В каких единицах измеряется скорость передачи данных: Скорость передачи данных — сколько в мегабите мегабайт?

Содержание

Единица измерения передачи данных. Какие максимальные скорости интернета

Для оценки качества каналов передачи данных можно использовать следующие характеристики:

    скорость передачи данных по каналу связи;

    пропускную способность канала связи;

    достоверность передачи информации;

    надежность канала связи.

Скорость передачи данных . Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости (bit rate). Информационная скорость — определяется количеством битов, передаваемых по каналу связи за одну секунду бит/с, что в англоязычном варианте обозначается как bps.

Бодовая скорость измеряется в бодах (baud). Эта единица скорости получила свое название по фамилии французского изобретателя телеграфного аппарата Emilie Baudot – Э. Бодо. Бод – это число изменений состояния среды передачи в секунду (или числом изменений сигнала в единицу времени). Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии. Скорость передачи информации 2400 бод означает, что состояние передаваемого сигнала изменялось 2400 раз в секунду, что эквивалентно частоте 2400 Гц.

Для иллюстрации этих понятий обратимся к передаче цифровых данных по обычным телефонным каналам связи. В самых ранних моделях модемов, эти две скорости совпадали. Современные модемы кодируют несколько битов данных в одном изменении состояния аналогового сигнала и очевидно, что скорость передачи данных и скорость работы канала в этом случае не совпадают. Если на бодовом интервале (между соседними изменениями сигнала) передается N бит, то число значений модулируемого параметра несущей (переносчика) равно 2 N . Например, при числе градаций 16 и скорости 1200 бод одному боду соответствует 4 бит/с и информационная скорость составит 4800 бит/с, т.е. скорость в битах в секунду превышает скорость в бодах. В частности, модемы на 2 400 и 1 200 бит/с передают 600 бод, а модемы на 9 600 и 14 400 бит/с- 2 400 бод.

В аналоговых телефонных сетях скорость передачи данных определяется типом протокола который поддерживают оба модема, участвующие в соединении. Так, современные модемы работают по протоколам V.34+ со скоростью до 33600 бит/с или по протоколу асимметричного обмена данными V.90 со скоростью передачи до 56 Kbps.

Стандарт V.34+ позволяет работать по телефонным линиям практически любого качества. Первоначальное соединение модемов происходит по асинхронному интерфейсу на минимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. После тестирования линии выбираются основные параметры передачи (частота несущей 1,6-2,0 КГц, способ модуляции, переход в синхронный режим) которые в последствии могут динамически изменяться без разрыва связи, адаптируясь к изменению качества линии.

Протокол V.90 был принят Международным Союзом Электросвязи (МСЭ) в феврале 1998 г. В соответствии с этим стандартом модемы, установленные у пользователя, могут принимать данные от провайдера сети (входящий поток – Downstream) на скорости 56 Kbps, а посылать (исходящий поток – Upstream) – на скорости до 33,6 Kbps. Достигается это за счет того, что данные на узле сети, подключенному к цифровому каналу, подвергаются только цифровому кодированию, а не аналого-цифровому преобразованию, которое всегда вносит шум дискретизации и квантования. На стороне пользователя из-за «последней аналоговой мили» происходит и цифро-аналоговое (в модеме) и аналого-цифровое преобразование (на АТС), поэтому увеличение скорости невозможно. Очевидно, что применить такую схему удается только там, где один из модемов имеет доступ к цифровому каналу. Практически только провайдер сети Интернет может быть связан с АТС пользователя цифровым каналом.

Для соединений типа абонент-абонент по коммутируемой телефонной сети общего пользования новая технология непригодна и работа возможна только на скорости не выше 33,6 Kbps.

Скорости передачи цифровой информации для ЛВС различных типов приведены в таблице 2.1, а для глобальных сетей в таблице 2.2.

Таблица 2.1

Тип сети (протокол канального уровня)

Вид линии передачи данных

Толстый коаксиальный кабель (10Base-5)

Тонкий коаксиальный кабель (10base-2)

Неэкранированная витая пара UTP категории 3 (10Base-T)

Оптоволокно (10Base-F)

Оптоволокно (100Base-FX)

Gigabit Ethernet

Многомодовое оптоволокно (1000Base-SX)

Одномодовое оптоволокно (1000Base-LX)

Твинаксиальный кабель(1000Base-СX)

Token Ring (High Speed Token Ring)

Оптоволокно

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Оптоволокно

Таблица 2.2

Иерархия скоростей цифровых каналов глобальных сетей

Тип сети

Тип интерфейса и линии передачи данных

Скорость передачи данных, Мбит/с

T1/E1, кабель из 2-ух витых пар

T2/E2,коаксиальный кабель

T3/E3, коаксиальный и оптический кабель или радиолинии СВЧ

STS-3, OC-3/STM-1

STS-9, OC-9/STM-3

STS-12, OC-12/STM-4

STS-18, OC-18/STM-6

STS-24, OC-24/STM-8

STS-36, OC-36/STM-12

STS-48, OC-48/STM-16

BRI (базовый)

PRI (специальный)

Абонент-сеть (Upstream)

Сеть-абонент (Downstream)

На ВОЛС достигнуты рекордные скорости передачи информации. В экспериментальной аппаратуре с использованием метода мультиплексирования с разделением каналов по длинам волн (WDM — Wavelengths Division Multiplexing) достигнута скорость 1100 Гбит/с на расстоянии 150 км. В одной из действующих систем на основе WDM передача идет со скоростью 40 Гбит/с на расстояния до 320 км. В методе WDM выделяется несколько несущих частот (каналов). Так, в последней упомянутой системе имеются 16 таких каналов вблизи частоты 4*10 5 ГГц, отстоящих друг от друга на 10 3 ГГц, в каждом канале достигается скорость 2,5 Гбит/с.

Максимально возможная информационная скорость, пропускная способность C (bandwidth ) связана с полосой пропускания F (точнее с верхней частотой полосы пропускания) канала связи формулой Хартли-Шеннона. Пусть N – число возможных дискретных значений сигнала, например число различных значений модулируемого параметра. Тогда на одно изменение величины сигнала, в соответствии с формулой Хартли, приходится не более I=log 2 N бит информации.

Максимальную информационную скорость передачи можно определить как

С = log 2 N / t,

где t — длительность переходных процессов, приблизительно равная (3-4)Т В, а Т В = 1/(2πF). Тогда

бит/с, (2.1)

В случае канала с помехами количество различимых значений модулированного сигнала N должно быть ≤ 1+A, где A — отношение мощностей сигнала и помехи.

Для пользователей вычислительных сетей значение имеют не абстрактные биты в секунду, а информация, единицей измерения которой служат байты или знаки. Поэтому более удобной характеристикой канала является его реальная или эффективная скорость , которая оценивается количеством знаков (символов), передаваемых по каналу за секунду (cps, character per second), не включая служебную (например, биты начала и конца блока, заголовки блоков и контрольные суммы).

Эффективная скорость зависит от ряда факторов, среди которых не только скорость передачи данных, но и способ передачи, и качество канала связи, и условия его эксплуатации, и структура сообщений. Например, так как в среднем, при асинхронном методе передачи данных через модем каждым 10 переданным битам соответствует 1 байт или 1 символ сообщения, то 1 cps=10 bps. Для повышения эффективной скорости передачи используются различные методы сжатия информации, реализуемые как самими модемами, так и коммуникационным ПО.

Существенной характеристикой любой коммуникационной системы является достоверность передаваемой информации. Достоверность передачи информации или уровень ошибок (error ratio) оценивают либо как вероятность безошибочной передачи блока данных, либо как отношение количества ошибочно переданных битов к общему числу переданных битов (единица измерения: количество ошибок на знак — ошибок/знак) Например, вероятность 0,999 соответствует 1 ошибке на 1000 бит (очень плохой канал). Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратура канала, так и состояние линии связи. Нецелесообразно использовать дорогостоящую аппаратуру, если линия связи не обеспечивает необходимых требований по помехоустойчивости.

При передаче данных в вычислительных сетях этот показатель должен лежать в пределах 10 -8 -10 -12 ошибок/знак, т.е. допускается не более одной ошибка на 100 миллионов переданных битов. Для сравнения, допустимое количество ошибок при телеграфной связи составляет примерно 3·10 -5 на знак.

Наконец, надежность коммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы в часах. Вторая характеристика позволяет более эффективно оценить надежность системы.

Для вычислительных сетей среднее время безотказной работы должно быть достаточно большим и составлять, как минимум, несколько тысяч часов

Мы живем в эпоху стремительно развивающихся цифровых технологий. Современную реальность уже трудно представить без персональных компьютеров, ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочих электронных гаджетов, которые функционируют не изолированно друг от друга, а объединены в локальную сеть и подключены к глобальной сети

Важной характеристикой всех этих устройств является пропускная способность сетевого адаптера, определяющая скорость передачи данных в локальной или глобальной сети. Кроме этого, имеют значение скоростные характеристики канала передачи информации. В электронных устройствах нового поколения возможно не только чтение текстовой информации без сбоев и зависаний, но и комфортное воспроизведение мультимедийных файлов (картинки и фотографии в высоком разрешении, музыка, видео, онлайн-игры).

В чем измеряется скорость передачи данных?

Чтобы определить этот параметр, надо знать время, за которые были переданы данные, и количество переданной информации. Со временем все понятно, а что такое количество информации и как его можно измерить?

Во всех электронных устройствах, являющихся по сути компьютерами, хранимая, обрабатываемая и передаваемая информация кодируется в двоичной системе нулями (нет сигнала) и единицами (есть сигнал). Один нуль или одна единица – это один бит, 8 бит составляют один байт, 1024 байт (два в десятой степени) – один килобайт, 1024 килобайта – один мегабайт. Далее идут гигабайты, терабайты и более крупные единицы измерения. Данные единицы обычно используются для определения объема информации, хранящейся и обрабатываемой на каком-либо конкретном устройстве.

Количество же передаваемой от одного устройства к другому информации измеряют в килобитах, мегабитах, гигабитах. Один килобит – это тысяча бит (1000/8 байт), один мегабит – тысяча килобит (1000/8 мегабайт) и так далее. Скорость, с которой передаются данные, принято указывать в количестве информации, проходящей за одну секунду (число килобит в секунду, мегабит в секунду, гигабит в секунду).

Скорость передачи данных по телефонной линии

В настоящее время для подключения к глобальной сети по телефонной линии, которая изначально была единственным каналом подключения к Интернету, используется преимущественно модемная технология ADSL. Она способна превратить аналоговые телефонные линии в средства высокоскоростной передачи данных. Интернет-соединение достигает скорости 6 мегабит в секунду, а максимальная скорость передачи данных по телефонной линии по древним технологиям не превышала 30 килобит в секунду.

Скорость передачи данных в мобильных сетях

Стандарты 2g, 3g и 4g используются в мобильных сетях.

2g пришел на замену 1g в связи с необходимостью перехода аналогового сигнала на цифровой в начале 90-х годов. На мобильных телефонах, поддерживавших 2g, стало возможно пересылать графическую информацию. Максимальная скорость передачи данных 2g превысила показатель 14 килобит в секунду. В связи с появлением мобильного интернета была также создана сеть 2,5g.

В 2002 году в Японии была разработана сеть третьего поколения, но массовое производство мобильных телефонов с поддержкой 3g началось значительно позже. Максимальная скорость передачи данных по 3g выросла на порядки и достигла 2 мегабит в секунду.

Обладатели новейших смартфонов имеют возможность воспользоваться всеми преимуществами сети 4g. Ее усовершенствование продолжается до сих пор. Она позволит людям, проживающим в малых населенных пунктах, свободно получать доступ в Интернет и сделает его значительно выгоднее подключения со стационарных устройств. Максимальная скорость передачи данных 4g просто огромная – 1 гигабит в секунду.

К тому же поколению, что и 4g, принадлежат сети lte. Стандарт lte является первой, самой ранней версией 4g. Следовательно, максимальная скорость передачи данных в lte существенно ниже и составляет 150 мегабит в секунду.

Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю

Передача информации по оптоволоконному кабелю на сегодняшний день является самой быстрой в компьютерных сетях. В 2014 году в Дании учеными была достигнута максимальная скорость передачи данных по оптоволокну 43 терабита в секунду.

Через несколько месяцев ученые из США и Нидерландов продемонстрировали скорость 255 терабит в секунду. Величина колоссальная, но это далеко не предел. В 2020 году планируется достижение показателя 1000 терабит в секунду. Скорость передачи данных по оптоволокну практически не ограничена.

Скорость загрузки информации по Wi-Fi

Wi-Fi – торговая марка, обозначающая беспроводные компьютерные сети, объединенные стандартом IEEE 802.11, в которых информация передается по радиоканалам. Теоретически максимальная скорость передачи данных wifi составляет 300 мегабит в секунду, а в реальности у лучших моделей роутеров она не превышает 100 мегабит в секунду.

Преимуществами Wi-Fi являются возможность беспроводного подключения к Интернету с помощью одного роутера сразу нескольких устройств и низкий уровень радиоизлучения, который на порядок меньше, чем у сотовых телефонов в момент их использования.

Скорость интернета – это объем информации, принятой и переданной компьютером за промежуток времени. Сейчас этот параметр чаще всего измеряется в Мегабитах в секунду, но это не единственная величина, также могут использоваться килобиты в секунду. Гигабиты пока еще в повседневной жизни не используются.

В то же время, размер переданных файлов измеряется обычно в байтах, но не берется в расчет время. Например: Байты, Мбайты или Гбайты.

Очень просто посчитать время, за которое получится скачать файл из сети, используя простую формулу. Известно, что наименьшее количество информации – это бит. Затем идет байт, в котором содержится 8 бит информации. Таки образом скорость в 10 Мегабит в секунду (10/8 = 1,25) позволяет передать 1,25 Мбайта в секунду. Ну а 100 Мбит/сек – 12,5 Мегабайт (100/8) соответственно.

Также можно рассчитать, за сколько загрузиться файл определенного размера из интернета. Например, фильм в 2 Гб загружаемый со скорость 100 Мегабит в секунду, можно скачать за 3 минуты. 2 Гб – это 2048 Мегабайт, которые следует поделить на 12,5. Получим 163 секунды, что равно примерно 3 минутам.
К сожалению, не все знакомы с единицами в которых принято измерять информацию, поэтому упомянем основные единицы:

1 байт – это 8 бит
1 Килобайт (Кб) соответствует 1024 байта
1 Мегабайт (Мб) будет равен 1024 Кб
1 Гигабайт (Гб) соответственно равняется 1024 Мб
1 Терабайт – 1024 Гб

Что влияет на скорость

То, с какой скоростью будет работать интернет на устройстве, зависит прежде всего:

От тарифного плана, предоставляемого провайдером
От пропускной возможности канала. Часто провайдер предоставляет общую скорость абонентам. То есть канал делится на всех, и если все пользователи активно используют сеть, то и скорость может снижаться.
От расположения и настроек сайта, к которому обращается пользователь. Некоторые ресурсы имеют ограничения и не позволяют превышать определенный порог при загрузке. Также сайт может находится на другом континенте, что также повлияет на загрузку.

На скорость передачи данных в некоторых случаях, влияют как внешние, так и внутренние факторы, среди которых:

Расположение сервера, к которому идет обращение
Настройка и ширина канал Wi-Fi роутера, если подключение происходит «по воздуху»
Приложения, запущенные на устройстве
Антивирусы и фаерволы
Настройка ОС и ПК

Все неоднократно раз слышали про сети второго, третьего и четвертого поколения мобильной связи. Некоторые, возможно, уже читали и про сети будущего — пятого поколения. Но вопросы — что означает G, E, 3G, H, 3G+, 4G или LTE на экране смартфона и что среди этого быстрее до сих пор волнуют многих людей. Ответим на них.

Данные значки означают тип подключения вашего смартфона, планшета или модема к мобильной сети.

1. G (GPRS — General Packet Radio Services): самый медленный и давно устаревший вариант подключения пакетной передачи данных. Первый стандарт мобильного интернета, выполненный путем надстройки над GSM (после CSD-соединения до 9,6 кбит/с). Максимальная скорость GPRS-канала — 171,2 кбит/с. При этом реальная, как правило, на порядок ниже и интернет здесь не всегда работоспособен в принципе.

2. E (EDGE или EGPRS — Enhanced Data rates for GSM Evolution): более быстрая надстройка над 2G и 2,5G. Технология цифровой передачи данных. Скорость EDGE выше GPRS примерно в 3 раза: до 474,6 кбит/с. Однако она также относится ко второму поколению беспроводной связи и уже устарела. Реальная скорость EDGE обычно держится в районе 150-200 кбит/с и напрямую зависит от местонахождения абонента — то есть загруженности базовой станции в конкретном районе.

3. 3 G (Third Generation — третье поколение). Здесь по сети возможна не только передача данных, но и «голоса». Качество передачи речи в сетях 3G (если оба собеседника находятся в радиусе их действия) может быть на порядок выше, чем в 2G (GSM). Скорость интернета в 3G также значительно более высокая, а его качество, как правило, уже вполне достаточное для комфортной работы на мобильных устройствах и даже стационарных компьютерах через USB-модемы. При этом на скорость передачи данных может влиять ваше текущее положение, в т.ч. находитесь ли вы на одном месте или движетесь в транспорте:

  • Находитесь без движения: обычно до 2 Мбит/с
  • Движетесь со скоростью до 3 км/ч: до 384 кбит/с
  • Движетесь со скорость до 120 км/ч: до 144 кбит/с.

4. 3,5 G, 3 G+, H, H+ (HSPDA — High-Speed Downlink Packet Access): следующая надстройка высокоскоростной пакетной передачи данных — уже над 3G. В данном случае скорость передачи данных вплотную приближается к 4G и в режиме H она составляет до 42 Мбит/с. В реальной жизни мобильный интернет в таком режиме в среднем работает у мобильных операторов на скоростях 3-12 Мбит/с (иногда выше). Для не разбирающихся: это весьма быстро и вполне достаточно, чтобы при стабильном соединении смотреть онлайн-видео в не слишком высоком качестве (разрешении) или качать тяжелые файлы.

Также в 3G появилась функция видеозвонка:

5. 4G, LTE (Long-Term Evolution — долговременное развитие, четвертое поколение мобильного интернета). Данная технология используется только для передачи данных (не для «голоса»). Максимальная download-скорость здесь — до 326 Мбит/с, upload — 172,8 Мбит/с. Реальные значения опять же на порядок ниже заявленных, но все равно они составляют десятки мегабит в секунду (на практике часто сопоставимо с режимом H; в условиях загруженности Москвы обычно 10-50 Мбит/с). При этом более быстрый PING и сама технология делают 4G наиболее предпочтительным стандартом для мобильного интернета в модемах. Смартфоны и планшеты в сетях 4G (LTE) держат заряд батареи дольше, нежели в 3G.

