контента с высокой частотой кадров. Несмотря на то, что изначально мы разрабатывали стандарт XAVC как кодек 4K, большинство его характеристик также актуальны для HDTV, так что он дополнит собой линейку существующих кодеков, таких как MPEG2 и MPEG4 SStP. С одной стороны, XAVC обеспечивает более качественное изображение по сравнению с MPEG2 благодаря 10-битной дискретизации и новейшей технологии сжатия. Однако с другой стороны, MPEG2 требует меньше места и вычислительных мощностей, чем XAVC. По этим причинам MPEG2 50 Мбит/с останется фактическим стандартом для новостного и основного производства для HDTV.
Ни один из существующих форматов не может эффективно поддерживать качество и требования для производства выше стандарта HD 1080/50 Мбит/с.
Формат XAVC поддерживает 4K/HD, 4:4:4/4:2:2/4:2:0 и разрядность 12/10/8 бит, что достаточно для большинства сфер применения — от профессиональных до потребительских продуктов и производства 4K до потокового онлайн-вещания и пользовательских приложений. Формат AVCHD, напротив, поддерживает 24 Мбит/с для 1080 50i/50i или 28 Мбит/с для 1080 50P/60P при разрядности 4:2:0 8 бит и полностью совместим с форматом дисков Blu-ray. В форматах XAVC и AVCHD используется аналогичная технология сжатия MPEG-4 AVC/H.264, но эти форматы не совместимы друг с другом.
XAVC S — это расширение, работающее на основе техник и технологий XAVC, а также предназначенное для потребительских продуктов и рабочих процессов. Оно поддерживает формат 1920×1080 HD и 4K с разрешением 3840×2160 пикселей (последний также известен как Quad Full HD, QFHD, UltraHDTV или UHDTV). XAVC S – это упрощенный кодек с технологией сжатия Long GOP, обеспечивающий сравнительно небольшой размер записываемых файлов. XAVC S использует файловую оболочку MP4 для лучшей совместимости и оптимальной эксплуатации в потребительских рабочих процессах.
Первыми кодек XAVC поддерживали модульные камкордеры PMW-F5 и PMW-F55. Они давали возможность вести запись в формате XAVC Intra Frame и были специально разработаны для цифрового видеопроизводства. С тех пор компания Sony представила множество новых камкордеров и других продуктов, которые поддерживают XAVC Intra Frame и Long GOP, тем самым удовлетворяя требованиям как высококачественного цифрового видеопроизводства, так и стандартного вещания (промышленного и потребительского).
Вся аппаратура XAVC поддерживает несколько кодеков и может переключаться с нового кодека XAVC на более старые. Ассортимент кодеков для каждого продукта зависит от целевого рынка. Благодаря этому операторы могут создавать шедевры в качестве, лучшем чем HD, а также вести съемку в традиционных форматах.
XAVC предназначен для средней скорости передачи данных в высоком разрешении, материалов с большой частотой кадров и стандартной в отрасли файловой оболочки MXF для использования в традиционных рабочих процессах видеопроизводства. Кодек RAW сохраняет все данные с матрицы камеры, благодаря чему обеспечивается максимально высокое качество записи, однако при высокой скорости передачи данных используются невзаимозаменяемые форматы. Функциональные возможности RAW зависят от камеры и определяются ее матрицей. Этот кодек предлагает возможности, которые понадобятся во время сложного процесса постпроизводства.
Файловая оболочка XAVC MXF поддерживает файлы MPEG2 и MPEG4 SStP MXF OP-1a. Идеально для доставки файлов и серверных операций.
Sony непрерывно сотрудничает с основными производителями оборудования для нелинейного монтажа и различными разработчиками приложений для постпроизводства. XAVC — это открытый формат, позволяющий другим вещательным компаниям и производителям контента разрабатывать собственные продукты с высоким качеством изображения и частотой кадров.
XAVC® и логотип XAVC® являются зарегистрированными товарными знаками компании Sony Corporation.