6. LTE-A (LTE Advanced — модернизация LTE). Пиковая скорость передачи данных здесь — до 1 Гбит/с. В реальности интернет способен работать на скоростях до 300 Мбит/с (в 5 раз быстрее обычного LTE).

7. VoLTE (Voice over LTE — голос по LTE, как дополнительное развитие технологии): технология передачи голосовых вызовов по сетям LTE на базе IP Multimedia Subsystem (IMS). Скорость соединения — до 5 раз быстрее по сравнению с 2G/3G, а качество самого разговора и передачи речи — еще выше и чище.

8. 5 G (пятое поколение сотовой связи на базе IMT-2020). Стандарт будущего, пока находится на стадии разработки и тестирования. Скорость передачи данных в коммерческом варианте сетей обещается выше LTE до 30 раз: максимально передача данных сможет осуществляться до 10 Гбит/с.

Разумеется, воспользоваться любой из вышеперечисленных технологий вы сможете в случае ее поддержки вашим оборудованием. Также ее работа зависит от возможностей самого мобильного оператора в конкретной точке местонахождения абонента и его тарифного плана.

Думаете, скорость вашего широкополосного подключения к интернету быстрая? Осторожно, после прочтения данной статьи ваше отношение к слову «быстро» относительно передачи данных может сильно измениться. Представьте объем вашего жесткого диска на компьютере и определитесь, какая скорость его заполнения является быстрой -1 Гбит/с или может быть 100 Гбит/с, тогда 1 терабайтный диск заполнится уже через 10 сек? Если бы книга рекордов Гиннеса констатировала рекорды по скорости передачи информации, то ей бы пришлось обработать все приведенные далее эксперименты.

В конце ХХ в., то есть еще относительно недавно, скорости в магистральных каналах связи не превышали десятков Гбит/с. В то же время пользователи интернета с помощью телефонных линий и модемов наслаждались скоростью в десятки килобит в секунду. Интернет был по карточкам и цены за услугу были немаленькие — тарифы приводились, как правило, в у.е. На загрузку одной картинки порой даже уходило несколько часов и как точно подметил один из пользователей интернета того времени: «Это был интернет, когда за одну ночь можно было только несколько женщин в интернете посмотреть». Такая скорость передачи данных медленная? Возможно. Однако стоит помнить, что все в мире относительно. Например, если бы сейчас был 1839 г., то неким подобием интернета для нас бы представляла самая протяженная в мире оптическая телеграфная линии связи Петербург-Варшава. Длина этой линии связи для ХIХ века кажется просто заоблачной — 1200 км, состоит она из 150 ретранслирующих транзитных вышек. Любой гражданин может воспользоваться этой линией и послать «оптическую» телеграмму. Скорость «колоссальная» — 45 символов на расстояние 1200 км можно передать всего за 22 минуты, никакая конная почтовая связь здесь и рядом не стояла!

Вернемся в ХХI век и посмотрим, что в сравнении с описанными выше временами мы сегодня имеем. Минимальные тарифы у крупных провайдеров проводного интернета исчисляются уже не единицами, а несколькими десятками Мбит/с; смотреть видео с разрешением менее 480pi мы не уже хотим, такое качество картинки нас уже не устраивает.

Посмотрим среднюю скорость интернета в разных странах мира. Представленные результаты составлены CDN-провайдером Akamai Technologies. Как видно, даже в республике Парагвай уже в 2015 году средняя скорость соединения по стране превышала 1.5 Мбит/с (кстати, Парагвай имеет близкий для нас русских по транслитерации домен — *.py).

На сегодняшний день средняя скорость интернет соединений в мире составляет 6.3 Мбит/с . Наибольшая средняя скорость наблюдается в Южной Корее 28.6 Мбит/с, на втором месте Норвегия -23.5 Мбит/с, на третьем Швеция — 22.5 Мбит/с. Ниже приведена диаграмма, показывающая среднюю скорость интернета по лидирующим в этом показателе странам на начало 2017 года.

Хронология мировых рекордов скоростей передачи данных

Поскольку сегодня неоспоримым рекордсменом по дальности и скорости передачи являются волоконно-оптические системы передачи, акцент будет делаться именно на них.

С каких скоростей все начиналось? После многочисленных исследований в период с 1975 по 1980 гг. появилась первая коммерческая волоконно-оптическая система, работающая с излучением на длине волны 0,8 мкм на полупроводниковом лазере на основе арсенида галлия.

22 апреля 1977 года в Лонг-Бич, штат Калифорния, компания General Telephone and Electronics впервые использовала оптический канал для передачи телефонного трафика на скорости 6 Мбит/с . При такой скорости, можно организовать одновременную передачу до 94 простейших цифровых телефонных каналов.

Максимальная скорость оптических систем передачи в экспериментальных исследовательских установках этого времени доходило до 45 Мбит/с , максимальное расстояние между регенераторами — 10 км .

В начале 1980-х передача светового сигнала проходила в многомодовых волокнах уже на длине волны 1,3 мкм с помощью InGaAsP-лазеров. Максимальная скорость передачи была ограничена значением 100 Мбит/с вследствие дисперсии.

При использовании одномодовых ОВ в 1981 году при лабораторных испытаниях добились рекордной для того времени скорости передачи 2 Гбит/с на расстоянии 44 км .

Коммерческое внедрение таких систем в 1987 году обеспечивало скорость до 1,7 Гбит/с с протяженностью трассы 50 км .

Как можно было заметить, оценивать рекорд системы связи стоит не только по скорости передачи, здесь также крайне важно на какое расстояние данная система способна обеспечить данную скорость. Поэтому для характеристики систем связи обычно пользуются произведением общей пропускной способности системы B [бит/с] на ее дальность L [км].


В 2001 году при применении технологии спектрального уплотнения была достигнута скорость передачи 10,92 Тбит/с (273 оптических канала по 40 Гбит/с), но дальность передачи была ограничена значением 117 км (B∙L = 1278 Тбит/с∙км).

В этом же году был проведен эксперимент по организации 300 каналов со скоростью 11,6 Гбит/с каждый (общая пропускная способность 3.48 Тбит/с ), длина линии составила свыше 7380 км (B∙L = 25 680 Тбит/с∙км).

В 2002 г. была построена межконтинентальная оптическая линия протяженностью 250 000 км с общей пропускной способностью 2.56 Тбит/с (64 WDM канала по 10 Гбит/с, трансатлантический кабель содержал 4 пары волокон).

Теперь с помощью единственного оптоволокна можно одновременно передавать 3 миллиона! телефонных сигналов или 90 000 сигналов телевидения.

В 2006 г. Nippon Telegraph и Telephone Corporation организовали скорость передачи 14 триллион бит в секунду (14 Тбит/с ) по одному оптическому волокну при длине линии 160 км (B∙L = 2240 Тбит/с∙км).

В этом эксперименте они публично продемонстрировали передачу за одну секунду 140 цифровых HD фильмов. Величина 14 Тбит/с появилась в результате объединения 140 каналов по 111 Гбит/с каждый. Использовалось мультиплексирование с разделением по длине волны, а также поляризационное уплотнение.

В 2009 г. Bell Labs достигли параметра B∙L = 100 пета бит в секунду умножить на километр, преодолев, таким образом, барьер в 100 000 Тбит/с∙км.

Для достижения таких рекордных результатов исследователи из лаборатории Bell Labs в Villarceaux, Франция, использовали 155 лазеров, каждый из которых работает на своей частоте и осуществляет передачу данных на скорости 100 Гигабит в секунду. Передача осуществлялась через сеть регенераторов, среднее расстояние между которыми составляло 90 км. Мультиплексирование 155 оптических канала по 100 Гбит/с позволило обеспечить общую пропускную способность 15,5 Тбит/с на расстоянии 7000 км . Чтобы осмыслить значение этой скорости, представьте, что идет передача данных из Екатеринбурга во Владивосток со скоростью 400 DVD-дисков в секунду.

В 2010 г. NTT Network Innovation Laboratories добились рекорда скорости передачи 69.1 терабит в секунду по одному 240-километровому оптическому волокну. Используя технологию волнового мультиплексирования (WDM), они мультиплексировали 432 потока (частотный интервал составил 25 ГГц) с канальной скоростью 171 Гбит/с каждый.

В эксперименте применялись когерентные приемники, усилители с низким уровнем собственных шумов и с ультра-широкополосным усилением в С и в расширенном L диапазонах. В сочетании с модуляцией QAM-16 и поляризационного мультиплексирования, получилось достичь значения спектральной эффективности 6.4 бит/с/Гц.

На графике ниже видна тенденция развития волоконно-оптических систем связи на протяжении 35 лет с начала их появления.

Из данного графика возникает вопрос: «а что дальше?» Каким образом можно еще в разы повысить скорость и дальность передачи?

В 2011 г. мировой рекорд пропускной способности установила компания NEC, передав более 100 терабит информации в секунду по одному оптическому волокну. Этого объема данных, переданного за 1 секунду, достаточно, чтобы просматривать HD фильмы непрерывно в течение трех месяцев. Или это эквивалентно передаче за секунду содержимого 250 двухсторонних Blu-ray дисков.

101,7 терабит были переданы за секунду на расстояние 165 километров с помощью мультиплексирования 370 оптических каналов, каждый из которых имел скорость 273 Гбит/с.

В этом же году National Institute of Information and Communications Technology (Токио, Япония) сообщил о достижении 100-терабного порога скорости передачи посредством применения многосердцевинных ОВ. Вместо того чтобы использовать волокно только с одной световедущей жилой, как это происходит современных коммерческих сетях, команда использовали волокно с семью сердцевинами. По каждой из них осуществлялась передача со скоростью 15.6 Тбит/с, таким образом, общая пропускная способность достигла 109 терабит в секунду.

Как заявили тогда исследователи, использование многосердцевинных волокон пока является достаточно сложным процессом. Они имеют большое затухание и критичны к взаимным помехам, поэтому сильно ограничены по дальности передачи. Первое применение таких 100 терабитных систем будет внутри гигантских центров обработки данных компаний Google, Facebook и Amazon.

В 2011 г. команда ученых из Германии из технологического института Karlsruhe Institute of Technology (KIT) без использования технологии xWDM передала данные по одному ОВ со скоростью 26 терабит в секунду на расстояние 50 км . Это эквивалентно передачи в одном канале одновременно 700 DVD-дисков в секунду или 400 миллионов телефонных сигналов.

Начали появляться новые услуги, такие как облачные вычисления, трехмерное телевидение высокой четкости и приложения виртуальной реальности, что опять требовало беспрецедентной высокой емкости оптического канала. Для решения этой проблемы исследователи из Германии продемонстрировали применение схемы оптического быстрого преобразования Фурье для кодирования и передачи потоков данных со скоростью 26.0 Тбит/с. Для организации такой высокой скорости передачи была использована не просто классическая технология xWDM, а оптическое мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и соответственно декодирование оптических OFDM потоков.

В 2012 г. японская корпорация NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) и три ее партнера: фирма Fujikura Ltd., университет Hokkaido University и университет Technical University of Denmark установили мировой рекорд пропускной способности, передав 1000 терабит (1 Пбит / с ) информации в секунду по одному оптическому волокну на расстояние 52.4 км . Передача одного петабита в секунду эквивалентна передаче 5000 двухчасовых HD фильмов за одну секунду.

С целью значительного улучшения пропускной способности оптических коммуникационных систем, было разработано и протестировано волокно с 12-тью сердцевинами, расположенных особым образом в виде соты. В данном волокне благодаря его особой конструкции взаимные помехи между соседними сердцевинами, которые обычно являются главной проблемой в обычных многосердцевинных ОВ, значительно подавлены. В результате применения поляризационного мультиплексирования, технологии xWDM, квадратурной амплитудной модуляции 32-QAM и цифрового когерентного приема, ученые успешно повысили эффективность передачи в расчете на одну сердцевину более чем в 4 раза, в сравнении с предыдущими рекордами для многосердцевинных ОВ.

Пропускная способность составила 84.5 терабит в секунду на одну сердцевину (скорость канала 380 Гбит/с х 222 каналов). Общая пропускная способность на одно волокно составила 1.01 петабит в секунду (12 х 84.5 терабит).

Также в 2012 г. немного позднее исследователи из лаборатории NEC в Принстоне, Нью-Джерси, США, и Нью-Йоркского научно-исследовательского центра Corning Inc., успешно продемонстрировали сверхвысокую скорость передачи данных со скоростью 1.05 петабит в секунду. Данные передавались с помощью одного многосердцевинного волокна, которое состояло из 12 одномодовых и 2 маломодовых сердцевин.

Данное волокно было разработано исследователями Corning. Объединив технологии спектрального и поляризационного разделения с пространственным мультиплексированием и оптической системы MIMO, а также используя многоуровневые форматы модуляции, исследователи в результате достигли общей пропускной способности 1.05 Пбит/с, поставив, таким образом, новый мировой рекорд самой высокой скорости передачи по одному оптическому волокну.

Летом 2014 года рабочая группа в Дании, используя новое волокно, предложенное японской компанией Telekom NTT, установила новый рекорд -организовав с помощью одного лазерного источникаскорость в 43 Тбит/с . Сигнал от одного лазерного источника передавался по волокну с семью сердцевинами.

Команда Датского технического университета совместно с NTT и Fujikura ранее уже достигала самой высокой в мире скорости передачи данных в 1 петабит в секунду. Однако тогда были использованы сотни лазеров. Сейчас же рекорд в 43 Тбит/с был достигнут с помощью одного лазерного передатчика, что делает систему передачи более энергоэффективной.

Как мы убедились, в связи есть свои интересные мировые рекорды. Для новичков в этой области стоит отметить, что многие представленные цифры до сих пор не встречаются повсеместно в коммерческой эксплуатации, поскольку были достигнуты в научных лабораториях в единичных экспериментальных установках. Однако и сотовый телефон когда-то был прототипом.

Чтобы не перегружать ваш носитель информации, пока остановим текущий поток данных.

Продолжение следует…

Коротко о единицах измерения в компьютерных сетях или что такое пропуская способность канала связи

Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей, напомню, что эти записи основаны на программе Cisco ICND1 и помогут вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA. В этой записи мы лишь поверхностно затронем темы единиц измерения в компьютерных сетях и пропускной способности канала связи, для более подробного изучения этих вопросов в тексте записи будет приведен один источник, который раскроет тему в достаточной мере с точки зрения физики и современных технологий.

Еще из этой записи вы узнаете, почему скорость Интернета у вас дома не 100 Мбит/с, а меньше и докуда (до какой точки) вообще вам гарантирует провайдер такую скорость передачи данных, а также вы поймете, что пропускная способность считается несколько иначе, нежели занятое пространство на жестком диске.

Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».

1.8.1 Введение

Содержание статьи:

Совсем коротко мы поговорим о единицах измерения в компьютерных сетях. По большей части нас будет интересовать пропускная способность канала связи и время. С временем все понятно, оно так или иначе всем знакомо и может измеряться в секундах минутах, часах, днях, долях секунды. А вот с пропускной способностью канала связи не совсем, мы, как сетевые инженеры, строящие свою компьютерную сеть на оборудование Cisco, будем измерять пропускную способность в соотношении битов, пройденных через канал за секунду или битах в секунду.

1.8.2 Пропускная способность канала связи и простая аналогия

Cisco в своих курсах (по крайней мере в курсах ICND1 и ICND2) не считает нужным посвящать вас в глубокий физический смысл этой величины, поэтому и мы здесь не будем останавливаться на этом деле. За подробностями обращайтесь к поисковой системе, либо не поленитесь и найдите книгу Бернарда Скляра «Цифровая связь», там очень подробно и хорошо описан физический смысл пропускной способности и полосы пропускания, а также откуда это все у нас пошло и как мы дожили до таких измерений пропускной способности канала связи.

Здесь я приведу лишь грубую аналогию: представьте, что у вас есть плоский стол, в центре которого вырезано круглое отверстие, а также коробка с бесконечным количеством шаров (давайте только договоримся, что каждый шар имеет определенный вес, скажем, 200 грамм) и ваша задача заключается, в том, чтобы за какую-то определенную единицу времени пропустить как можно большее количество шаров через отверстие, а результат мы будем измерять не в количестве шаров, а в килограммах. Насколько быстро это у вас получится?

Сложный вопрос, но мы можем выделить здесь три важных фактора, которые повлияют на конечный результат: вес шара, диаметр отверстия и то, насколько быстро вы сможете орудовать, проталкивая эти шары. К характеристикам непосредственно канала в данном случае относится диаметр отверстия, к характеристикам передаваемых данных относится вес шара, а также можно провести аналогию с тем «насколько быстро вы сможете орудовать, проталкивая эти шары» и производительностью реального сетевого оборудования.

В данному случае пропускная способность будет измеряться в том, сколько килограммов/граммов/тонн шаров вы сможете пропустить через это отверстие за секунду. Например, у вас получилось за секунду протолкнуть в отверстие 5 шаров, тогда пропускная способность вашей системы будет 1 килограмм в секунду или 1 кг/с. Как можно увеличить пропускную способность вашей системы? Первый и очевидный способ – увеличить диаметр отверстия (улучшить канал связи), допустим, чтобы через это отверстия в один момент времени могло проходить не один шар, а два или три. Если мы увеличим отверстие в два раза, то, наверное, за секунду мы сможем пропустить через отверстие не 5, а 10 шаров, а это уже 2 килограмма и, соответственно, пропускная способность увеличится до 2 кг/c.

Вас должно было смутить слово «наверное» в предыдущем абзаце. И это слово там появилось не случайно. Дело все в том, что тут возникает вопрос: а хватит ли нам сноровки и ловкости, чтобы брать сразу по два шара из коробки постоянно или в принципе, если не хватит, то нам нужно тренироваться. Если говорить о компьютерных сетях, то, например, ваш физическая среда передачи данных позволяет вам передавать данных со скоростью 1 Гигабит/с, а у вашего оборудования нет таких портов, да и вообще оно не рассчитано на такую скорость передачи данных, тогда вам нужно будет обновить это оборудование.