Сравнение мобильных сетей 2G, 3G, 4G и 5G
Вы можете получить доступ к Интернету на своем смартфоне, используя соединение 2G, 3G, 4G или 5G. Узнайте, как сравниваются скорости загрузки.
Когда речь идет о скорости загрузки мобильного интернета, часто используются такие термины, как 2G, 3G, 4G и 5G. Что касается четырех разных поколений мобильных технологий, каждое из них дает очень разную скорость загрузки.
Старые соединения 2G обеспечивают скорость загрузки около 0,1 Мбит/с, а в самых передовых сетях 3G она возрастает до 8 Мбит/с. Скорость около 60 Мбит/с доступна в мобильных сетях 4G в Великобритании (но она может быть значительно выше в других странах, таких как США). Мобильные сети 5G следующего поколения нацелены на скорость загрузки более 1000 Мбит/с (1 Гбит/с).
В этой статье мы подробно рассмотрим тему скорости загрузки и посмотрим, как сравниваются мобильные сети 2G, 3G, 4G и 5G. Мы также рассмотрим реальные скорости и то, как они повлияют на ваше фактическое повседневное использование.
Содержание
- 1 Что такое скорость загрузки?
- 2 Скорость загрузки 2G, 3G, 4G и 5G
- 3 Влияние на время загрузки и потоковую передачу
- 4 Задержка
- 5 Скорость загрузки и ограничения загрузки
- 6 Терминология
- 7 Дополнительная информация
Что такое скорость загрузки?
«Скорость загрузки» — это показатель скорости, с которой данные могут передаваться из Интернета на ваш смартфон. Этими данными может быть веб-страница или фотография, которую вы просматриваете, или это может быть приложение или видео, которое вы загружаете на свой смартфон.
В самой грубой форме скорость загрузки измеряется в «битах в секунду» (бит/с), где «бит» — это единица или ноль в двоичном формате. Однако чаще мы говорим о скорости загрузки в «мегабитах в секунду» (Мбит/с), где 1 мегабит равен 1 000 000 бит.
Как правило, более высокая скорость загрузки обычно означает, что контент из Интернета загружается быстрее и с меньшим ожиданием. Более высокая скорость загрузки также поддерживает потоковую передачу более высокого качества (например, вы можете смотреть видео с более высоким разрешением по мере его загрузки без буферизации). Однако скорость загрузки не является полной картиной: существует также связанная с этим концепция задержки (обсуждается ниже), которая влияет на скорость отклика вашего Интернета.
Скорость загрузки 2G, 3G, 4G и 5G
В следующей таблице показано сравнение скоростей загрузки в различных вариантах мобильных сетей 2G, 3G, 4G и 5G. Столбец значков относится к тому, что вы, скорее всего, увидите на панели уведомлений вашего смартфона при использовании одной из этих сетей.
Поколение | Значок | Технология | Максимальная скорость загрузки | Типичная скорость загрузки |
---|---|---|---|---|
2G | Г | GPRS | 0,1 Мбит/с | <0,1 Мбит/с |
Е | КРАЙ | 0,3 Мбит/с | 0,1 Мбит/с | |
3G | 3G | 3G (базовый) | 0,3 Мбит/с | 0,1 Мбит/с |
Н | HSPA | 7,2 Мбит/с | 1,5 Мбит/с | |
Н+ | HSPA+ | 21 Мбит/с | 4 Мбит/с | |
Н+ | DC-HSPA+ | 42 Мбит/с | 8 Мбит/с | |
4G | 4G | LTE Категория 4 | 150 Мбит/с | 15 Мбит/с |
4G+ | 4G+ | Расширенный LTE Cat6 | 300 Мбит/с | 30 Мбит/с |
4G+ | Расширенный LTE Cat9 | 450 Мбит/с | 45 Мбит/с | |
4G+ | Расширенный LTE Cat12 | 600 Мбит/с | 60 Мбит/с | |
4G+ | LTE-расширенный Cat16 | 979 Мбит/с | 90 Мбит/с | |
5G | 5G | 5G | 1000–10 000 Мбит/с (1–10 Гбит/с) | 150-200 Мбит/с |
В нашей таблице представлены две разные скорости загрузки. Первый — это теоретическая «максимальная скорость загрузки». Это основано на ограничениях технологии, при условии, что у вас было идеальное покрытие и не было заторов на мачтах. Мы также указали более «типичную скорость загрузки», которая лучше отражает то, что вы действительно испытываете изо дня в день.
Фактическая скорость загрузки, которую вы получите, будет зависеть от ряда факторов, таких как ваше местоположение, находитесь ли вы в помещении или на улице, расстояние до ближайших мачт и количество заторов на них. Вы можете измерить реальную скорость загрузки вашего соединения с помощью таких инструментов, как Speed Test от Google, Fast.com от Netflix или SpeedTest.net от Ookla.
К каким технологиям я могу получить доступ?
Последний iPhone поддерживает LTE-Advanced категории 16.Для доступа к определенной технологии вам понадобится как мобильный телефон, так и мобильная сеть, которая ее поддерживает. Например, если вы хотите получить доступ к категории 6 LTE-Advanced, вам понадобится мобильный телефон, который его поддерживает, и мобильная сеть, имеющая покрытие в вашем районе.
Большинство современных смартфонов теперь поддерживают технологию 4G, но они часто отличаются максимальной поддерживаемой скоростью загрузки или максимальной «категорией» LTE, которую они поддерживают. Некоторые из последних флагманских смартфонов, такие как iPhone XS и Galaxy S9, теперь поддерживают LTE-Advanced категории 16.
Мобильные сети также различаются максимальной скоростью загрузки и предлагаемым покрытием. В Великобритании на момент написания статьи можно было получить скорость до категории 9 на EE и Vodafone (до 450 Мбит/с) и до скорости категории 6 на O2 и Three (до 300 Мбит/с). Однако в других странах это часто выглядит совсем иначе. Например, в Соединенных Штатах можно получить скорость до категории 16 (до 979 Мбит/с) во всех основных мобильных сетях, включая AT&T, Sprint, T-Mobile и Verizon.
Влияние на время загрузки и потоковую передачу
В следующей таблице показано сравнение ожидаемого времени загрузки для различных технологий:
Действие | Время загрузки 4G | Время загрузки 3G | Время загрузки 2G |
---|---|---|---|
Доступ к обычной веб-странице | 0,5 секунды | 4 секунды | 3 минуты |
Отправка электронного письма без вложений | <0,1 секунды | <0,1 секунды | 1 секунда |
Загрузка качественной фотографии | 0,5 секунды | 4 секунды | 3 минуты |
Загрузка музыкального трека (MP3) | 3 секунды | 10 секунд | 7 минут |
Загрузка приложения | 8 секунд | 1 минута | 40 минут |
Для этой сравнительной таблицы мы использовали средние скорости загрузки 30 Мбит/с (4G LTE Cat6), 4 Мбит/с (3G HSPA+) и 0,1 Мбит/с (2G EDGE). Типичные размеры файлов, используемые в наших расчетах: 2 МБ для веб-страницы, 10 КБ для обычного электронного письма, 2 МБ для высококачественной фотографии, 5 МБ для музыкальной дорожки и 30 МБ для типичной загрузки приложения.
Мы не указали время загрузки 5G в таблице выше, но можно с уверенностью сказать, что все они загружаются почти мгновенно!
Приложения для потоковой передачи
Netflix — это приложение для потоковой передачи видео.Когда речь идет о некоторых приложениях, передающих данные в потоковом режиме, ваше соединение должно поддерживать минимальную скорость загрузки. Это связано с тем, что контент из Интернета отображается на вашем телефоне одновременно с его загрузкой (концепция, широко известная как «потоковая передача»). Если контент не может быть загружен с достаточной скоростью, во время воспроизведения будут возникать паузы (также известные как «буферизация»).