И наконец третий параметр – вес шара. Например, мы можем его увеличить с двухсот грамм до четырехсот, тем самым мы увеличим пропускную способность нашей вымышленной системы (вес увеличиваем за счет увеличения плотности материала, объем шара не меняется, допустим шары у нас были алюминиевые, а теперь мы взяли и заменили их на медные, поэтому диаметр отверстия изменять не нужно). Допустим мы по-прежнему сможем проталкивать через отверстие 5 шаров, но пропускная способность за счет увеличения веса шара увеличится в два раза с 1 кг/с до 2 кг/c. Но возникает вопрос: а сможем ли мы поднимать шары, если они будут весом 400 грамм или нам надо подкачаться? В реальной жизни есть такой параметр MTU (количество полезной информации в кадре/пакете, этот параметр можно задавать как для канального уровня модели OSI, так и для сетевого уровня эталонной модели сетевого взаимодействия), о нем мы обязательно поговорим, но чуть позже, его можно изменять, но не все оборудование сможет работать с некоторыми особенно большими значениями MTU, да и увеличение MTU в два раза не приведет к увеличению пропускной способности в два раза, позже вы поймете почему.

Итак, мы выделили три главных фактора, которые будут влиять на пропускную способность нашей компьютерной сети:

  1. Пропускная способность непосредственно канала связи, которая измеряется в битах в секунду или бит/с.
  2. Способность устройств нашей компьютерной сети использовать канал связи по максимуму и не захлебнуться, то есть производительность оборудования компьютерной сети влияет на ее пропускную способность в целом.
  3. Количество полезной информации в сообщениях, которые вы передаете по сети.

Поэтому, когда вы говорите про пропускную способность, желательно уточнять про что вы именно говорите и в чем именно вы измеряете пропускную способность.

Рисунок 1.8.1 Простая компьютерная сеть

На Рисунке 1.8.1 показана простая компьютерная сеть, у каждого устройства в этой сети есть своя производительность и свои характеристики, например, очевидно, что принтеру не нужен канал связи с пропускной способностью 1 Гбит/c, так как его буфер ограничен, а скорость печати значительно медленнее указанной скорости передачи данных.

1.8.3 Лирическое отступление по поводу провайдеров и скорости Интернета 100 Мбит/с

Тут, кстати, стоит сказать пару слов о провайдере. Когда вы берете у провайдера «интернет 100 мегабит/с», вы берете не чистых 100 мегабит/с полезных данных. Вы берете полосу пропускания шириной 100 мегабит. При этом провайдер вам не гарантирует, что такая полоса пропускания будет во всем Интернете, такая полоса будет только до конечного порта провайдера, который, будем пока говорить так, подключен к общей сети, которую мы называем Интернет. Как только ваш пакет вышел из сети провайдера и отправился в путешествие до серверов Ютуба, ваш поставщик услуг теряет контроль над этим пакетом, так как до Ютуба пакет может пройти через сети других провайдеров.

Рисунок 1.8.2 Грубая схема пути пакета от вашего ПК до Интернета

Если посмотреть на Рисунок 1.8.2, на котором изображена очень грубая схема того, какой путь пройдет ваш пакет от вашего ПК, до Интернета, легко можно понять, что провайдер гарантирует вам 100 Мбит/c, ровно до той желтой стрелочки, которая соединяет маршрутизатор провайдера с облачком, которое я назвал Интернет. Ну а что касается нижней части схемы, то желтая стрелочка, соединяющая домашний роутер с роутером провайдера, имеет пропускную способность 100 Мбит/c, это как раз означает то, что если вы берете у провайдера такой канал, то он будет делиться между всеми устройствами, находящимися за вашим домашним роутером.

А еще стоит учитывать, что ваш домашний роутер должен общаться на своем роутерском языке с роутером провайдера и другими провайдерскими устройствами, и вот этих 100 Мбит/с, которые вы взяли у провайдера, также используются для этих целей, то есть в канале 100 Мбит/с передается как полезный трафик, так и служебный (примерно 7%) и этот момент даже описан, ну или по крайней мере должен быть прописан в вашем договоре (смотрите по ключам вроде: процент утилизируемого трафика или процент служебного трафика).

В общем и целом, вы берете не чистых 100 Мбит/с, а грязных, вывод из этого прост: не насилуйте мозг провайдерской тех. поддержки, а читайте договор, разбирайтесь в том, что вы берете и смотрите, на что подписываетесь.

1.8.4 Единицы измерения канала связи и единицы измерения объема данных на жестком диске компьютера

Если вы IP-инженер, сетевой инженер или администратор сети, то для вас пропускная способность, скорее всего, будет представлена в бит/c и это чертовски удобно. Но бит/c не всегда удобная единица измерения, слишком много нулей придется печатать или считывать с экрана, если вы работаете с современной компьютерной сетью, вероятно вам будет удобнее работать килобитами (10 в 3-ей степени бит)[1 Кбит/c], мегабитами (10 в 6-ой степени бит)[1 Мбит/с] или гигабитами (10 в 9-ой степени бит)[1 Гбит/с].

Обратите внимание, если мы говорим о пропускной способности канала связи, то 1 Кбит = 1000 бит. Но если мы говорим о компьютерной логике и о мере измерения объемов памяти, то мир меняется и, к сожалению, об этом знают не все сетевые инженеры, хотя, казалось бы, очевидная вещь. Итак, когда мы говорим про объем памяти компьютера, то мы тоже вполне себе неплохо используем эти самые биты, но до тех пор, пока мы используем просто биты, а не килобиты или мегабиты. Так, например, 1 Кбит на жестком диске равен 1024 битам, а 1 Кбит пропускной способности канала связи равен 1000 битам. Вопрос: куда делись или откуда появились этих 24 бита?

А дело вот в чем: когда мы говорим про пропускную способность канала связи, то один килобит для нас представляется как 10 в третьей степени бит или 1000 бит, а когда мы говорим про объем памяти, то 1 килобит это 2 в 10 степени бит (это соответствует общей концепции вычислительной техники, подробнее читайте у Таненбаума в его «Архитектуре компьютера»). Вам важно запомнить, что размеры памяти всегда представляются как степень двойки, поэтому даже если вы от бит перейдете к байтам (в одном байте 8 бит), то в логике компьютера 1 килобайт памяти, это не 1000 байт, а 1024 байта.

Но скорость передачи данных не измеряется двоичной системой счисления, для этого мы используем десятичную систему и, соответственно, степени десятки. И вот эта очевидная и базовая вещь в реальной работе приводит к тому, что сетевой инженер пытается решить проблему, которой нет. В качестве примера возьмем такой замечательный во всех отношениях файловый менеджер с названием Total Commander, у которого есть встроенный FTP клиент, при помощи которого абонент, арендующий у провайдера канал связи, решил замерить производительность своего канала (действительно ли провайдер дает ему заявленную скорость или нет), все бы ничего, но дело в том, что FTP клиент, встроенный в Total Commander измеряет скорость копирования файлов, а не скорость канала связи, поэтому результаты он показывает в компьютерной логике и не в мегабитах, а в мегабайтах за секунду. Если хотите попрактиковаться, то вот вам вопрос: канал с какой пропускной способностью арендовал клиент у провайдера, если Total Commander показывал скорость копирования файлов 2.3-2.5 мегабайта в секунду.

Другой пример, есть такой замечательный производитель сетевого оборудования, название которого начинается на D и заканчивается на Link, а между двумя этими словами дефис еще есть. Если говорить о провайдерах, то они любят коммутаторы этого вендора устанавливать для подключения конечных абонентов (если к вам домой приходит витая пара, то, вероятно, она уходит на чердак или в подвал и со стороны провайдера она воткнута в коммутатор этого вендора), такие коммутаторы называются коммутаторами доступа. Как правило, но не всегда, порты этих коммутаторов, с которых включены абоненты, имеют пропускную способность 100 Мбит/c, но не все абоненты берут скорость 100 Мбит/с, кому-то 30 Мбит/с подавай, кому-то пятнадцать.

И самым простым и ломовым способом ограничить пропускную способность для таких абонентов является ограничение полосы пропускания непосредственно на порту, с которого включен абонент (но, если речь идет про услугу доступ в интернет, то провайдеры так не делают, так как маркетологи обещают абонентам при любой скорости доступа в Интернет, пусть даже и 10 Мбит/c, скорость к внутрисетевым ресурсам будет 100 Мбит/c). Так вот, у D-Link есть модели, которым говоришь: D-Link на 5-ом порту надо ограничить скорость до 20 Мбит/c. D-Link на это отвечает: хорошо, я тебя понял и сделал как ты говоришь. Но, мы же должны быть ответственными инженерами, поэтому мы говорим коммутатору: D-Link, покажи скорость, которую ты выставил на 5-ый порт. А D-Link отвечает: вот смотри, на 5-ом порту скорость 24.9 (с хвостиком). И эта ситуация как раз-таки связана с проблемой компьютерной логики подсчета и логики пропускной способности канала связи. Но не подумайте, ничего плохого про D-Link я говорить не хочу, эта ситуация решается парой команд в конфигурации коммутатора.

А теперь давайте я приведу таблицу степеней десятки, в которой будет записано число без степени, это же число, но в виде 10 в степени и как эта вся штука называется (префикс).

Степень Число в явном виде Префикс
10-24 0.000000000000000000000001 йокто
10-21 0.000000000000000000001 цепто
10-18 0.000000000000000001 атто
10-15 0.000000000000001 фемто
10-12 0.000000000001 пико
10-9 0.000000001 нано
10-6 0.000001 микро
10-3 0.001 милли
103 1000 Кило
106 1 000 000 Мега
109 1 000 000 000 Гига
1012 1 000 000 000 000 Тера
1015 1 000 000 000 000 000 Пета
1018 1 000 000 000 000 000 000 Экза
1021 1 000 000 000 000 000 000 000 Цетта
1024 1 000 000 000 000 000 000 000 000 Йотта

1.8.5 Выводы

Итак, в завершении разговора о пропускной способности канала связи выделим все самое основное и важное. И первое, нужно быть внимательным при работе с пропускной способностью, хотя эта общая рекомендации при работе с компьютерными сетями в целом. Второе, пропускная способность канала связи считается иначе, нежели объем памяти на компьютере. Третье, провайдер дает нам не 100 Мегабит/с скорости Интернета, а полосу пропускания 100 мегабит, причем грязную полосу, часть которой занята служебным трафиком.

Четвертое, стоит отделять пропускную способность канала связи от пропускной способности компьютерной сети в целом, да и вообще каналы связи работают куда быстрее, чем может работать компьютер, поэтому производители сетевого оборудования везде, где это только возможно, стараются заменить программные вычисления аппаратными. Пятое, для нас в рамках всего нашего разговора пропускная способность будет измеряться как соотношение бит/c. Ну и шестое (об этом будет подробнее в разговоре про MTU), на пропускную способность системы в целом влияет то, сколько полезных данных содержится в одном фрагменте данных (кадре или пакете), MTU на пропускную способность непосредственно канала не влияет, поэтому в компьютерных сетях и системах связи иногда размер чего-либо имеет большое значение.

Какая основная единица скорости передачи информации. Скорость передачи данных

В технических спецификациях устройств и договорах на оказание услуг связи с интернет-провайдером фигурируют единицы Килобиты в секунду и, в большинстве случаев, Мегабиты в секунду (Кбит/с; Кб/с; Kb/s; Kbps, Мбит/с; Мб/с; Мb/s; Мbps — буква «б» маленькая). Эти единицы измерения являются общепризнанными в телекоммуникациях и в них измеряют полосы пропускания устройств, портов, интерфейсов и каналов связи. Обычные пользователи и интернет-провайдеры предпочитают не использовать столь специализированный термин, называя его «скоростью интернета» или «скоростью соединения» .

Многие пользовательские программы (торрент-клиенты, программы-загрузчики, интернет-браузеры) отображают скорость передачи данных в других единицах, которые очень похожи на Килобиты в секунду и Мегабиты в секунду, однако это совсем иные единицы измерения — Килобайты и Мегабайты в секунду. Эти величины часто путают между собой, так как они имеют схожее написание.

Килобайты в секунду (в которых отображают скорость передачи данных пользовательские программы) принято обозначать как КБайт/с, КБ/с, KB/s или KBps.

Мегабайты в секунду — МБайт/с, МБ/с, МB/s или МBps.

Килобайты и Мегабайты в секунду всегда пишутся с большой буквой «Б» как в английском, так и в русском варианте написания: МБайт/с, МБ/с, МB/s, МBps.

В одном Байте содержится 8 бит, следовательно, Мегабайт отличается от Мегабита (как и Килобайт от Килобита) в 8 раз.

Для того, чтобы перевести «Мегабайты в секунду» в «Мегабиты в секунду», необходимо умножить на восемь значение, выраженное в МБ/с (Мегабайтах в секунду).

Например, если браузер или торрент-клиент отображает скорость передачи данных, равную 3 МБ/с (Мегабайт в секунду), то в Мегабитах это будет в восемь раз больше — 24 Мбит/с (Мегабит в секунду).

Для перевода из «Мегабит в секунду» в «Мегабайты в секунду», необходимо разделить значение, выраженное в Мегабитах в секунду, на восемь.

Например, если тарифный план провайдера предусматривает выделение полосы пропускания, равной 8 Мбит/с, (Мегабит в секунду), то при загрузке торрента на компьютер, программа-клиент отобразит максимальное значение в 1 Мбайт/с (если со стороны сервера нет ограничений и нет перегрузки).

Как протестировать скорость интернет соединения он-лайн?

Для того, чтобы протестировать ширину полосы пропускания, можно воспользоваться одним из бесплатных ресурсов измерения скорости интернета: Speedtest.net или 2ip.ru .

Оба сайта измеряют ширину полосы пропускания от сервера, который можно выбрать, до компьютера, на котором измеряется скорость. Так как длина канала связи может быть от нескольких сотен метров до нескольких тысяч километров, то рекомендуется выбирать территориально наиболее близкий сервер (хотя и он может оказаться сильно загруженным). Тестирование лучше проводить в то время, когда активность клиентов сети провайдера наименьшая (например, утром или поздней ночью). Точность измерений скорости соединения с сетью интернет не идеальна из-за большого количества различных факторов, которые сильно влияют на пропускную способность, но вполне способна дать представление о реальной скорости интернет-соединения.

Интернет-провайдер выделяет каждому абоненту полосу пропускания для доступа в Интернет в соответствии с тарифным планом абонента (провайдер «урезает» скорость согласно тарифному плану). Однако, многие интернет-браузеры, а также мастеры загрузки файлов, торрент-клиенты отображают ширину пропускания канала связи не в мегабитах в секунду, а в мегабайтах в секунду, и из за этого часто возникает путаница.

Протестируем скорость интернет-соединения на примере ресурса speedtest.net. Нужно нажать кнопку «BEGIN TEST recommended server».

Ресурс автоматически подберёт ближайший к вам сервер и начнёт тестировать скорость Интернета. Результатом тестирования будет пропускная способность канала от провайдера к абоненту («DOWNLOAD SPEED») и пропускная способность канала от абонента к провайдеру («UPLOAD SPEED»), которые будут выражены в Мегабитах в секунду.

Скорость через роутер «не такая», роутер «режет» скорость

Зачастую, после приобретения роутера, его подключения и настройки, пользователи сталкиваются с проблемой, что скорость интернет соединения стала ниже, чем до приобретения роутера. Особенно часто такая проблема встречается на высокоскоростных интернет тарифах.

Например, при наличии тарифного плана, предусматривающего «скорость интернет соединения» в 100Мбит/с, и при подключении кабеля провайдера «напрямую» к сетевой плате компьютера, скорость интернета полностью соответствует тарифному плану:

При подключении кабеля провайдера к WAN-порту роутера, а компьютера — к порту LAN, зачастую можно наблюдать снижение пропускной способности (или, как принято говорить, «роутер режет скорость тарифного плана»):

Логичнее всего предположить, что в данной схеме проблема в самом роутере и скорость роутера не соответствует скорости тарифного плана. Однако, если подключить более «медленный» тарифный план (например, 50 Мбит/с), то можно заметить, что роутер уже не режет скорость и «скорость интернета» соответствует указанной в тарифном плане:

В среде инженеров не принята терминология «роутер режет скорость» или «скорость роутера» — обычно пользуются терминами «скорость маршрутизации WAN-LAN», «скорость коммутации WAN-LAN», или «пропускная способность WAN-LAN».

Пропускная способность WAN-LAN измеряется в Мегабитах в секунду (Мбит/с) и отвечает за производительность роутера. За скорость коммутации WAN-LAN и за производительность роутера в целом, отвечает аппаратное оснащение роутера (H/W — от англ. «Hardware», указана на стикере, который наклеен на днище устройства) — это модель и тактовая частота процессора роутера, объем оперативной памяти, модель коммутатора (свитча, встроенного в роутер), стандарт и модель WI-Fi радиомодуля (точки доступа Wi-Fi), встроенного в роутер. Кроме аппаратной версии устройства (H/W) немалую роль в скорости маршрутизации WAN-LAN играет версия установленного микропрограммного обеспечения («прошивки») установленного на роутер. Именно поэтому рекомендуется обновить версию микропрограммного обеспечения устройства сразу после приобретения.

После «перепрошивки» или, говоря профессионально, после обновления микропрограммного обеспечения на рекомендованную версию прошивки, должна повыситься стабильность работы роутера, уровень оптимизации устройства для работы в сетях российских провайдеров, а так же пропускная способность WAN-LAN.

Стоит отметить, что скорость коммутации WAN-LAN зависит не только от аппаратной версии устройства (H/W) и версии микропрограммного обеспечения, но и от протокола подключения к провайдеру.

Наиболее высокая скорость маршрутизации WAN-LAN достигается на протоколах подключения DHCP и Static IP, низкая — при использовании провайдером технологии VPN , а если используется протокол PPTP — самая низкая.

Скорость WiFi

Многие пользователи, подключившиеся к какой-либо Wi-Fi сети, не всегда довольны скоростью соединения. Вопрос довольно сложный и нуждается в детальном рассмотрении.

a. Реальные скорости технологии Wi-FI

Так выглядят часто задаваемые вопросы по данной тематике:

«У меня тарифный план предусматривает скорость 50 Мбит/с — почему получается всего 20?»

«Почему на коробке написано 54 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает максимум 2,5 МБайт/с (что равно 20 Мбит/с)?»

«Почему на коробке написано 150 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает 2,5 — 6 МБ/с (что равно 20 — 48 Мбит/с)?»

«Почему на коробке написано 300 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает 2,5 — 12 МБ/с (что равно 20 — 96 Мбит/с)?»

На коробках и спецификациях к устройствам указана теоретически рассчитанная максимальная пропускная способность для идеальных условий того или иного стандарта Wi-Fi (по сути — для вакуума).

В реальных условиях пропускная способность и площадь зоны покрытия сети зависят от помех, создаваемых другими устройствами, степени загрузки сети WiFi, наличия препятствий (и материалов, из которых они изготовлены) и прочих факторов.