Приложения, использующие потоковую передачу, включают передачу голоса по IP (например, звонки через Skype или WhatsApp), приложения для онлайн-видео (например, Netflix и YouTube) и онлайн-радио. В следующей таблице показаны минимальные скорости загрузки, необходимые для плавного воспроизведения этого контента без буферизации:
Активность | Требуемая скорость загрузки |
---|---|
Звонок по Skype/WhatsApp | 0,1 Мбит/с |
Видеовызов Skype | 0,5 Мбит/с |
Видеовызов Skype (HD) | 1,5 Мбит/с |
Прослушивание онлайн-радио | 0,2 Мбит/с |
Просмотр видео на YouTube (базовое качество) | 0,5 Мбит/с |
Просмотр видео на YouTube (качество 720p HD) | 2,5 Мбит/с |
Просмотр видео на YouTube (качество 1080p HD) | 4 Мбит/с |
Просмотр iPlayer/Netflix (стандартное разрешение) | 1,5 Мбит/с |
Просмотр iPlayer/Netflix (высокое разрешение) | 5 Мбит/с |
Просмотр iPlayer/Netflix (4K UHD) | 25 Мбит/с |
Соединение 3G или лучше, как правило, должно поддерживать большинство этих действий. Наличие более быстрого соединения 4G также может позволить вам транслировать контент более высокого качества (например, смотреть Netflix в качестве 4K Ultra HD).
Задержка
Помимо скорости загрузки, задержка является еще одним очень важным понятием, влияющим на работу смартфона. Это также известно как «задержка» или «пинг», если вы знакомы с онлайн-играми.
Когда ваш мобильный телефон хочет загрузить какой-либо контент из Интернета, сначала возникает задержка, прежде чем сервер на другом конце начинает отвечать. Только после того, как сервер ответит, загрузка будет продолжена. Например, если для первоначального ответа сервера требуется 0,5 секунды, а затем 1 секунда для загрузки файла, вам потребуется подождать в общей сложности 1,5 секунды для завершения загрузки.
Соединения с высокой задержкой могут привести к медленной загрузке веб-страниц, а также повлиять на работу приложений, требующих подключения в реальном времени (например, голосовые вызовы, видеовызовы и игровые приложения).
В технологиях 2G, 3G, 4G и 5G ожидаемая задержка существенно различается:
Поколение | Типичная задержка |
---|---|
2G | 500 мс (0,5 секунды) |
3G | 100 мс (0,1 секунды) |
4G | 50 мс (0,05 секунды) |
5G | 1 мс (0,001 секунды)* |
* Целевая задержка соединения 5G составляет 1 мс (теоретическая). Другие цифры основаны на реальном использовании.
Многие люди утверждают, что преимущества 5G больше связаны с уменьшением задержки и увеличением пропускной способности, а не с более высокой скоростью загрузки. Это связано с тем, что скорости загрузки, доступные в 4G, уже достаточно высоки для большинства применений (например, 5 Мбит/с уже более чем достаточно для видео высокой четкости). Однако, несмотря на то, что более высокая скорость загрузки не имеет здесь большого значения, сокращение задержки благодаря технологии 5G улучшит общее время отклика.
Уменьшенная задержка технологии 5G особенно важна для некоторых новых встроенных приложений мобильных технологий. Например, подключенный автомобиль, движущийся по автомагистрали со скоростью 70 миль в час (110 км/ч), проедет почти 2 метра за время, необходимое мобильной сети 4G для ответа. Меньшая задержка соединения 5G позволит более безопасно использовать мобильные технологии в автомобилях.
Скорость загрузки и лимиты загрузки
Скорость загрузки не должна напрямую влиять на объем потребляемых данных. Это связано с тем, что веб-страницы, которые вы посещаете, и файлы, которые вы загружаете, по-прежнему имеют одинаковый размер (и, следовательно, будут потреблять одинаковый объем данных) независимо от того, какой у вас тип подключения. Есть, однако, два ключевых исключения из этого:
- Адаптивная потоковая передача видео. Некоторые поставщики видео (например, YouTube и Netflix) автоматически настраивают качество видео в зависимости от того, с чем может справиться ваше соединение. Например, вы можете получать видео стандартной четкости по соединению 3G и видео высокой четкости по соединению 4G или 5G. Это может увеличить объем потребляемых данных при переходе на более быстрое соединение.
- Увеличение вовлеченности. Увеличенная скорость загрузки и более быстрое подключение к Интернету могут побудить вас потреблять больше контента и чаще пользоваться телефоном в пути.
По обеим этим причинам мы обычно советуем выбирать больший лимит данных при переходе на мобильную сеть или тариф, предлагающий более высокую скорость загрузки.
Терминология
Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с
В мегабите 1000 килобит (1000 кбит = 1 Мбит) и 1000 мегабит в гигабите (1000 Мбит = 1 Гбит). Это означает, что соединение со скоростью 1 Мбит/с в два раза быстрее, чем соединение со скоростью 500 кбит/с. В Википедии есть полное объяснение.
В повседневной жизни удобнее всего говорить о скорости загрузки в мегабитах в секунду (Мбит/с). Соединения 2G иногда указываются в кбит/с (например, максимальная скорость загрузки для GPRS составляет 80 кбит/с). Точно так же соединения 5G иногда указываются в Гбит/с (например, целевая скорость загрузки для технологии 5G составляет 1–10 Гбит/с). Для простоты сравнения мы преобразовали эти измерения в общепринятые единицы измерения Мбит/с.
Мбит/с против Мбит/с
Нет никакой разницы между Мбит/с и Мбит/с: это просто два разных способа сокращения «мегабит в секунду». В Ken’s Tech Tips мы предпочитаем использовать термин Мбит/с, так как считаем, что он обеспечивает большую ясность. Альтернативную аббревиатуру, Мбит/с, часто путают с «мега байт в секунду».
Важно различать биты и байты. В то время как скорость загрузки обычно измеряется в «мегабитах в секунду» (Мбит/с), лимиты загрузки и размеры загрузки измеряются в мегабайтах (МБ). Поскольку в одном байте 8 бит (и, следовательно, в одном мегабайте 8 мегабит), на самом деле вам потребуется 8 секунд, чтобы загрузить файл размером 1 МБ при соединении со скоростью 1 Мбит/с.
5G Wi-Fi
Термин «5G Wi-Fi» часто путают с мобильной технологией 5G. Фактически, «5G» на самом деле означает 5 ГГц и относится к частотам, используемым сетью Wi-Fi для связи с вашим устройством (традиционно сети Wi-Fi использовали спектр около 2,4 ГГц).
Поскольку «5G» в «5G Wi-Fi» не имеет отношения к скорости загрузки, рекомендуется, чтобы эта технология теперь называлась Wi-Fi 5 или 802.11ac, чтобы избежать путаницы.
Дополнительная информация
Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт вашей мобильной сети, чтобы узнать о скорости загрузки и покрытии, которое они могут предложить. Если вы находитесь в Великобритании, посетите веб-сайты EE, O2, Three и Vodafone.
Быстро ли 50 Мбит/с? Что именно вы могли бы с этим сделать?
50 Мбит ни в коем случае не быстро, но для некоторых людей этого может быть достаточно.
Популярная скорость интернет-сервиса планирует ограничить скорость загрузки до 50 Мбит/с. Это может быть заманчиво, потому что это дешево, но на самом деле, это, вероятно, достаточно быстро только для одного человека (или, возможно, для терпеливой пары).
Откуда мы это знаем? Мы провели целую кучу тестов, вот как! Мы обнаружили, что 50 Мбит/с едва хватает для 2 потоков 4K Netflix, не говоря уже о любой другой интернет-активности.
Но это еще не все. Так что оставайтесь с нами, пока мы раскрываем все.