Многие клиентские утилиты, поставляемые производителями вместе с WiFi-адаптерами, а также утилиты операционной системы Windows , при подключении по Wi-Fi отображают именно «теоретическую» пропускную способность, а не реальную скорость передачи данных, вводя пользователей в заблуждение.

Как показывают результаты тестирования, максимальная реальная пропускная способность оказывается примерно в 3 раза ниже, чем та, что указана в спецификациях к устройству или к тому или иному стандарту IEEE группы 802.11 (стандарты технологии Wi-Fi):

b. WLAN-WLAN. Скорость Wi-Fi (в зависимости от расстояния)

Все современные и актуальные стандарты Wi-Fi на сегодняшний день работают схожим образом.

В каждый момент времени, активное Wi-Fi оборудование (точка доступа или роутер) работает только с одним клиентом (WiFi-адаптером) из всей WiFi сети, причем все устройства сети получают специальную служебную информацию о том, на какое время будет зарезервирован радиоканал для передачи данных. Передача происходит в полудуплексном режиме т.е. по очереди — от активного Wi-Fi оборудования к клиентскому адаптеру, затем наоборот и так далее. Одновременный «параллельный» процесс передачи данных (дуплекс) в технологии Wi-Fi не возможен.

Таким образом, скорость обмена данными между двумя клиентами (скорость коммутации WLAN-WLAN) одной Wi-Fi сети, созданной одним устройством (точкой доступа или роутером), будет (в идеальном случае) в два и более раза ниже (зависит от расстояния), чем максимальная реальная скорость передачи данных во всей сети.

Два компьютера с Wi-Fi адаптерами стандарта IEEE 802.11g подключены к одному Wi-Fi роутеру стандарта IEEE 802.11g. Оба компьютера находятся на небольшом расстоянии от роутера. Вся сеть имеет максимально достижимую теоретическую пропускную способность в 54 Мбит/с (что написана в спецификациях устройств) реальная же скорость обмена данными не превысит 24 Мбит/с.

Но, так как технология Wi-Fi — это полудуплексная передача данных, то Wi-Fi радиомодулю приходится коммутировать между двумя клиентами сети (Wi-Fi адаптерами) в два раза чаще, чем в случае, если бы клиент был один. Соответственно, реальная скорость передачи данных между двумя адаптерами будет в два раза ниже, чем максимальная реальная для одного клиента. В данном примере, максимальная реальная скорость обмена данными для каждого из компьютеров будет составлять 12 Мбит/с. Напомним, что речь идет о передаче данных от одного компьютера другому через роутер по wifi-соединению (WLAN-WLAN).

В зависимости от удаленности клиента сети от точки доступа или роутера, будет изменяться «теоретическая» и, как следствие, «реальная» скорость передачи данных по WiFi. Напомним, что она примерно в 3 раза меньше «теоретической».

Это происходит из-за того, что активное WiFi оборудование, работая в полудуплексном режиме, совместно с адаптерами изменяет параметры сигнала (тип модуляции, скорость сверточного кодирования и т.д.) в зависимости от условий в радиоканале (расстояние, наличие препятствий и помех).

При нахождении клиента сети в зоне покрытия с «теоретической» пропускной способностью 54 Мбит/с, его максимальная реальная скорость будет составлять 24 Мбит/с. При перемещении клиента на расстояние 50 метров в условиях прямой оптической видимости (без преград и помех), она будет составлять 2 Мбит/с. Подобный эффект также может вызвать преграда в виде толстой несущей стены или массивной металлоконструкции — можно находиться на расстоянии 10-15 метров, но за данной преградой.

c. Роутер стандарта IEEE 802.11n, адаптер стандарта IEEE 802.11g

Рассмотрим пример, когда Wi-Fi сеть создает Wi-Fi роутер стандарта IEEE 802.11 n (150 Мбит/с). К роутеру подключены ноутбук с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с) и стационарный компьютер с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11g (54 Мбит/с):

В данном примере вся сеть имеет максимальную «теоретическую» скорость 150 Мбит/с, так как она построена на Wi-Fi роутере стандарта IEEE 802.11n, 150 Мбит/с. Максимальная реальная скорость WiFi не превысит 50 Мбит/с. Так как все стандарты WiFi, работающие на одном частотном диапазоне, обратно совместимы друг с другом, то к такой сети можно подключиться при помощи WiFi адаптера стандарта IEEE 802.11g, 54 Мбит/с. При этом, максимальная реальная скорость не превысит 24 Мбит/с. При подключении к данному роутеру ноутбука с WiFi адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с), клиентские утилиты могут отобразить значение максимальной «теоретической» скорости в 150 Мбит/с, (сеть создана устройством стандарта IEEE 802.11n ,150 Мбит/с), а вот максимальная реальная скорость не будет выше 50 Мбит/с. В данной схеме, WiFi-роутер будет работать с клиентским адаптером стандарта IEEE 802.11g на реальной скорости, не превышающей 24 Мбит/с, а с адаптером стандарта IEEE 802.11n на реальной скорости, не превышающей 50 Мбит/с. Тут надо вспомнить, что технология WiFi — это полудуплексная связь и точка доступа (или роутер) может работать только с одним клиентом сети, причём все остальные клиенты сети «оповещены» о том времени, на которое зарезервирован радиоканал для передачи данных.

d. Скорость WiFi через роутер. WAN-WLAN

Если речь идет о подключении по Wi-Fi соединению к Wi-Fi роутеру, то скорость загрузки торрента может оказаться даже ниже, чем те значения, которые были приведены выше.

Эти значения не могут превышать скорость коммутации WAN-LAN, так как это основная характеристика производительности роутера.

Таким образом, если в спецификациях (и на коробке) устройства указана скорость передачи данных по Wi-Fi до 300 Мбит/с, а параметр WAN-LAN для данной модели, ее аппаратной версии, версии микропрограммного обеспечения, а также типа и протокола подключения равен 24 Мбит/с, то скорость передачи данных по Wi-Fi (например, при загрузке торрента) ни при каких условиях не может превысить значение 3 Мбайт/с (24 Мбит/с). Этот параметр носит название WAN-WLAN, который напрямую зависит от скорости маршрутизации WAN-LAN, от версии микропрограммного обеспечения («прошивки»), установленной на Wi-Fi роутер, Wi-Fi радиомодуля (точки доступа WiFi, встроенной в WiFi роутер), а так же от характеристик Wi-Fi адаптера, его драйверов, удаленности от роутера, зашумленности радиоэфира и прочих факторов.

Источник

Данная инструкция подготовлена и опубликована Морозовым Иваном Александровичем — руководителем Учебного Центра представительства компании TRENDnet в России и СНГ. Если вы желаете повысить уровень собственных знаний в области современных сетевых технологий и сетевого оборудования — приглашаем в гости на бесплатные семинары!

Скорость интернета – это объем информации, принятой и переданной компьютером за промежуток времени. Сейчас этот параметр чаще всего измеряется в Мегабитах в секунду, но это не единственная величина, также могут использоваться килобиты в секунду. Гигабиты пока еще в повседневной жизни не используются.

В то же время, размер переданных файлов измеряется обычно в байтах, но не берется в расчет время. Например: Байты, Мбайты или Гбайты.

Очень просто посчитать время, за которое получится скачать файл из сети, используя простую формулу. Известно, что наименьшее количество информации – это бит. Затем идет байт, в котором содержится 8 бит информации. Таки образом скорость в 10 Мегабит в секунду (10/8 = 1,25) позволяет передать 1,25 Мбайта в секунду. Ну а 100 Мбит/сек – 12,5 Мегабайт (100/8) соответственно.

Также можно рассчитать, за сколько загрузиться файл определенного размера из интернета. Например, фильм в 2 Гб загружаемый со скорость 100 Мегабит в секунду, можно скачать за 3 минуты. 2 Гб – это 2048 Мегабайт, которые следует поделить на 12,5. Получим 163 секунды, что равно примерно 3 минутам.
К сожалению, не все знакомы с единицами в которых принято измерять информацию, поэтому упомянем основные единицы:

1 байт – это 8 бит
1 Килобайт (Кб) соответствует 1024 байта
1 Мегабайт (Мб) будет равен 1024 Кб
1 Гигабайт (Гб) соответственно равняется 1024 Мб
1 Терабайт – 1024 Гб

Что влияет на скорость

То, с какой скоростью будет работать интернет на устройстве, зависит прежде всего:

От тарифного плана, предоставляемого провайдером
От пропускной возможности канала. Часто провайдер предоставляет общую скорость абонентам. То есть канал делится на всех, и если все пользователи активно используют сеть, то и скорость может снижаться.
От расположения и настроек сайта, к которому обращается пользователь. Некоторые ресурсы имеют ограничения и не позволяют превышать определенный порог при загрузке. Также сайт может находится на другом континенте, что также повлияет на загрузку.

На скорость передачи данных в некоторых случаях, влияют как внешние, так и внутренние факторы, среди которых:

Расположение сервера, к которому идет обращение
Настройка и ширина канал Wi-Fi роутера, если подключение происходит «по воздуху»
Приложения, запущенные на устройстве
Антивирусы и фаерволы
Настройка ОС и ПК

Серьезный интерес к вопросу скорости интернет соединения обычно возникает после или блога в процессе их Обусловлено это необходимостью узнать и, как правило, повысить скорость загрузки сайта, зависящей, помимо других факторов, в большой степени именно от скорости интернета. В данной статье коротко рассмотрим, что такое входящая скорость, исходящая скорость, а главное, разберемся с единицами измерения скорости передачи данных , понятие о которых у многих начинающих пользователей весьма расплывчатое. Кроме того, приведем простые методы измерения скорости интернет соединения посредством наиболее распространенных онлайн сервисов.

Что же такое, скорость интернет соединения? Под скоростью интернет соединения понимают объём передаваемой информации в единицу времени. Различают входящую скорость (скорость получения) – скорость передачи данных из интернета к нам на компьютер; исходящую скорость (скорость передачи) – скорость передачи данных от нашего компьютера в интернет.

Основные единицы измерения скорости интернета

Базовой единицей измерения количества передаваемой информации является бит (bit ). В качестве единицы времени принята секунда. Значит, скорость передачи будет измеряться бит/сек. Обычно оперируют единицами«килобит в секунду» (Кбит/сек), «мегабит в секунду» (Мбит/сек), «гигабит в секунду» (Гбит/сек).

1 Гбит/сек = 1000 Мбит/сек = 1 000 000 Кбит/сек = 1 000 000 000 бит/сек.

На английском языке базовая единица для измерения скорости передачи информации, используемая в вычислительной технике — бит в секунду или бит/с будет bits per second или bps.

Килобиты в секунду и, в большинстве случаев, Мегабиты в секунду (Кбит/с; Кб/с; Kb/s; Kbps, Мбит/с; Мб/с; Мb/s; Мbps — буква «б» маленькая ) используются в технических спецификациях и договорах на оказание услуг интернет провайдерами.Именно в приведенных единицах определяется скорость интернет соединения в нашем тарифном плане. Обычно, эта обещанная провайдером скорость, называется заявленной скоростью.

И так, количество передаваемой информации измеряется в битах. Размер же передаваемого или располагающегося на жестком диске компьютера файла, измеряется в байтах (Килобайтах, Мегабайтах, Гигабайтах).Байт (byte) – это также единица количества информации. Один байт равен восьми битам (1 Байт = 8 бит).

Чтобы было проще понимать различие между битом и байтом, можно сказать другими словами. Информация в сети передается «бит за битом», поэтому и скорость передачи измеряется в бит в секунду. Объем же хранимых данных измеряется в байтах. Поэтому и скорость закачки определенного объема измеряется в байтах в секунду.

Скорость передаваемого файла, использующаяся многими пользовательскими программами (программы-загрузчики, интернет браузеры, файлообменники) измеряется в Килобайтах, Мегабайтахи Гигабайтах в секунду.

Другими словами, при подключении к интернету, в тарифных планах указана скорость передачи данных в Мегабитах в секунду. А прискачивании файлов из интернета показывается скорость в Мегабайтах в секунду.

1 ГБайт = 1024 МБайта = 1 048 576 КБайта = 1 073 741 824 Байта;

1 МБайт = 1024 КБайта;

1 КБайт = 1024 Байта.

На английском языке базовая единица для измерения скорости передачи информации — Байт в секунду или Байт/с будет byte per second или Byte/s.

Килобайты в секунду обозначаются, как КБайт/с, КБ/с, KB/s или KBps.

Мегабайты в секунду — МБайт/с, МБ/с, МB/s или МBps.

Килобайты и Мегабайты в секунду всегда пишутся с большой буквой «Б», как в латинской транскрипции, так и в русском варианте написания: МБайт/с, МБ/с, МB/s, МBps.

Как определить, сколько мегабит в мегабайте и наоборот?!

1 МБайт/с = 8Мбит/с.

Например, если скорость передачи данных, отображаемая браузером, равна 2 МБ/с (2 Мегабайта в секунду), то в Мегабитах это будет в восемь раз больше — 16 Мбит/с (16 Мегабит в секунду).

16 Мегабит в секунду = 16 / 8 = 2,0 Мегабайт в секунду.

Т.е, чтобы получить величину скорости в «Мегабайтах в секунду», нужно значение в «Мегабитах в секунду» разделить на восемь и наоборот.

Кроме скорости передачи данных, важным измеряемым параметром является время реакции нашего компьютера, обозначаемое Ping. Другими словами, пинг – это время ответа нашего компьютера на посланный запрос. Чем меньше ping, тем меньше, например, время ожидания, необходимое для открытия интернет страницы. Понятно, что чем меньше пинг, тем лучше. При измерении пинга определяется время, затрачиваемое для прохождения пакета от сервера измеряющего онлайн сервиса к нашему компьютеру и обратно.

Определение скорости интернет соединения

Для определения скорости интернет соединения существует несколько методов. Одни более точные, другие менее точные. В нашем же случае, для практических нужд, считаю, достаточно использования некоторых наиболее распространенных и неплохо себя зарекомендовавших онлайн сервисов. Почти все они, кроме проверки скорости интернета содержат многие другие функции, среди которых наше местоположение, провайдер, время реакции нашего компьютера (пинг) и др.

При желании можно много экспериментировать, сопоставляя результаты измерений различных сервисов и выбирая понравившиеся. Меня, например, устраивают такие сервисы, как известный Яндекс интернетометр, а также еще два – SPEED . IO и SPEEDTEST . NET .

Страница измерения скорости интернетавЯндекс интернетометре открывается по адресу ipinf.ru/speedtest.php (рисунок 1). Для повышения точности измерения выбираем меткой на карте свое местоположение и нажимаем левой кнопкой мыши. Процесс измерения начинается. Результаты измеренных входящей (download ) и исходящей (upload ) скоростей отражаются во всплывающей таблице и слева в панели.

Рисунок 1. Страница измерения скорости интернета в Яндекс интернетометре

Сервисами SPEED.IO и SPEEDTEST.NET, процесс измерения в которых анимируется в панели приборов, подобной автомобильной (рисунки 2, 3), пользоваться просто приятно.

Рисунок 2. Измерение скорости интернет соединения в сервисе SPEED.IO

Рисунок 3. Измерение скорости интернет соединения в сервисе SPEEDTEST.NET

Пользование приведенными сервисами интуитивно понятно и обычно не вызывает никаких затруднений. Опять же определяются входящая (download), исходящая (upload) скорости, ping . Speed.io измеряет текущую скорость интернета до ближайшего от нас сервера компании.

Кроме того в сервисе SPEEDTEST.NET можно протестировать качество сети, сравнить свои предыдущие результаты измерений с настоящими, узнать результаты других пользователей, сравнить свои результаты с обещанной провайдером скоростью.

Наряду с указанными, широко используются сервисы: CY PR . com , SPEED . YOIP

Под термином “информация ” понимают различные сведения, которые поступают к получателю. В литературе встречается наиболее часто следующее определение информации: информация – это сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения или непосредственного использования. Это могут быть сведения о результатах измерения, наблюдения за каким-либо объектом и т.п. В дальнейшем нас будут интересовать лишь вопросы, связанные с информацией как объектом передачи.

Сообщение является формой представления информации. Одно и то же сведение может быть представлено в различной форме. Например, сведение о часе приезда вашего приятеля может быть передано по телефону или же в виде телеграммы. В первом случае мы имеем дело с информацией, представленной в непрерывном виде (непрерывное сообщение). Во втором случае – с информацией, представленной в дискретном виде (дискретное сообщение). При передаче сведений по телеграфу информация заложена в буквах, из которых составлены слова, и цифрах. Очевидно, что на конечном отрезке времени число букв или цифр конечное. Это и является отличительной особенностью дискретного или счетного сообщения. В то же время число различных возможных значений звукового давления, измеренное при разговоре, даже на конечном отрезке времени будет бесконечным. В современных цифровых системах телефонной связи в канал связи передаются кодовые комбинации, несущие информацию об отсчетах квантованного аналогового сигнала. Следовательно, такой телефонный квантованный сигнал относится к классу дискретных, и поэтому будем в дальнейшем рассматривать только вопросы передачи дискретных сообщений. В случае телефонной связи под сообщением будем понимать некоторую последовательность отсчетов квантованного аналогового сигнала, передаваемую в канале связи в виде последовательности кодовых комбинаций.

К числу основных информационных характеристик сообщений относятся количество информации в отдельных сообщениях, энтропия и производительность источника сообщений.

Количество информации в сообщении (символе) определяется в битах – единицах измерения количества информации. Чем меньше вероятность появления того или иного сообщения, тем большее количество информации мы извлекаем при его получении. Если в памяти источника имеется два независимых сообщения (а 1 и а 2) и первое из них выдается с вероятностью =1, то сообщение а 1 не несет информации, ибо оно заранее известно получателю.

Было предложено определять количество информации, которое приходится на одно сообщение a i , выражением

.

С реднее количество информации Н(А), которое приходится на одно сообщение, поступающее от источника без памяти, получим, применив операцию усреднения по всему объему алфавита:

. (2.1)

Выражение (2.1) известно как формула Шеннона для энтропии источника дискретных сообщений. Энтропия – мера неопределенности в поведении источника дискретных сообщений. Энтропия равна нулю, если с вероятностью единица источником выдается всегда одно и то же сообщение (в этом случае неопределенность в поведении источника сообщений отсутствует). Энтропия максимальна, если символы источника появляются независимо и с одинаковой вероятностью.

Определим энтропию источника сообщений, если К = 2 и . Тогда

Отсюда 1 бит – это количество информации, которое переносит один символ источника дискретных сообщений в том случае, когда алфавит источника состоит из двух равновероятных символов.

Если в предыдущем примере взять , то Н(А)

Среднее количество информации, выдаваемое источником в единицу времени, называют производительностью источника

(бит/с). (2.2)

где Т – среднее время, отводимое на передачу одного символа (сообщения).

Для определения количества единичных элементов, передаваемых в одну секунду ввели понятие скорость модуляции (телеграфирования):

В=1/t (Бод)

Для каналов передачи дискретных сообщений вводят аналогичную характеристику – скорость передачи информации по каналу R (бит/с). Она определяется количеством бит, передаваемых в секунду. Максимально возможное значение скорости передачи информации по каналу называется пропускной способностью канала:

где 2D F – полоса пропускания канала,

Р с – мощность сигнала,

Р п – мощность помехи.

Сообщение, поступающее от источника, преобразуется в сигнал, который является его переносчиком в системах электросвязи.

Рис. 2.2. Принцип передачи сообщений

Система электросвязи обеспечивает доставку сигнала из одной точки пространства в другую с заданными качественными показателями. Схема передачи сообщений, в состав которой входят преобразователи сообщение–сигнал–сообщение, приведена на рис. 2.2.

Контрольные вопросы

  1. Дайте определения понятиям “информация”, “сообщение”.
  2. Как измеряется количество информации?
  3. Определить энтропию источника вырабатывающего независимые символы а 1 и а 2 , если р(а 1) = 0,3. Сравнить полученное значение с вариантом, когда р(а 1) = р(а 2) = 0,5.

Список литературы

  1. Кох Р., Яновский Г. Эволюция и конвергенция в электросвязи. – М.: Радио и связь, 2001. – 280 с.
  2. Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг Российской Федерации. “СвязьИнформ”, 2001, № 10. с. 9-32.

Что же такое скорость интернета и в каких единицах измерения измеряется скорость интернет соединения: биты или может быть байты?

Скорость интернета представляет собой максимальное число данных, принятых персональным компьютером (ПК) либо переданных в Сеть за определённую единицу времени. Если посмотреть на изменение скорости передачи данных, то чаще всего можно встретить: в килобитах/секунду (Кб/сек; Кбит/сек), либо в мегабитах (Мб/сек; Мбит/сек). Размер каких-либо файлов всегда указывается в байтах, Кбайтах, Мбайтах и Гбайтах.

Все мы знаем, что 1 байт — это 8 бит, Если скорость Вашего интернет соединения равна 100 Мбит/сек, то следуя из расчетов (100/8=12.5), можно сделать вывод что компьютер за одну секунду может передать или принять не более 12.5 Мбайт информации. Если размер файла который Вы хотите скачать равен 1.5 Гбайт, то на процесс скачивания Вы затратите не более двух минут.

От чего же всё-таки зависит скорость интернет соединения?

В первую очередь скорость интернет соединения зависит от Вашего тарифного плана, который Вам установил интернет провайдер . Так же на скорость влияет технология канала передачи информации и загруженность Сети другими пользователями. Если ограничить общую пропускную возможность канала, то тогда чем больше пользователей находится в Сети и чем больше они скачивают файлов и информации, тем больше падает скорость соединения, так как остается меньше «свободного места» в Сети.

Во-вторых есть зависимость от скорости загрузки сайтов на которых Вы находитесь. Например, если на момент загрузки сервер может отдавать пользователю данные со скоростью не менее 10 Мбит/сек, то даже если Вы подключены к максимальному тарифному плану, большего Вы можете не ждать.

Факторы, которые влияют на скорость интернета :

1. При проверке, скорость сервера, к которому вы обращаетесь.

2. Скорость и настройки Вашего Wi-Fi роутера.

3. Все работающие на компьютере программы и приложения в момент проверки.

4. Также брандмауэры и антивирусы работающие в фоновом режиме.

5. Настройки Вашей операционной системы (ОС) и самого компьютера.

Как можно увеличить скорость Вашего интернет соединения?

1. Вредоносное или нежелательное программное обеспечение, оно может повлиять в первую очередь на снижение скорости интернет соединения.

2. Вирусы, черви и троянские программы, которые случайным образом попали в Ваш компьютер, могут забирать часть пропускной возможности канала. Для решения этой проблемы необходимо использовать антивирусные программы, которые будут бороться с заражением Вашего ПК.

3. Когда Вы используете Wi-Fi который не защищен паролем, Вы тоже подвергаете себя риску, так как к нему обычно подключаются другие пользователи. Поэтому на Wi-Fi необходимо устанавливать пароль.

4. Также снижают скорость интернет соединения параллельно работающие программы, потому что они приводят к увеличению нагрузки процессора, поэтому скорость резко снижается.

Некоторые действия способны увеличить скорость интернет соединения, например:

1. Увеличение пропускной скорости порта. Это в том случае если у Вас подключено высокое интернет соединение, а скорость резко упала. Зайдите в меню «Пуск», далее «Панель управления» потом в «Система» и в раздел «Оборудование», после этого кликните по «Диспетчеру устройств». Находите «Порты (COM либо LPT)», затем разворачиваете их содержимое и отыскиваете «Последовательный порт (СОМ 1)». После этого нужно кликнуть правой кнопкой мышки и открыть «Свойства». После этого откроется окно, в котором нужно перейти в графу «Параметры порта». После того как открылось окно, нажимаем параметр «Скорость» (бит в секунду) и кликаем на цифру 115200 — далее ОК! После всех этих действий пропускная скорость порта увеличена. Поскольку по молчанию установлена скорость — 9600 бит/сек.

2. Также для увеличения скорости можно попробовать отключить планировщик пакетов QoS. Для этого нужно запустить утилиту gpedit.msc. В «Пуске» выполнить поиск — gpedit.msc. Далее нужно нажать «Конфигурация компьютера» после «Административные шаблоны». Потом зайти в «Сеть», далее «Планировщик пакетов QoS». Далее нужно «Ограничить резервируемую пропускную способность» потом «Включить» и выставить 0%. Нажимаем «Применить» и перезагружаем компьютер.

3.Перезагрузите маршрутизатор. Перезапуск модема или маршрутизатора поможет решить многие проблемы с соединением. Отключите, подождите 30 секунд и снова включите его.

Вот эти действия, в некоторых случаях, помогут Вам увеличить скорость.

§15. Передача данных | Скорость передачи данных






Содержание урока

Как происходит передача информации?

Скорость передачи данных

Выводы. Интеллект-карта

Вопросы и задания


Скорость передачи данных

Вспомним, в каких единицах измеряется скорость в уже знакомых нам ситуациях. Для автомобиля скорость — это расстояние, пройденное за единицу времени; скорость измеряется в километрах в час или метрах в секунду. В задачах перекачки жидкости скорость измеряется в литрах в минуту (или в секунду, в час).

Неудивительно, что скоростью передачи данных называют количество данных, переданное по сети за единицу времени (чаще всего — за секунду).

По сети за 10 секунд было передано 200 бит данных. Найдите среднюю скорость передачи данных. В каких единицах она измеряется?
Как вы думаете, почему в предыдущей задаче речь идёт именно о средней скорости?

Количество данных, которые передаются за 1 секунду, можно измерить в любых единицах количества информации: битах, байтах, килобайтах и др. Поскольку данные обычно передаются в виде потока битов (без разделения на байты), на практике скорость передачи данных чаще всего измеряют в битах в секунду (бит/с).

Скорость передачи данных в битах в секунду — это количество битов, переданных за одну секунду.

Средняя скорость передачи данных v вычисляется по формуле
v = I/t,
где I — количество переданных данных, a t — время передачи.

Эта формула связывает между собой три величины: количество данных, время и среднюю скорость передачи. Зная любые две из них, с помощью этой формулы можно всегда выразить и вычислить третью.

В скоростных сетях скорость обмена данными может составлять миллионы и миллиарды битов в секунду, поэтому используются кратные единицы: 1 кбит/с (килобит в секунду), 1 Мбит/с (мегабит в секунду) и 1 Гбит/с (гигабит в секунду).


1 кбит/с = 1000 бит/с.

1 Мбит/с = 1000 000 бит/с.

1 Гбит/с = 1000 000 000 бит/с.


Обратите внимание, что здесь приставки «кило-», «мега-» и «гига-» обозначают (как и в международной системе единиц СИ) увеличение ровно в тысячу, миллион и миллиард раз. Напомним, что в традиционных единицах измерения количества информации «кило-» означает увеличение в 1024 раза, «мега-» — в 10242 и «гига-» — в 10243.

Файл размером 2000 бит был передан по каналу связи за 40 с. Найдите среднюю скорость передачи данных в битах в секунду.

Файл размером 200 байт был передан по каналу связи за 16 с. Найдите среднюю скорость передачи данных в битах в секунду.

Файл размером 15 Мбайт был передан по каналу связи за 30 с. Найдите среднюю скорость передачи данных в битах в секунду (число в ответе запишите как степень числа 2).

Для каждого канала связи существует некоторая предельная скорость передачи данных, которая зависит от оборудования. Она называется пропускной способностью канала связи.

Пусть скорость передачи данных по некоторой сети равна v бит/с. Это значит, что за одну секунду передаётся v битов, а за t секундvt бит.

Скорость передачи данных по линии связи равна 600 бит/с. Сколько бит будет передано за 10 секунд?

Скорость передачи данных по линии связи равна 800 бит/с. Сколько байт будет передано за 100 секунд?

Скорость передачи данных по линии связи равна 80 бит/с. Сколько байт будет передано за 5 минут?

Скорость передачи данных по линии связи равна 222 бит/с. Сколько мегабайт будет передано за 4 минуты?

Если известно количество переданных данных I и скорость передачи v, то время передачи t вычисляется как их отношение: t = I/v.


Скорость передачи данных по линии связи равна 1000 бит/с. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 4000 бит?

Скорость передачи данных по линии связи равна 100 бит/с. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 125 байт?

Скорость передачи данных по линии связи равна 4096 бит/с. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 2 Кбайт?

Скорость передачи данных по линии связи равна 225 бит/с. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 12 Мбайт?

Некоторое количество данных передаётся по линии связи за 10 секунд. Оцените, за какое время может быть передано в 10 раз больше данных. Почему на практике это время может отличаться от расчётного?

Некоторое количество данных передаётся по первой линии связи за 10 секунд, а по второй — за 50 секунд. Что можно сказать о скоростях передачи по первой и второй линии? Можно ли определить объём данных, который передавался?

Следующая страница Выводы. Интеллект-карта

Cкачать материалы урока



Высокую скорость передачи данных по. Расчет пропускной способности. От чего же всё-таки зависит скорость интернет соединения

Все виды информации кодируются в последовательности электрических импульсов: есть импульс (1), нет импульса (0), то есть в последовательности нулей и единиц. Такое кодирование информации в компьютере называется двоичным кодированием, а логические последовательности нулей и единиц – машинным языком.

Эти цифры можно рассматривать как два равновероятностных состояния (события). При записи двоичной цифры реализуется выбор одного из двух возможных состояний (одной из двух цифр) и, следовательно, она несет количество информации, равное 1 биту.

Даже сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digit, то есть двоичный разряд.

Важно, что каждая цифра машинного двоичного кода несет информацию в 1 бит. Таким образом две цифры несут информацию 2 бита, три разряда – 3 бита и т.д. Количество информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода.

Передача информации в информационной системе.

Система состоит из отправителя информации, линии связи и получателя информации. Сообщение для передачи его в соответствующий адрес должно быть предварительно преобразовано в сигнал. Под сигналом понимается изменяющаяся физическая величина, отображающее сообщение. Сигнал – материальный переносчик сообщения, то есть изменяющаяся физическая величина, обеспечивающая передачу информации по линии связи. Физическая среда, по которой происходит передача сигналов от передатчика к приемнику, называется линией связи.

В современной технике нашли применение электрические, электромагнитные, световые, механические, звуковые, ультразвуковые сигналы. Для передачи сообщений необходимо принять тот переносчик, который способен эффективно распределяться по используемой в системе линии связи.

Преобразование сообщений в сигналы, удобные для прохождения по линии связи, осуществляется передатчиком.

В процессе преобразования дискретных сообщений в сигнал происходит кодирование сообщения. В широком смысле кодированием называется преобразование сообщений в сигнал. В узком смысле кодирование – это отображение дискретных сообщений сигналами в виде определенных сочетаний символов. Устройство, осуществляющее кодирование называется кодером.

При передаче сигналы подвергаются воздействию помех. Под помехами подразумеваются любые мешающие внешние возмущения или воздействия (атмосферные помехи, влияние посторонних источников сигналов), а также искажения сигналов в самой аппаратуре (аппаратурные помехи), вызывающие случайное отклонение принятого сообщения (сигнала) от передаваемого.

На приемной стороне осуществляется обратная операция декодирования, т.е. восстановление по принятому сигналу переданного сообщения.

Решающее устройство, помещенное после приемника, осуществляет обработку принятого сигнала с целью наиболее полного извлечения из него информации.

Декодирующее устройство, (декодер) преобразует принятый сигнал к виду удобному для восприятия получателем.

Совокупность средств, предназначенных для передачи сигнала, называется каналом связи. Одна и та же линия связи может использоваться для передачи сигналов между многими источниками и приемниками, то есть линия связи может обслуживать несколько каналов.

При синтезе систем передачи информации приходится решать две основные проблемы, связанные с передачей сообщений:

Обеспечение помехоустойчивости передачи сообщений

Обеспечение высокой эффективности передачи сообщений

Под помехоустойчивостью понимается способность информации противостоять вредному воздействию помех. При данных условиях, т.е. при заданной помехе, помехоустойчивость определяет верность передачи информации. Под верностью понимается мера соответствия принятого сообщения (сигнала) переданному сообщению (сигналу).

Под эффективностью системы передачи информации понимается способность системы обеспечивать передачу заданного количества информации наиболее экономичным способом. Эффективность характеризует способность системы обеспечить передачу данного количества информации с наименьшими затратами мощности сигнала, времени и полосы частот.

Теория информации устанавливает критерии оценки помехоустойчивости и эффективности информационных систем, а также указывает общие пути повышения помехоустойчивости и эффективности.

Скорость передачи данных — скорость, с которой передается или принимается информация в двоичной форме. Обычно скорость передачи данных измеряется количеством бит, переданных в одну секунду.

Биты в секунду — единица скорости передачи информации, равная количеству двоичных разрядов, пропускаемых каналом связи в 1 секунду с учетом и полезной и служебной информации.

Пропускная способность канала связи — максимальная скорость передачи данных от источника к получателю.

Символы в секунду — единица измерения скорости передачи (только) полезной информации.

Переход к более крупным единицам измерения

Ограничения на максимальную мощность алфавита не существует, но есть алфавит, который можно считать достаточным (на современном этапе) для работы с информацией, как для человека, так и для технических устройств. Он включает в себя: латинский алфавит, алфавит языка страны, числа, спецсимволы — всего около 200 знаков. По приведенной выше таблице можно сделать вывод, что 7 битов информации недостаточно, требуется 8 битов, чтобы закодировать любой символ такого алфавита, 256 = 28. 8 бит образуют 1 байт. То есть для кодирования символа компьютерного алфавита используется 1 байт. Укрупнение единиц измерения информации аналогично применяемому в физике — используют приставки «кило», «мега», «гига». При этом следует помнить, что основание не 10, а 2.

1 Кб (килобайт) = 210 байт = 1024 байт,

1 Мб(мегабайт) = 210 Кб = 220 байт и т. д.

Умение оценивать количество информации в сообщении поможет определить скорость информационного потока по каналам связи. Максимальную скорость передачи информации по каналу связи называют пропускной способностью канала связи. Самым совершенным средством связи на сегодня являются оптические световоды. Информация передается в виде световых импульсов, посылаемых лазерным излучателем. У этих средств связи высокая помехоустойчивость и пропускная способность более 100Мбит/с.

Общая информация

В большинстве случаев в сетях информация передается последовательно. Биты данных поочередно передаются по каналу связи, кабельному или беспроводному. На Рисунке 1 изображена последовательность бит, передаваемая компьютером или какой-либо другой цифровой схемой. Такой сигнал данных часто называют исходным. Данные представлены двумя уровнями напряжения, например, логической единице соответствует напряжение +3 В, а логическому нулю — +0.2 В. Могут использоваться и другие уровни. В формате кода без возврата к нулю (NRZ) (Рисунок 1) сигнал не возвращается к нейтральному положению после каждого бита, в отличие от формата с возвращением к нулю (RZ).

Битрейт

Скорость передачи данных R выражается в битах в секунду (бит/с или bps). Скорость является функцией продолжительности существования бита или времени бита (T B) (Рисунок 1):

Эту скорость называют также шириной канала и обозначают буквой C. Если время бита равно 10 нс, то скорость передачи данных определится как

R = 1/10 × 10 — 9 = 100 млн. бит/с

Обычно это записывается как 100 Мб/с.

Служебные биты

Битрейт, как правило, характеризует фактическую скорость передачи данных. Однако в большинстве последовательных протоколов данные являются только частью более сложного кадра или пакета, включающего в себя биты адреса источника, адреса получателя, обнаружения ошибок и коррекции кода, а также прочую информацию или биты управления. В кадре протокола данные называются полезной информацией (payload). Биты, не являющиеся данными, называются служебными (overhead). Иногда количество служебных бит может быть существенным — от 20% до 50%, в зависимости от общего числа полезных бит, передаваемых по каналу.

К примеру, кадр протокола Ethernet, в зависимости от количества полезных данных, может иметь до 1542 байт или октетов. Полезных данных может быть от 42 до 1500 октетов. При максимальном числе полезных октетов служебных будет только 42/1542, или 2.7%. Их было бы больше, если полезных байт было бы меньше. Это соотношение, известное также под названием эффективность протокола, обычно выражают в процентах количества полезных данных от максимального размера кадра:

Эффективность протокола = количество полезных данных/размер кадра = 1500/1542 = 0.9727 или 97.3%

Как правило, чтобы показать истинную скорость передачи данных по сети, фактическая скорость линии увеличивается на коэффициент, зависящий от количества служебной информации. В One Gigabit Ethernet фактическая скорость линии равна 1.25 Гб/с, тогда как скорость передачи полезных данных составляет 1 Гб/с. Для 10-Gbit/s Ethernet эти величины равны, соответственно, 10.3125 Гб/с и 10 Гб/с. При оценке скорости передачи данных по сети также могут использоваться такие понятия, как пропускная способность, скорость передачи полезных данных или эффективная скорость передачи данных.