Жить со скоростью 50 Мбит/с
Что именно можно сделать со скоростью скачивания 50 Мбит/с?
50 Мбит/с не является мега ограничением, но может вызвать некоторые затруднения у одного активного интернет-пользователя или у нескольких человек в одной сети.
Давайте разберемся.
Netflix и Spotify
Когда дело доходит до потребления контента посредством потоковой передачи, Netflix и Spotify легко являются двумя крупнейшими компаниями в своих областях. Но насколько они будут доступны на скорости 50 Мбит/с?
Начнем с фильмов. Netflix требуется пропускная способность 25 Мбит/с для потоковой передачи в режиме 4K, «ультра HD» [1]. Итак, хотя технически вы и еще один человек можете вести трансляцию в формате 4K одновременно, вы можете столкнуться с некоторыми проблемами.
Кроме того, если в сети происходят какие-либо другие интернет-процессы (например, прокрутка вашего смартфона), 2 потока 4K становятся невозможными.
Потоковое вещание в формате 720p (обычное HD) будет немного проще. Здесь требуется только 5 Мбит/с, поэтому при желании вы можете иметь до 10 потоков на ходу.
А как же музыка? Естественно, для потокового аудио требуется гораздо меньшая полоса пропускания. Для потока премиум-качества Spotify требуется 0,6 Мбит/с. Итак, 50 Мбит/с могут дать вам 83 трека на ходу одновременно!
Использование Zoom
Чтобы выяснить, какие видеозвонки мы могли бы сделать с помощью Zoom, нам нужно на мгновение отвлечь наше внимание на скорость загрузки, а не на скорость загрузки.
Причина в том, что ваша скорость загрузки часто составляет около одной десятой скорости загрузки в большинстве тарифных планов интернет-услуг. А для Zoom требуется скорость загрузки, аналогичная скорости загрузки.
Но какая скорость загрузки для этого требуется? Ответ для видеозвонка в формате HD 1080p составляет 3,8 Мбит/с. [2 ]
С этой информацией вы могли бы сделать один звонок на ходу со скоростью загрузки 50 Мбит/с, исходя из скорости загрузки 5 Мбит/с. Имеет смысл?
Не волнуйтесь, в Zoom доступны и другие качества. У вас нет , у вас нет , чтобы совершать звонки в 1080p.
Отказ от ответственности: доступно другое программное обеспечение для видеозвонков! Вы, вероятно, получили бы похожие номера от таких, как Skype и т. д. Но большая часть этого спроса связана с третьим фактором, пингом. И это на самом деле не коррелирует со скоростью загрузки или выгрузки.
Однако для игр вам все равно потребуется приличная скорость загрузки. В противном случае вы столкнетесь со всевозможными лагами.
Для большинства игр требуется скорость загрузки около 1 Мбит/с. Итак, основываясь на математике Zoom, которую мы только что использовали, мы уверены, что пять игроков могут играть одновременно со скоростью загрузки 50 Мбит/с (или, точнее, скоростью загрузки 5 Мбит/с).
Загрузка
В целом, 50 Мбит/с будет достаточно для одного человека, чтобы стримить, играть и общаться с друзьями в высоком качестве в свое удовольствие. Но как насчет последнего фактора, загрузки?
Здесь скорость 50 Мбит/с может быть слишком медленной для одного человека. Особенно нетерпеливый.
Рассмотрим пример загрузки файла игры. Это одни из самых больших файлов, которые обычному человеку когда-либо приходилось скачивать.
Возьмите Call of Duty: Modern Warfare для ПК. Эта игра имеет огромный размер файла 231 ГБ. Это безумие.
При скорости 50 Мбит/с загрузка Call of Duty: Modern Warfare займет утомительные 10 часов и 16 минут.
Вы, вероятно, захотите сделать это ночью, чтобы пропускная способность не ограничивалась весь день. Не особенно идеально, но не конец света.
Вывод: 50 Мбит/с в цифрах
Подводя итог, вот несколько вариантов поведения 50 Мбит/с в вашем доме:
- Два 4K-потока Netflix
- 83 Премиум-потоки Spotify Один поток 1080p Zoom call
- Пять игровых сессий
- 10 часов и 16 минут для загрузки одной из самых больших игр в истории это сравнить его с некоторыми другими скоростями загрузки. Итак, давайте посмотрим обзор некоторых других популярных скоростей.
10 Мбит/с
Если вы управляете скоростью загрузки только 10 Мбит/с, у вас могут быть проблемы! Наши выводы показали, что такая скорость загрузки вызовет всевозможные проблемы.
Например, вы не сможете транслировать ни одного фильма Netflix в формате 4K. Вы не можете совершить вызов Zoom в формате 1080p. На самом деле даже одна игровая сессия на такой скорости может стать проблемой.
И еще хуже? Загрузка Call of Duty: Modern Warfare займет утомительные два дня и три часа. Ой.
200 Мбит/с
Хорошо, теперь мы поговорим. 200 Мбит/с быстрее, чем средняя скорость загрузки для каждой отдельной страны мира [3] , но это ни в коем случае не вне досягаемости. 200 Мбит/с находится на «сверхбыстрой» территории, и это довольно неплохое место.
При скорости 200 Мбит/с возможно до восьми потоков 4K Netflix. Но убедительная статистика здесь заключается в том, насколько это ускоряет скорость загрузки.
Тот пример Call of Duty, о котором мы говорили? Всего два с половиной часа! Прогулка в парке. Буквально.
500 Мбит/с
Если вы управляете скоростью 500 Мбит/с, вам повезло. Если вы когда-либо чувствовали необходимость совершать 300 вызовов HD Zom одновременно, вы могли бы реализовать свою мечту на этой скорости.
Но это не единственное, что вы можете сделать на скорости 500 Мбит/с. Потому что, если бы вы отчаянно хотели сыграть в Call of Duty, вы бы получили ее всего за час.
1000 Мбит/с
Верно, скорость загрузки действительно может быть такой высокой. И если вы управляете скоростью 1000 Мбит/с, , вы вполне можете обеспечить широкополосным доступом большой офис, полный активных интернет-пользователей , если у вас есть подходящий маршрутизатор для этого.
Почувствуйте мощь невероятно быстрой загрузки со скоростью 1000 Мбит/с. Когда вы можете загрузить одну из самых больших игр всего за 30 минут, вы знаете, что все идет хорошо.
Интернет-провайдеры 50 Мбит/с Тарифы
*Данные последний раз обновлялись на дату публикации. Эти предложения могут варьироваться в зависимости от местоположения и времени.Как увеличить скорость интернета?
Чувствуете легкую зависть после прочтения о чистой мощности 1000 Мбит/с, в то время как вы застряли на скорости 50 Мбит/с или меньше? Мы не виним вас.
Хотя скорость 1000 Мбит/с недоступна во многих регионах мира, вы можете приблизиться к ней, устранив неполадки.
Вот некоторые из лучших способов повысить скорость загрузки.
#1 Смените свой тарифный план
50 Мбит/с — это обычное ограничение интернет-провайдеров (ISP) в их тарифных планах . Таким образом, есть большая вероятность, что это то, что сдерживает вас, если вы набираете 50 Мбит / с, но не более того. В этом случае вы можете изменить свой план.
Не знаете, какой у вас план? Просто обратитесь к своему провайдеру! Они смогут рассказать вам. И более того, они смогут узнать, есть ли более быстрый план в вашем районе.
Если его нет, вы всегда можете сменить провайдера. Может быть доступен более быстрый провайдер.
#2 Устранение неполадок маршрутизатора
Возможно, вас подвел не план. Это может быть сам маршрутизатор. И есть одна или две вещи, которые вы можете сделать, чтобы докопаться до сути.
Во-первых, попробуйте выключить маршрутизатор на стене на 10 секунд, а затем снова включить его.