Скорость передачи в бодах

Термин «бод» происходит от фамилии французского инженера Эмиля Бодо (Emile Baudot), который изобрел 5-битовый телетайпный код. Скорость передачи в бодах выражает количество изменений сигнала или символа за одну секунду. Символ — это одно из нескольких изменений напряжения, частоты или фазы.

Двоичный формат NRZ имеет два представляемых уровнями напряжения символа, по одному на каждый 0 или 1. В этом случае скорость передачи в бодах или скорость передачи символов — то же самое, что и битрейт. Однако на интервале передачи можно иметь более двух символов, в соответствии с чем на каждый символ отводится несколько бит. При этом данные по любому каналу связи могут передаваться только с помощью модуляции.

Когда средство передачи не может обработать исходный сигнал, на первый план выходит модуляция. Конечно, речь идет о беспроводных сетях. Исходные двоичные сигналы не могут передаваться непосредственно, они должны переноситься на несущую радиочастоту. В некоторых протоколах кабельной передачи данных также применяется модуляция, позволяющая повысить скорость передачи. Это называется «широкополосной передачей».
Выше: модулирующий сигнал, исходный сигнал

Используя составные символы, в каждом можно передавать по несколько бит. Например, если скорость передачи символов равна 4800 бод, и каждый символ состоит из двух бит, полная скорость передачи данных будет 9600 бит/с. Обычно количество символов представляется какой-либо степенью числа 2. Если N — количество бит в символе, то число требуемых символов будет S = 2N. Таким образом, полная скорость передачи данных:

R = скорость в бодах × log 2 S = скорость в бодах × 3.32 log 1 0 S

Если скорость в бодах равна 4800, и на символ отводится два бита, количество символов 22 = 4.

Тогда битрейт равен:

R = 4800 × 3.32log(4) = 4800 × 2 = 9600 бит/с

При одном символе на бит, как в случае с двоичным форматом NRZ, скорости передачи в битах и бодах совпадают.

Многоуровневая модуляция

Высокий битрейт можно обеспечить многими способами модуляции. Например, при частотной манипуляции (FSK) в каждом символьном интервале для представления логических 0 и 1 обычно используются две различные частоты. Здесь скорость передачи в битах равна скорости передачи в бодах. Но если каждый символ представляет два бита, то требуются четыре частоты (4FSK). В 4FSK скорость передачи в битах в два раза превышает скорость в бодах.

Еще одним распространенным примером является фазовая манипуляция (PSK). В двоичной PSK каждый символ представляет 0 или 1. Двоичному 0 соответствует 0°, а двоичной 1 — 180°. При одном бите на символ скорость в битах равна скорости в бодах. Однако соотношение числа бит и символов несложно увеличить (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Двоичная фазовая манипуляция.

Биты

Фазовый сдвиг (градусов)

Например, в квадратурной PSK на один символ приходится два бита. При использовании такой структуры и двух бит на бод скорость передачи в битах превышает скорость в бодах в два раза. При трех битах на один бод модуляция получит обозначение 8PSK, и восемь различных фазовых сдвигов будут представлять три бита. А при 16PSK 16 фазовых сдвигов представляют 4 бита.

Одной из уникальных форм многоуровневой модуляции является квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Для создания символов, представляющих множество битов, QAM использует комбинацию различных уровней амплитуд и смещений фаз. Например, 16QAM кодирует четыре бита на символ. Символы представляют собой сочетание различных уровней амплитуды и фазовых сдвигов.

Для наглядного отображения амплитуды и фазы несущей для каждого значения 4-битного кода используется квадратурная диаграмма, имеющая также романтическое название «сигнальное созвездие» (Рисунок 2). Каждая точке соответствует определенная амплитуда несущей и фазовый сдвиг. В общей сложности 16 символов кодируются четырьмя битами на символ, в результате чего битрейт превышает скорость передачи в бодах в 4 раза.

Почему несколько бит на бод?

Передавая больше одного бита на бод можно отправлять данные с высокой скоростью по более узкому каналу. Следует напомнить, что максимально возможная скорость передачи данных определяется пропускной способностью канала передачи.
Если рассмотреть наихудший вариант чередования нулей и единиц в потоке данных, то максимальная теоретическая скорость передачи C в битах для данной полосы пропускания B будет равна:

Или полоса пропускания при максимальной скорости:

Для передачи сигнала со скоростью 1 Мб/с требуется:

B = 1/2 = 0.5 МГц или 500 кГц

При использовании многоуровневой модуляции с несколькими битами на символ максимальная теоретическая скорость передачи данных будет равна:

Здесь N — количество символов в символьном интервале:

log 2 N = 3.32 log10N

Полоса пропускания, требуемая для обеспечения желаемой скорости при заданном количестве уровней, вычисляется следующим образом:

Например, полоса пропускания, необходимая для достижения скорости передачи 1 Мб/с при двух битах на один символ и четырех уровнях, может быть определена как:

log 2 N = 3.32 log 10 (4) = 2

B = 1/2(2) = 1/4 = 0.25 МГц

Количество символов, необходимых для получения желаемой скорости передачи данных в фиксированной полосе пропускания, может быть вычислено как:

3.32 log 10 N = C/2B

Log 10 N = C/2B = C/6.64B

N = log-1 (C/6.64B)

Используя предыдущий пример, количество символов, необходимых для передачи со скоростью 1 Мб/с по каналу 250 кГц, определится следующим образом:

log 10 N = C/6.64B = 1/6.64(0.25) = 0.60

N = log-1 (0.602) = 4 символа

Эти расчеты предполагают, что в канале отсутствуют шумы. Для учета шума нужно применить теорему Шеннона-Хартли:

C = B log 2 (S/N + 1)

C -пропускная способность канала в битах в секунду,
В — полоса пропускания канала в герцах,
S/N -отношение сигнал/шум.

В форме десятичного логарифма:

C = 3.32B log 10 (S/N + 1)

Какова максимальная скорость в канале 0.25 МГц с отношением S/N равным 30 дБ? 30 дБ переводится в 1000. Следовательно, максимальная скорость:

C = 3.32B log 10 (S/N + 1) = 3.32(0.25) log 10 (1001) = 2.5 Мб/с

Теорема Шеннона-Хартли конкретно не утверждает, что для достижения этого теоретического результата должна применяться многоуровневая модуляция. Используя предыдущую процедуру, можно узнать, сколько бит требуется на один символ:

log 10 N = C/6.64B = 2.5/6.64(0.25) = 1.5

N = log-1 (1.5) = 32 символа

Использование 32 символов подразумевает пять бит на символ (25 = 32).

Примеры измерения скорости передачи в бодах

Практически все высокоскоростные соединения используют какие-либо формы широкополосной передачи. В Wi-Fi в схемах модуляции с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) применяются QPSK, 16QAM и 64QAM.

То же самое верно для WiMAX и технологии сотовой связи Long-Term Evolution (LTE) 4G. Передаче сигналов аналогового и цифрового телевидения в системах кабельноого ТВ и высокоскоростного доступ в Интернет основана на 16QAM и 64QAM, в то время как в спутниковой связи используют QPSK и различные версии QAM.

Для систем наземной мобильной радиосвязи, обеспечивающих общественную безопасность, недавно были приняты стандарты модуляции речевой информации и данных с помощью 4FSK. Этот сужающий полосу пропускания способ разработан для сокращения полосы с 25 кГц на канал до 12.5 кГц, и, в конечном счете, до 6.25 кГц. В результате в том же спектральном диапазоне можно разместить больше каналов для других радиостанций.

Телевидение высокой четкости в США использует метод модуляции, называемый eight-level vestigial sideband (8-уровневая передача сигналов с частично подавленной боковой полосой), или 8VSB. В этом методе отводится три бита на символ при 8 уровнях амплитуды, что позволяет передавать 10,800 тыс. символов в секунду. При 3 битах на символ полная скорость будет равна 3 × 10,800,000 = 32.4 Мб/с. В сочетании с методом VSB, который передает только одну полную боковую полосу частот и часть другой, видео- и аудиоданные высокой четкости могут передаваться по телевизионному каналу шириной 6 МГц.

Ключевые слова:

· скорость передачи данных

· биты в секунду

Скорость передачи данных – важнейшая характеристика линии связи. Изучив этот параграф, вы научитесь решать задачи, связанные с передачей данных по сети.

Единицы измерения

Вспомним, в каких единицах измеряется скорость в уже знакомых нам ситуациях. Для автомобиля скорость – это расстояние, пройденное за единицу времени; скорость измеряется в километрах в час или метрах в секунду. В задачах перекачки жидкости скорость измеряется в литрах в минуту (или в секунду, в час).

Неудивительно, что в задачах передачи данных скоростью будем называть количество данных, переданное по сети за единицу времени (чаще всего – за секунду).

Количество данных можно измерить в любых единицах количества информации: битах, байтах, Кбайтах и др. Но на практике скорость передачи данных чаще всего измеряют в битах в секунду (бит/с).

В скоростных сетях скорость обмена данными может составлять миллионы и миллиарды битов в секунду, поэтому используются кратные единицы: 1 кбит/c (килобит в секунду), 1 Мбит/c (мегабит в секунду) и 1 Гбит/c (гигабит в секунду).

1 кбит/с = 1 000 бит/с 1 Мбит/с = 1 000 000 бит/с 1 Гбит/с = 1 000 000 000 бит/с

Обратите внимание, что здесь приставки «кило-», «мега-» и «гига-» обозначают (как и в международной системе единиц СИ) увеличение ровно в тысячу, миллион и миллиард раз. Напомним, что в традиционных единицах измерения количества информации «кило-» означает увеличение в 1024 раза, «мега-» – в 1024 2 и «гига-» – в 1024 3 .

Задачи

Пусть скорость передачи данных по некоторой сети равна v бит/с. Это значит, что за одну секунду передаётся v битов, а за t секунд – v× t битов.

Задача 1 . Скорость передачи данных по линии связи 80 бит/с. Сколько байтов будет передано за 5 минут?

Решение . Как вы знаете, количество информации рассчитывается по формуле I = v× t . В данном случае v = 80 бит/с и t = 5 мин. Но скорость задана в битах в секунду , а время – в минутах , поэтому для получения правильного ответа нужно минуты перевести в секунды:

t = 5 × 60 = 300 с

и только потом выполнить умножение. Сначала получаем количество информации в битах:

I = 80 бит/c × 300 с = 24000 битов

Затем переводим его в байты:

I = 24000: 8 байтов = 3000 байтов

Ответ: 3000 байт.

Задача 2 . Скорость передачи данных по линии связи 100 бит/с. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 125 байтов?

Решение . Нам известна скорость передачи данных (v = 100 бит/с) и количество информации (I = 125 байтов). Из формулы I = v× t получаем

t = I : v.

Но скорость задана в битах в секунду, а количество информации – в байтах . Поэтому для того, чтобы «состыковать» единицы измерения, нужно сначала перевести количество информации в биты (или скорость в байты в секунду!):

I = 125 × 8 битов = 1000 битов.

Теперь находим время передачи:

t = 1000 : 100 = 10 с.

Ответ: 10 секунд.

Задача 3 . Какова средняя скорость передачи данных (в битах в секунду), если файл размером 200 байтов был передан за 16 с?

Решение . Нам известно количество информации (I = 200 байтов) и время передачи данных (t = 16 с). Из формулы I = v× t получаем

v = I : t.

Но объём файла задан в байтах , а скорость передачи нужно получить в битах в секунду. Поэтому сначала переведём количество информации в биты:

I = 200 × 8 битов = 1600 битов.

Теперь находим среднюю скорость

v = 1600 : 16 = 100 бит/с.

Обратите внимание, что речь идёт именно о средней скорости передачи, потому что во время обмена данными она могла изменяться.

Ответ: 100 бит/с.

1. В каких единицах измеряется скорость передачи данных в компьютерных сетях?

2. Что означают приставки «кило-», «мега-» и «гига-» в единицах измерения скорости передачи данных? Как вы думаете, почему эти приставки не такие, как в единицах измерения количества информации?

3. Какая формула используется для решения задач на скорость передачи данных?

4. Как вы думаете, в чём заключается главная причина ошибок в решении таких задач?

1. Сколько байтов информации будет передано за 24 секунды по линии связи со скоростью 1500 бит в секунду?

2. Сколько байтов информации будет передано за 15 секунд по линии связи со скоростью 9600 бит/c?

3. Сколько байтов информации передается за 16 секунд по линии связи со скоростью 256000 бит в секунду?

4. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 5 Кбайт по линии связи со скоростью 1024 бит/с?

5. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 800 байт по линии связи со скоростью 200 бит/с?

6. Сколько секунд потребуется на передачу файла размером 256 Кбайт по линии связи со скоростью 64 байта в секунду?

7. Книжка, в которой 400 страниц текста (каждая страница содержит 30 строк по 60 символов в каждой), закодирована в 8-битной кодировке. Сколько секунд потребуется для передачи этой книжки по линии связи со скоростью 5 кбит/c?

8. Сколько бит в секунду передается по линии связи, если файл размером 400 байт был передан за 5 с?

9. Сколько бит в секунду передается по линии связи, если файл размером 2 Кбайта был передан за 8 с?

10. Сколько байтов в секунду передается по линии связи, если файл размером 100 Кбайт был передан за 16 с?

Самое важное в главе 1: · Информатика изучает широкий круг вопросов, связанных с автоматической обработкой данных. · Человек получает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств. · Данные – это зафиксированная (закодированная) информация. Компьютеры работают только с данными. · Сигнал – это изменение свойств носителя информации. Сообщение – это последовательности сигналов. · Основные информационные процессы – это передача и обработка информации (данных). · Минимальная единица измерения количества информации – это бит. Так называется количество информации, которое можно закодировать с помощью одной двоичной цифры («0» или «1»). · С помощью i битов можно закодировать 2 i разных вариантов. · 1 байт содержит 8 битов. · В единицах измерения количества информации используются двоичные приставки: 1 Кбайт = 2 10 байтов = 1024 байтов 1 Мбайт = 2 20 байтов 1 Гбайт = 2 30 байтов · Информационный объем текста определяется длиной текста и мощностью алфавита. Чем больше символов содержит алфавит, тем больше будет информационный объём одного символа (и текста в целом). · Большинство рисунков кодируется в компьютерах в растровом формате, то есть, в виде набора точек разного цвета (пикселей). Пиксель – это наименьший элемент рисунка, для которого можно задать свой цвет. · Информационный объем рисунка определяется количеством пикселей и количеством используемых цветов. Чем больше цветов используется в рисунке, тем больше будет информационный объём одного пикселя (и рисунка в целом). · Скорость передачи данных обычно измеряется в битах в секунду (бит/с). · В единицах измерения скорости передачи данных используются десятичные приставки: 1 кбит/с = 1 000 бит/c 1 Мбит/с = 1 000 000 бит/c 1 Гбит/с = 1 000 000 000 бит/c

Конечно, вместо 0 и 1 можно использовать два любых знака.

Английское слово bit – это сокращение от выражения binary digit , «двоичная цифра».

Существует и другой тип языков, к которому относятся китайский, корейский, японский языки. В них используются иероглифы , каждый из которых обозначает отдельное слово или понятие.

Английское слово pixel – это сокращение от picture element , элемент рисунка.

Для оценки качества каналов передачи данных можно использовать следующие характеристики:

    скорость передачи данных по каналу связи;

    пропускную способность канала связи;

    достоверность передачи информации;

    надежность канала связи.

Скорость передачи данных . Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости (bit rate). Информационная скорость — определяется количеством битов, передаваемых по каналу связи за одну секунду бит/с, что в англоязычном варианте обозначается как bps.

Бодовая скорость измеряется в бодах (baud). Эта единица скорости получила свое название по фамилии французского изобретателя телеграфного аппарата Emilie Baudot – Э. Бодо. Бод – это число изменений состояния среды передачи в секунду (или числом изменений сигнала в единицу времени). Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии. Скорость передачи информации 2400 бод означает, что состояние передаваемого сигнала изменялось 2400 раз в секунду, что эквивалентно частоте 2400 Гц.

Для иллюстрации этих понятий обратимся к передаче цифровых данных по обычным телефонным каналам связи. В самых ранних моделях модемов, эти две скорости совпадали. Современные модемы кодируют несколько битов данных в одном изменении состояния аналогового сигнала и очевидно, что скорость передачи данных и скорость работы канала в этом случае не совпадают. Если на бодовом интервале (между соседними изменениями сигнала) передается N бит, то число значений модулируемого параметра несущей (переносчика) равно 2 N . Например, при числе градаций 16 и скорости 1200 бод одному боду соответствует 4 бит/с и информационная скорость составит 4800 бит/с, т.е. скорость в битах в секунду превышает скорость в бодах. В частности, модемы на 2 400 и 1 200 бит/с передают 600 бод, а модемы на 9 600 и 14 400 бит/с- 2 400 бод.

В аналоговых телефонных сетях скорость передачи данных определяется типом протокола который поддерживают оба модема, участвующие в соединении. Так, современные модемы работают по протоколам V.34+ со скоростью до 33600 бит/с или по протоколу асимметричного обмена данными V.90 со скоростью передачи до 56 Kbps.

Стандарт V.34+ позволяет работать по телефонным линиям практически любого качества. Первоначальное соединение модемов происходит по асинхронному интерфейсу на минимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. После тестирования линии выбираются основные параметры передачи (частота несущей 1,6-2,0 КГц, способ модуляции, переход в синхронный режим) которые в последствии могут динамически изменяться без разрыва связи, адаптируясь к изменению качества линии.

Протокол V.90 был принят Международным Союзом Электросвязи (МСЭ) в феврале 1998 г. В соответствии с этим стандартом модемы, установленные у пользователя, могут принимать данные от провайдера сети (входящий поток – Downstream) на скорости 56 Kbps, а посылать (исходящий поток – Upstream) – на скорости до 33,6 Kbps. Достигается это за счет того, что данные на узле сети, подключенному к цифровому каналу, подвергаются только цифровому кодированию, а не аналого-цифровому преобразованию, которое всегда вносит шум дискретизации и квантования. На стороне пользователя из-за «последней аналоговой мили» происходит и цифро-аналоговое (в модеме) и аналого-цифровое преобразование (на АТС), поэтому увеличение скорости невозможно. Очевидно, что применить такую схему удается только там, где один из модемов имеет доступ к цифровому каналу. Практически только провайдер сети Интернет может быть связан с АТС пользователя цифровым каналом.

Для соединений типа абонент-абонент по коммутируемой телефонной сети общего пользования новая технология непригодна и работа возможна только на скорости не выше 33,6 Kbps.

Скорости передачи цифровой информации для ЛВС различных типов приведены в таблице 2.1, а для глобальных сетей в таблице 2.2.

Таблица 2.1

Тип сети (протокол канального уровня)

Вид линии передачи данных

Толстый коаксиальный кабель (10Base-5)

Тонкий коаксиальный кабель (10base-2)

Неэкранированная витая пара UTP категории 3 (10Base-T)

Оптоволокно (10Base-F)

Оптоволокно (100Base-FX)

Gigabit Ethernet

Многомодовое оптоволокно (1000Base-SX)

Одномодовое оптоволокно (1000Base-LX)

Твинаксиальный кабель(1000Base-СX)

Token Ring (High Speed Token Ring)

Оптоволокно

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Оптоволокно

Таблица 2.2

Иерархия скоростей цифровых каналов глобальных сетей

Тип сети

Тип интерфейса и линии передачи данных

Скорость передачи данных, Мбит/с

T1/E1, кабель из 2-ух витых пар

T2/E2,коаксиальный кабель

T3/E3, коаксиальный и оптический кабель или радиолинии СВЧ

STS-3, OC-3/STM-1

STS-9, OC-9/STM-3

STS-12, OC-12/STM-4

STS-18, OC-18/STM-6

STS-24, OC-24/STM-8

STS-36, OC-36/STM-12

STS-48, OC-48/STM-16

BRI (базовый)

PRI (специальный)

Абонент-сеть (Upstream)

Сеть-абонент (Downstream)

На ВОЛС достигнуты рекордные скорости передачи информации. В экспериментальной аппаратуре с использованием метода мультиплексирования с разделением каналов по длинам волн (WDM — Wavelengths Division Multiplexing) достигнута скорость 1100 Гбит/с на расстоянии 150 км. В одной из действующих систем на основе WDM передача идет со скоростью 40 Гбит/с на расстояния до 320 км. В методе WDM выделяется несколько несущих частот (каналов). Так, в последней упомянутой системе имеются 16 таких каналов вблизи частоты 4*10 5 ГГц, отстоящих друг от друга на 10 3 ГГц, в каждом канале достигается скорость 2,5 Гбит/с.

Максимально возможная информационная скорость, пропускная способность C (bandwidth ) связана с полосой пропускания F (точнее с верхней частотой полосы пропускания) канала связи формулой Хартли-Шеннона. Пусть N – число возможных дискретных значений сигнала, например число различных значений модулируемого параметра. Тогда на одно изменение величины сигнала, в соответствии с формулой Хартли, приходится не более I=log 2 N бит информации.

Максимальную информационную скорость передачи можно определить как

С = log 2 N / t,

где t — длительность переходных процессов, приблизительно равная (3-4)Т В, а Т В = 1/(2πF). Тогда

бит/с, (2.1)

В случае канала с помехами количество различимых значений модулированного сигнала N должно быть ≤ 1+A, где A — отношение мощностей сигнала и помехи.

Для пользователей вычислительных сетей значение имеют не абстрактные биты в секунду, а информация, единицей измерения которой служат байты или знаки. Поэтому более удобной характеристикой канала является его реальная или эффективная скорость , которая оценивается количеством знаков (символов), передаваемых по каналу за секунду (cps, character per second), не включая служебную (например, биты начала и конца блока, заголовки блоков и контрольные суммы).

Эффективная скорость зависит от ряда факторов, среди которых не только скорость передачи данных, но и способ передачи, и качество канала связи, и условия его эксплуатации, и структура сообщений. Например, так как в среднем, при асинхронном методе передачи данных через модем каждым 10 переданным битам соответствует 1 байт или 1 символ сообщения, то 1 cps=10 bps. Для повышения эффективной скорости передачи используются различные методы сжатия информации, реализуемые как самими модемами, так и коммуникационным ПО.

Существенной характеристикой любой коммуникационной системы является достоверность передаваемой информации. Достоверность передачи информации или уровень ошибок (error ratio) оценивают либо как вероятность безошибочной передачи блока данных, либо как отношение количества ошибочно переданных битов к общему числу переданных битов (единица измерения: количество ошибок на знак — ошибок/знак) Например, вероятность 0,999 соответствует 1 ошибке на 1000 бит (очень плохой канал). Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратура канала, так и состояние линии связи. Нецелесообразно использовать дорогостоящую аппаратуру, если линия связи не обеспечивает необходимых требований по помехоустойчивости.

При передаче данных в вычислительных сетях этот показатель должен лежать в пределах 10 -8 -10 -12 ошибок/знак, т.е. допускается не более одной ошибка на 100 миллионов переданных битов. Для сравнения, допустимое количество ошибок при телеграфной связи составляет примерно 3·10 -5 на знак.

Наконец, надежность коммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы в часах. Вторая характеристика позволяет более эффективно оценить надежность системы.

Для вычислительных сетей среднее время безотказной работы должно быть достаточно большим и составлять, как минимум, несколько тысяч часов

Скорость интернета – это объем информации, принятой и переданной компьютером за промежуток времени. Сейчас этот параметр чаще всего измеряется в Мегабитах в секунду, но это не единственная величина, также могут использоваться килобиты в секунду. Гигабиты пока еще в повседневной жизни не используются.

В то же время, размер переданных файлов измеряется обычно в байтах, но не берется в расчет время. Например: Байты, Мбайты или Гбайты.

Очень просто посчитать время, за которое получится скачать файл из сети, используя простую формулу. Известно, что наименьшее количество информации – это бит. Затем идет байт, в котором содержится 8 бит информации. Таки образом скорость в 10 Мегабит в секунду (10/8 = 1,25) позволяет передать 1,25 Мбайта в секунду. Ну а 100 Мбит/сек – 12,5 Мегабайт (100/8) соответственно.

Также можно рассчитать, за сколько загрузиться файл определенного размера из интернета. Например, фильм в 2 Гб загружаемый со скорость 100 Мегабит в секунду, можно скачать за 3 минуты. 2 Гб – это 2048 Мегабайт, которые следует поделить на 12,5. Получим 163 секунды, что равно примерно 3 минутам.
К сожалению, не все знакомы с единицами в которых принято измерять информацию, поэтому упомянем основные единицы:

1 байт – это 8 бит
1 Килобайт (Кб) соответствует 1024 байта
1 Мегабайт (Мб) будет равен 1024 Кб
1 Гигабайт (Гб) соответственно равняется 1024 Мб
1 Терабайт – 1024 Гб

Что влияет на скорость

То, с какой скоростью будет работать интернет на устройстве, зависит прежде всего:

От тарифного плана, предоставляемого провайдером
От пропускной возможности канала. Часто провайдер предоставляет общую скорость абонентам. То есть канал делится на всех, и если все пользователи активно используют сеть, то и скорость может снижаться.
От расположения и настроек сайта, к которому обращается пользователь. Некоторые ресурсы имеют ограничения и не позволяют превышать определенный порог при загрузке. Также сайт может находится на другом континенте, что также повлияет на загрузку.

На скорость передачи данных в некоторых случаях, влияют как внешние, так и внутренние факторы, среди которых:

Расположение сервера, к которому идет обращение
Настройка и ширина канал Wi-Fi роутера, если подключение происходит «по воздуху»
Приложения, запущенные на устройстве
Антивирусы и фаерволы
Настройка ОС и ПК

Что значит скорость передачи. Конспект урока: «Передача информации

Мы живем в эпоху стремительно развивающихся цифровых технологий. Современную реальность уже трудно представить без персональных компьютеров, ноутбуков, планшетов, смартфонов и прочих электронных гаджетов, которые функционируют не изолированно друг от друга, а объединены в локальную сеть и подключены к глобальной сети

Важной характеристикой всех этих устройств является пропускная способность сетевого адаптера, определяющая скорость передачи данных в локальной или глобальной сети. Кроме этого, имеют значение скоростные характеристики канала передачи информации. В электронных устройствах нового поколения возможно не только чтение текстовой информации без сбоев и зависаний, но и комфортное воспроизведение мультимедийных файлов (картинки и фотографии в высоком разрешении, музыка, видео, онлайн-игры).

В чем измеряется скорость передачи данных?

Чтобы определить этот параметр, надо знать время, за которые были переданы данные, и количество переданной информации. Со временем все понятно, а что такое количество информации и как его можно измерить?

Во всех электронных устройствах, являющихся по сути компьютерами, хранимая, обрабатываемая и передаваемая информация кодируется в двоичной системе нулями (нет сигнала) и единицами (есть сигнал). Один нуль или одна единица – это один бит, 8 бит составляют один байт, 1024 байт (два в десятой степени) – один килобайт, 1024 килобайта – один мегабайт. Далее идут гигабайты, терабайты и более крупные единицы измерения. Данные единицы обычно используются для определения объема информации, хранящейся и обрабатываемой на каком-либо конкретном устройстве.

Количество же передаваемой от одного устройства к другому информации измеряют в килобитах, мегабитах, гигабитах. Один килобит – это тысяча бит (1000/8 байт), один мегабит – тысяча килобит (1000/8 мегабайт) и так далее. Скорость, с которой передаются данные, принято указывать в количестве информации, проходящей за одну секунду (число килобит в секунду, мегабит в секунду, гигабит в секунду).

Скорость передачи данных по телефонной линии

В настоящее время для подключения к глобальной сети по телефонной линии, которая изначально была единственным каналом подключения к Интернету, используется преимущественно модемная технология ADSL. Она способна превратить аналоговые телефонные линии в средства высокоскоростной передачи данных. Интернет-соединение достигает скорости 6 мегабит в секунду, а максимальная скорость передачи данных по телефонной линии по древним технологиям не превышала 30 килобит в секунду.

Скорость передачи данных в мобильных сетях

Стандарты 2g, 3g и 4g используются в мобильных сетях.

2g пришел на замену 1g в связи с необходимостью перехода аналогового сигнала на цифровой в начале 90-х годов. На мобильных телефонах, поддерживавших 2g, стало возможно пересылать графическую информацию. Максимальная скорость передачи данных 2g превысила показатель 14 килобит в секунду. В связи с появлением мобильного интернета была также создана сеть 2,5g.

В 2002 году в Японии была разработана сеть третьего поколения, но массовое производство мобильных телефонов с поддержкой 3g началось значительно позже. Максимальная скорость передачи данных по 3g выросла на порядки и достигла 2 мегабит в секунду.

Обладатели новейших смартфонов имеют возможность воспользоваться всеми преимуществами сети 4g. Ее усовершенствование продолжается до сих пор. Она позволит людям, проживающим в малых населенных пунктах, свободно получать доступ в Интернет и сделает его значительно выгоднее подключения со стационарных устройств. Максимальная скорость передачи данных 4g просто огромная – 1 гигабит в секунду.

К тому же поколению, что и 4g, принадлежат сети lte. Стандарт lte является первой, самой ранней версией 4g. Следовательно, максимальная скорость передачи данных в lte существенно ниже и составляет 150 мегабит в секунду.

Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю

Передача информации по оптоволоконному кабелю на сегодняшний день является самой быстрой в компьютерных сетях. В 2014 году в Дании учеными была достигнута максимальная скорость передачи данных по оптоволокну 43 терабита в секунду.

Через несколько месяцев ученые из США и Нидерландов продемонстрировали скорость 255 терабит в секунду. Величина колоссальная, но это далеко не предел. В 2020 году планируется достижение показателя 1000 терабит в секунду. Скорость передачи данных по оптоволокну практически не ограничена.

Скорость загрузки информации по Wi-Fi

Wi-Fi – торговая марка, обозначающая беспроводные компьютерные сети, объединенные стандартом IEEE 802.11, в которых информация передается по радиоканалам. Теоретически максимальная скорость передачи данных wifi составляет 300 мегабит в секунду, а в реальности у лучших моделей роутеров она не превышает 100 мегабит в секунду.

Преимуществами Wi-Fi являются возможность беспроводного подключения к Интернету с помощью одного роутера сразу нескольких устройств и низкий уровень радиоизлучения, который на порядок меньше, чем у сотовых телефонов в момент их использования.

Здравствуйте, дорогие читатели сайта сайт!

Вас наверняка интересовала скорость передачи данных по сети (в том числе Интернет), скорость записи на флэшку (или жесткий диск). Сегодня мы разберемся со скоростью передачи информации в компьютерной технике и узнаем, сколько в мегабите мегабайт !

Вам пригодится информация из предыдущего урока, если Вы его еще не читали, то обязательно начните с него.

Напомню, что на прошлом IT-уроке мы разобрались с битами, байтами и кратными приставками К, М, Г, Т и узнали сколько в килобайте байт (вот на урок 15).

Вспомнили? Тогда начнём!

Скорость передачи данных — единицы измерения

За минимальную единицу измерения скорости передачи данных приняли бит в секунду , (что не удивительно, ведь бит – это самая маленькая единица измерения количества информации).

Бит в секунду или бит/с (на английском bits per second или bps ) – это базовая единица, которой измеряют скорость передачи информации в вычислительной технике.

Так как при измерении количества информации используют не только биты, но и байты, то и скорость могут измерять в байтах в секунду . Напомню, что один байт содержит восемь бит (1 Байт = 8 бит).

Байт в секунду или Байт/с (на английском byte per second или Byte/s ) – также единица, которой измеряют скорость передачи информации (1 Байт/с = 8 бит/с).

* Попрошу Вас сразу обратить внимание, что при сокращении биты пишутся с маленькой буквы «б » (бит/с ), а байты пишутся с большой буквы «Б » (МБ/с ).

Копирование запрещено

Серьезный интерес к вопросу скорости интернет соединения обычно возникает после или блога в процессе их Обусловлено это необходимостью узнать и, как правило, повысить скорость загрузки сайта, зависящей, помимо других факторов, в большой степени именно от скорости интернета. В данной статье коротко рассмотрим, что такое входящая скорость, исходящая скорость, а главное, разберемся с единицами измерения скорости передачи данных , понятие о которых у многих начинающих пользователей весьма расплывчатое. Кроме того, приведем простые методы измерения скорости интернет соединения посредством наиболее распространенных онлайн сервисов.

Что же такое, скорость интернет соединения? Под скоростью интернет соединения понимают объём передаваемой информации в единицу времени. Различают входящую скорость (скорость получения) – скорость передачи данных из интернета к нам на компьютер; исходящую скорость (скорость передачи) – скорость передачи данных от нашего компьютера в интернет.

Основные единицы измерения скорости интернета

Базовой единицей измерения количества передаваемой информации является бит (bit ). В качестве единицы времени принята секунда. Значит, скорость передачи будет измеряться бит/сек. Обычно оперируют единицами«килобит в секунду» (Кбит/сек), «мегабит в секунду» (Мбит/сек), «гигабит в секунду» (Гбит/сек).

1 Гбит/сек = 1000 Мбит/сек = 1 000 000 Кбит/сек = 1 000 000 000 бит/сек.

На английском языке базовая единица для измерения скорости передачи информации, используемая в вычислительной технике — бит в секунду или бит/с будет bits per second или bps.

Килобиты в секунду и, в большинстве случаев, Мегабиты в секунду (Кбит/с; Кб/с; Kb/s; Kbps, Мбит/с; Мб/с; Мb/s; Мbps — буква «б» маленькая ) используются в технических спецификациях и договорах на оказание услуг интернет провайдерами.Именно в приведенных единицах определяется скорость интернет соединения в нашем тарифном плане. Обычно, эта обещанная провайдером скорость, называется заявленной скоростью.

И так, количество передаваемой информации измеряется в битах. Размер же передаваемого или располагающегося на жестком диске компьютера файла, измеряется в байтах (Килобайтах, Мегабайтах, Гигабайтах).Байт (byte) – это также единица количества информации. Один байт равен восьми битам (1 Байт = 8 бит).

Чтобы было проще понимать различие между битом и байтом, можно сказать другими словами. Информация в сети передается «бит за битом», поэтому и скорость передачи измеряется в бит в секунду. Объем же хранимых данных измеряется в байтах. Поэтому и скорость закачки определенного объема измеряется в байтах в секунду.

Скорость передаваемого файла, использующаяся многими пользовательскими программами (программы-загрузчики, интернет браузеры, файлообменники) измеряется в Килобайтах, Мегабайтахи Гигабайтах в секунду.

Другими словами, при подключении к интернету, в тарифных планах указана скорость передачи данных в Мегабитах в секунду. А прискачивании файлов из интернета показывается скорость в Мегабайтах в секунду.

1 ГБайт = 1024 МБайта = 1 048 576 КБайта = 1 073 741 824 Байта;

1 МБайт = 1024 КБайта;

1 КБайт = 1024 Байта.

На английском языке базовая единица для измерения скорости передачи информации — Байт в секунду или Байт/с будет byte per second или Byte/s.

Килобайты в секунду обозначаются, как КБайт/с, КБ/с, KB/s или KBps.

Мегабайты в секунду — МБайт/с, МБ/с, МB/s или МBps.

Килобайты и Мегабайты в секунду всегда пишутся с большой буквой «Б», как в латинской транскрипции, так и в русском варианте написания: МБайт/с, МБ/с, МB/s, МBps.

Как определить, сколько мегабит в мегабайте и наоборот?!

1 МБайт/с = 8Мбит/с.

Например, если скорость передачи данных, отображаемая браузером, равна 2 МБ/с (2 Мегабайта в секунду), то в Мегабитах это будет в восемь раз больше — 16 Мбит/с (16 Мегабит в секунду).

16 Мегабит в секунду = 16 / 8 = 2,0 Мегабайт в секунду.

Т.е, чтобы получить величину скорости в «Мегабайтах в секунду», нужно значение в «Мегабитах в секунду» разделить на восемь и наоборот.

Кроме скорости передачи данных, важным измеряемым параметром является время реакции нашего компьютера, обозначаемое Ping. Другими словами, пинг – это время ответа нашего компьютера на посланный запрос. Чем меньше ping, тем меньше, например, время ожидания, необходимое для открытия интернет страницы. Понятно, что чем меньше пинг, тем лучше. При измерении пинга определяется время, затрачиваемое для прохождения пакета от сервера измеряющего онлайн сервиса к нашему компьютеру и обратно.

Определение скорости интернет соединения

Для определения скорости интернет соединения существует несколько методов. Одни более точные, другие менее точные. В нашем же случае, для практических нужд, считаю, достаточно использования некоторых наиболее распространенных и неплохо себя зарекомендовавших онлайн сервисов. Почти все они, кроме проверки скорости интернета содержат многие другие функции, среди которых наше местоположение, провайдер, время реакции нашего компьютера (пинг) и др.

При желании можно много экспериментировать, сопоставляя результаты измерений различных сервисов и выбирая понравившиеся. Меня, например, устраивают такие сервисы, как известный Яндекс интернетометр, а также еще два – SPEED . IO и SPEEDTEST . NET .