Причиной этого конкретного маневра является то, что иногда маршрутизаторы могут со временем запутаться и заблокировать ненужные процессы, которые влияют на их производительность. Сброс может разморозить его.
Чтобы сделать все возможное, вы можете выполнить сброс настроек устройства. Просто удерживайте нажатой маленькую кнопку «Сброс» в течение 10 секунд и подождите, пока она вернется к жизни.
Однако имейте в виду, что при этом будут сброшены все ваши настройки, включая сетевое имя и пароль, если вы их настроили.
#3 Обновите маршрутизатор
Вы устранили неполадки в своем маршрутизаторе, но до сих пор не получаете от него многого? Возможно, пришло время обновиться. Маршрутизаторы, которые поставляются вашим интернет-провайдером, часто являются последними с точки зрения качества.
Итак, ознакомьтесь с нашим путеводителем по лучшим маршрутизаторам, если вы заинтересованы в приобретении новенького.
#4 Приобретите удлинитель Wi-Fi
Если на вашем устройстве нет трех полос Wi-Fi или если вы получаете гораздо более высокую скорость, когда находитесь рядом с маршрутизатором, вам может помочь обновление маршрутизатора. . Или вы можете просто продлить сигнал, взяв удлинитель Wi-Fi.
Мы собрали для вас лучшие из них.
#5 Отключите другие устройства или используйте QoS
Интенсивный интернет-трафик в вашей сети всегда влияет на скорость загрузки. Есть несколько способов исправить это.
Самый разрушительный, но, вероятно, эффективный способ — просто отключить все остальные устройства от сети. Смартфоны, компьютеры и игровые приставки всегда загружают обновления или синхронизируют данные за кулисами, и это повлияет на вашу производительность.
Чтобы получить больше технических знаний, вы можете попробовать что-то под названием Quality of Service (QoS). Это позволяет вам направлять внимание сети на определенные устройства, а не на другие. Или вы можете вообще отключить устройства от Wi-Fi.
Не все маршрутизаторы имеют QoS, но большинство таких маршрутизаторов, как ASUS и TP-Link, подойдут.
Как запустить тест скорости
Теперь, когда мы знаем немного больше о 50 Мбит/с и некоторых других скоростях, было бы неплохо выяснить, насколько высока ваша скорость загрузки на самом деле.
Таким образом, вы можете сравнивать с тем, что вы получаете дома на протяжении всей статьи.
И, к счастью, это очень просто! Все, что вам нужно сделать, это зайти на сайт теста скорости Ookla и нажать кнопку GO. Затем просто откиньтесь на несколько секунд и дайте ему сделать свое дело.
Ookla измерит ваш пинг, скорость загрузки и самый важный показатель: скорость загрузки.
Если Ookla по какой-либо причине вам не подходит, есть еще множество тестов скорости интернета, которые можно попробовать.
50 Мбит/с Часто задаваемые вопросы
Чувствуете, что чего-то не хватает? Есть еще вопросы? Вы, вероятно, найдете все ответы ниже.
Средняя скорость 50 Мбит/с?
Прямо сейчас, на момент написания статьи, средняя скорость загрузки в США составляет 146 Мбит/с. Это постоянно улучшается, но в любом случае это в 3 раза быстрее, чем 50 Мбит/с!
Если вы живете в Сербии или на Филиппинах, скорость 50 Мбит/с может быть вам знакома, так как это примерно средняя скорость в этих странах.
Какой роутер лучше на 50 Мбит/с?
На самом деле большинство маршрутизаторов легко справляются со скоростью 50 Мбит/с. Это просто, имеет ли маршрутизатор правильный диапазон для вашего дома. Вы всегда можете обновить его или получить расширитель Wi-Fi, если это не так.
Разве мы не должны измерять скорость интернета в МБ/с вместо Мбит/с?
Забавная история. Мы использовал для измерения в МБ/с, но интернет-провайдеры решили, что это выглядит недостаточно хорошо.