Страница измерения скорости интернетавЯндекс интернетометре открывается по адресу ipinf.ru/speedtest.php (рисунок 1). Для повышения точности измерения выбираем меткой на карте свое местоположение и нажимаем левой кнопкой мыши. Процесс измерения начинается. Результаты измеренных входящей (download ) и исходящей (upload ) скоростей отражаются во всплывающей таблице и слева в панели.

Рисунок 1. Страница измерения скорости интернета в Яндекс интернетометре

Сервисами SPEED.IO и SPEEDTEST.NET, процесс измерения в которых анимируется в панели приборов, подобной автомобильной (рисунки 2, 3), пользоваться просто приятно.

Рисунок 2. Измерение скорости интернет соединения в сервисе SPEED.IO

Рисунок 3. Измерение скорости интернет соединения в сервисе SPEEDTEST.NET

Пользование приведенными сервисами интуитивно понятно и обычно не вызывает никаких затруднений. Опять же определяются входящая (download), исходящая (upload) скорости, ping . Speed.io измеряет текущую скорость интернета до ближайшего от нас сервера компании.

Кроме того в сервисе SPEEDTEST.NET можно протестировать качество сети, сравнить свои предыдущие результаты измерений с настоящими, узнать результаты других пользователей, сравнить свои результаты с обещанной провайдером скоростью.

Наряду с указанными, широко используются сервисы: CY PR . com , SPEED . YOIP

В технических спецификациях устройств и договорах на оказание услуг связи с интернет-провайдером фигурируют единицы Килобиты в секунду и, в большинстве случаев, Мегабиты в секунду (Кбит/с; Кб/с; Kb/s; Kbps, Мбит/с; Мб/с; Мb/s; Мbps — буква «б» маленькая). Эти единицы измерения являются общепризнанными в телекоммуникациях и в них измеряют полосы пропускания устройств, портов, интерфейсов и каналов связи. Обычные пользователи и интернет-провайдеры предпочитают не использовать столь специализированный термин, называя его «скоростью интернета» или «скоростью соединения» .

Многие пользовательские программы (торрент-клиенты, программы-загрузчики, интернет-браузеры) отображают скорость передачи данных в других единицах, которые очень похожи на Килобиты в секунду и Мегабиты в секунду, однако это совсем иные единицы измерения — Килобайты и Мегабайты в секунду. Эти величины часто путают между собой, так как они имеют схожее написание.

Килобайты в секунду (в которых отображают скорость передачи данных пользовательские программы) принято обозначать как КБайт/с, КБ/с, KB/s или KBps.

Мегабайты в секунду — МБайт/с, МБ/с, МB/s или МBps.

Килобайты и Мегабайты в секунду всегда пишутся с большой буквой «Б» как в английском, так и в русском варианте написания: МБайт/с, МБ/с, МB/s, МBps.

В одном Байте содержится 8 бит, следовательно, Мегабайт отличается от Мегабита (как и Килобайт от Килобита) в 8 раз.

Для того, чтобы перевести «Мегабайты в секунду» в «Мегабиты в секунду», необходимо умножить на восемь значение, выраженное в МБ/с (Мегабайтах в секунду).

Например, если браузер или торрент-клиент отображает скорость передачи данных, равную 3 МБ/с (Мегабайт в секунду), то в Мегабитах это будет в восемь раз больше — 24 Мбит/с (Мегабит в секунду).

Для перевода из «Мегабит в секунду» в «Мегабайты в секунду», необходимо разделить значение, выраженное в Мегабитах в секунду, на восемь.

Например, если тарифный план провайдера предусматривает выделение полосы пропускания, равной 8 Мбит/с, (Мегабит в секунду), то при загрузке торрента на компьютер, программа-клиент отобразит максимальное значение в 1 Мбайт/с (если со стороны сервера нет ограничений и нет перегрузки).

Как протестировать скорость интернет соединения он-лайн?

Для того, чтобы протестировать ширину полосы пропускания, можно воспользоваться одним из бесплатных ресурсов измерения скорости интернета: Speedtest.net или 2ip.ru .

Оба сайта измеряют ширину полосы пропускания от сервера, который можно выбрать, до компьютера, на котором измеряется скорость. Так как длина канала связи может быть от нескольких сотен метров до нескольких тысяч километров, то рекомендуется выбирать территориально наиболее близкий сервер (хотя и он может оказаться сильно загруженным). Тестирование лучше проводить в то время, когда активность клиентов сети провайдера наименьшая (например, утром или поздней ночью). Точность измерений скорости соединения с сетью интернет не идеальна из-за большого количества различных факторов, которые сильно влияют на пропускную способность, но вполне способна дать представление о реальной скорости интернет-соединения.

Интернет-провайдер выделяет каждому абоненту полосу пропускания для доступа в Интернет в соответствии с тарифным планом абонента (провайдер «урезает» скорость согласно тарифному плану). Однако, многие интернет-браузеры, а также мастеры загрузки файлов, торрент-клиенты отображают ширину пропускания канала связи не в мегабитах в секунду, а в мегабайтах в секунду, и из за этого часто возникает путаница.

Протестируем скорость интернет-соединения на примере ресурса speedtest.net. Нужно нажать кнопку «BEGIN TEST recommended server».

Ресурс автоматически подберёт ближайший к вам сервер и начнёт тестировать скорость Интернета. Результатом тестирования будет пропускная способность канала от провайдера к абоненту («DOWNLOAD SPEED») и пропускная способность канала от абонента к провайдеру («UPLOAD SPEED»), которые будут выражены в Мегабитах в секунду.

Скорость через роутер «не такая», роутер «режет» скорость

Зачастую, после приобретения роутера, его подключения и настройки, пользователи сталкиваются с проблемой, что скорость интернет соединения стала ниже, чем до приобретения роутера. Особенно часто такая проблема встречается на высокоскоростных интернет тарифах.

Например, при наличии тарифного плана, предусматривающего «скорость интернет соединения» в 100Мбит/с, и при подключении кабеля провайдера «напрямую» к сетевой плате компьютера, скорость интернета полностью соответствует тарифному плану:

При подключении кабеля провайдера к WAN-порту роутера, а компьютера — к порту LAN, зачастую можно наблюдать снижение пропускной способности (или, как принято говорить, «роутер режет скорость тарифного плана»):

Логичнее всего предположить, что в данной схеме проблема в самом роутере и скорость роутера не соответствует скорости тарифного плана. Однако, если подключить более «медленный» тарифный план (например, 50 Мбит/с), то можно заметить, что роутер уже не режет скорость и «скорость интернета» соответствует указанной в тарифном плане:

В среде инженеров не принята терминология «роутер режет скорость» или «скорость роутера» — обычно пользуются терминами «скорость маршрутизации WAN-LAN», «скорость коммутации WAN-LAN», или «пропускная способность WAN-LAN».

Пропускная способность WAN-LAN измеряется в Мегабитах в секунду (Мбит/с) и отвечает за производительность роутера. За скорость коммутации WAN-LAN и за производительность роутера в целом, отвечает аппаратное оснащение роутера (H/W — от англ. «Hardware», указана на стикере, который наклеен на днище устройства) — это модель и тактовая частота процессора роутера, объем оперативной памяти, модель коммутатора (свитча, встроенного в роутер), стандарт и модель WI-Fi радиомодуля (точки доступа Wi-Fi), встроенного в роутер. Кроме аппаратной версии устройства (H/W) немалую роль в скорости маршрутизации WAN-LAN играет версия установленного микропрограммного обеспечения («прошивки») установленного на роутер. Именно поэтому рекомендуется обновить версию микропрограммного обеспечения устройства сразу после приобретения.

После «перепрошивки» или, говоря профессионально, после обновления микропрограммного обеспечения на рекомендованную версию прошивки, должна повыситься стабильность работы роутера, уровень оптимизации устройства для работы в сетях российских провайдеров, а так же пропускная способность WAN-LAN.

Стоит отметить, что скорость коммутации WAN-LAN зависит не только от аппаратной версии устройства (H/W) и версии микропрограммного обеспечения, но и от протокола подключения к провайдеру.

Наиболее высокая скорость маршрутизации WAN-LAN достигается на протоколах подключения DHCP и Static IP, низкая — при использовании провайдером технологии VPN , а если используется протокол PPTP — самая низкая.

Скорость WiFi

Многие пользователи, подключившиеся к какой-либо Wi-Fi сети, не всегда довольны скоростью соединения. Вопрос довольно сложный и нуждается в детальном рассмотрении.

a. Реальные скорости технологии Wi-FI

Так выглядят часто задаваемые вопросы по данной тематике:

«У меня тарифный план предусматривает скорость 50 Мбит/с — почему получается всего 20?»

«Почему на коробке написано 54 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает максимум 2,5 МБайт/с (что равно 20 Мбит/с)?»

«Почему на коробке написано 150 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает 2,5 — 6 МБ/с (что равно 20 — 48 Мбит/с)?»

«Почему на коробке написано 300 Мбит/с, а программа-клиент при загрузке торрента отображает 2,5 — 12 МБ/с (что равно 20 — 96 Мбит/с)?»

На коробках и спецификациях к устройствам указана теоретически рассчитанная максимальная пропускная способность для идеальных условий того или иного стандарта Wi-Fi (по сути — для вакуума).

В реальных условиях пропускная способность и площадь зоны покрытия сети зависят от помех, создаваемых другими устройствами, степени загрузки сети WiFi, наличия препятствий (и материалов, из которых они изготовлены) и прочих факторов.

Многие клиентские утилиты, поставляемые производителями вместе с WiFi-адаптерами, а также утилиты операционной системы Windows , при подключении по Wi-Fi отображают именно «теоретическую» пропускную способность, а не реальную скорость передачи данных, вводя пользователей в заблуждение.

Как показывают результаты тестирования, максимальная реальная пропускная способность оказывается примерно в 3 раза ниже, чем та, что указана в спецификациях к устройству или к тому или иному стандарту IEEE группы 802.11 (стандарты технологии Wi-Fi):

b. WLAN-WLAN. Скорость Wi-Fi (в зависимости от расстояния)

Все современные и актуальные стандарты Wi-Fi на сегодняшний день работают схожим образом.

В каждый момент времени, активное Wi-Fi оборудование (точка доступа или роутер) работает только с одним клиентом (WiFi-адаптером) из всей WiFi сети, причем все устройства сети получают специальную служебную информацию о том, на какое время будет зарезервирован радиоканал для передачи данных. Передача происходит в полудуплексном режиме т.е. по очереди — от активного Wi-Fi оборудования к клиентскому адаптеру, затем наоборот и так далее. Одновременный «параллельный» процесс передачи данных (дуплекс) в технологии Wi-Fi не возможен.

Таким образом, скорость обмена данными между двумя клиентами (скорость коммутации WLAN-WLAN) одной Wi-Fi сети, созданной одним устройством (точкой доступа или роутером), будет (в идеальном случае) в два и более раза ниже (зависит от расстояния), чем максимальная реальная скорость передачи данных во всей сети.

Два компьютера с Wi-Fi адаптерами стандарта IEEE 802.11g подключены к одному Wi-Fi роутеру стандарта IEEE 802.11g. Оба компьютера находятся на небольшом расстоянии от роутера. Вся сеть имеет максимально достижимую теоретическую пропускную способность в 54 Мбит/с (что написана в спецификациях устройств) реальная же скорость обмена данными не превысит 24 Мбит/с.

Но, так как технология Wi-Fi — это полудуплексная передача данных, то Wi-Fi радиомодулю приходится коммутировать между двумя клиентами сети (Wi-Fi адаптерами) в два раза чаще, чем в случае, если бы клиент был один. Соответственно, реальная скорость передачи данных между двумя адаптерами будет в два раза ниже, чем максимальная реальная для одного клиента. В данном примере, максимальная реальная скорость обмена данными для каждого из компьютеров будет составлять 12 Мбит/с. Напомним, что речь идет о передаче данных от одного компьютера другому через роутер по wifi-соединению (WLAN-WLAN).

В зависимости от удаленности клиента сети от точки доступа или роутера, будет изменяться «теоретическая» и, как следствие, «реальная» скорость передачи данных по WiFi. Напомним, что она примерно в 3 раза меньше «теоретической».

Это происходит из-за того, что активное WiFi оборудование, работая в полудуплексном режиме, совместно с адаптерами изменяет параметры сигнала (тип модуляции, скорость сверточного кодирования и т.д.) в зависимости от условий в радиоканале (расстояние, наличие препятствий и помех).

При нахождении клиента сети в зоне покрытия с «теоретической» пропускной способностью 54 Мбит/с, его максимальная реальная скорость будет составлять 24 Мбит/с. При перемещении клиента на расстояние 50 метров в условиях прямой оптической видимости (без преград и помех), она будет составлять 2 Мбит/с. Подобный эффект также может вызвать преграда в виде толстой несущей стены или массивной металлоконструкции — можно находиться на расстоянии 10-15 метров, но за данной преградой.

c. Роутер стандарта IEEE 802.11n, адаптер стандарта IEEE 802.11g

Рассмотрим пример, когда Wi-Fi сеть создает Wi-Fi роутер стандарта IEEE 802.11 n (150 Мбит/с). К роутеру подключены ноутбук с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с) и стационарный компьютер с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11g (54 Мбит/с):

В данном примере вся сеть имеет максимальную «теоретическую» скорость 150 Мбит/с, так как она построена на Wi-Fi роутере стандарта IEEE 802.11n, 150 Мбит/с. Максимальная реальная скорость WiFi не превысит 50 Мбит/с. Так как все стандарты WiFi, работающие на одном частотном диапазоне, обратно совместимы друг с другом, то к такой сети можно подключиться при помощи WiFi адаптера стандарта IEEE 802.11g, 54 Мбит/с. При этом, максимальная реальная скорость не превысит 24 Мбит/с. При подключении к данному роутеру ноутбука с WiFi адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с), клиентские утилиты могут отобразить значение максимальной «теоретической» скорости в 150 Мбит/с, (сеть создана устройством стандарта IEEE 802.11n ,150 Мбит/с), а вот максимальная реальная скорость не будет выше 50 Мбит/с. В данной схеме, WiFi-роутер будет работать с клиентским адаптером стандарта IEEE 802.11g на реальной скорости, не превышающей 24 Мбит/с, а с адаптером стандарта IEEE 802.11n на реальной скорости, не превышающей 50 Мбит/с. Тут надо вспомнить, что технология WiFi — это полудуплексная связь и точка доступа (или роутер) может работать только с одним клиентом сети, причём все остальные клиенты сети «оповещены» о том времени, на которое зарезервирован радиоканал для передачи данных.

d. Скорость WiFi через роутер. WAN-WLAN

Если речь идет о подключении по Wi-Fi соединению к Wi-Fi роутеру, то скорость загрузки торрента может оказаться даже ниже, чем те значения, которые были приведены выше.

Эти значения не могут превышать скорость коммутации WAN-LAN, так как это основная характеристика производительности роутера.

Таким образом, если в спецификациях (и на коробке) устройства указана скорость передачи данных по Wi-Fi до 300 Мбит/с, а параметр WAN-LAN для данной модели, ее аппаратной версии, версии микропрограммного обеспечения, а также типа и протокола подключения равен 24 Мбит/с, то скорость передачи данных по Wi-Fi (например, при загрузке торрента) ни при каких условиях не может превысить значение 3 Мбайт/с (24 Мбит/с). Этот параметр носит название WAN-WLAN, который напрямую зависит от скорости маршрутизации WAN-LAN, от версии микропрограммного обеспечения («прошивки»), установленной на Wi-Fi роутер, Wi-Fi радиомодуля (точки доступа WiFi, встроенной в WiFi роутер), а так же от характеристик Wi-Fi адаптера, его драйверов, удаленности от роутера, зашумленности радиоэфира и прочих факторов.

Источник

Данная инструкция подготовлена и опубликована Морозовым Иваном Александровичем — руководителем Учебного Центра представительства компании TRENDnet в России и СНГ. Если вы желаете повысить уровень собственных знаний в области современных сетевых технологий и сетевого оборудования — приглашаем в гости на бесплатные семинары!

Любой сигнал можно рассматривать как функцию времени, или как функцию частоты. В первом случае эта функция показывает, как меняются впоследствии параметры сигнала, например, напряжение или ток. Если эта функция имеет непрерывный характер, то говорят о непрерывном сигнале. Если эта функция имеет дискретный вид, то говорят о дискретном сигнале.

Частотное представление функции основано на том факте, что любая функция может быть представлена в виде ряда Фурье

(1),
где частота, an,bn – амплитуды n-ой гармоники.

Характеристику канала, который определяет спектр частот, которые физическая среда, из которой сделана линия связи, которая образует канал, пропускает без существенного снижения мощности сигнала, называют полосой пропускания .

Максимальную скорость, из которой канал способен передавать данные, называют пропускной способностью канала или битовой скоростью.

В 1924 Найквист открыл взаимосвязь между пропускной здатностью канала и шириной его полосы пропускания.

Теорема Найквиста

где – максимальная скорость передачи H — ширина полосы пропускания канала, выраженная в Гц, М — количество уровней сигнала, которые используются при передаче. Например, из этой формулы видно, что канал с полосой 3 кГц не может передавать двухуровневые сигналы быстрее 6000 бит/сек.

Эта теорема также показывает, что, например, бессмысленно сканировать линию чаще, чем удвоена ширина полосы пропускания. Действительно, все частоты выше этой отсутствуют в сигнале, а потому вся информация, необходимая для возобновления сигнала будет собрана при таком сканировании.

Однако, теорема Найквиста не учитывает шум в канале, который измеряется как отношение мощности полезного сигнала к мощности шума: S/N . Эта величина измеряется в децибелах: 10log10(S/N) dB . Например, если отношение S/N равняется 10, то говорят о шуме в 10 dB если отношение равняется 100, то — 20 dB .

На случай канала с шумом есть теорема Шенона, по которой максимальная скорость передачи данные по каналу с шумом равняется:
H log2 (1+S/N) бит/сек, где S/N — соотношение сигнал-шум в канале.

Здесь уже не важно количество уровней в сигнале. Эта формула устанавливает теоретический предел, который редко достигается на практике. Например, по каналу с полосой пропускания в 3000 Гц и уровнем шума 30 dB (это характеристики телефонной линии) нельзя передать данные быстрее, чем со скоростью 30 000 бит/сек.

Методы доступа и их классификация

Метод доступа (accessmethod ) – это набор правил, которые регламентируют способ получения в пользование (“восторгу”) среды передачи. Метод доступа определяет, каким образом узлы получают возможность передавать данные.
Выделяют следующие классы методов доступа:

  1. селективные методы
  2. состязательные методы (методы случайного доступа)
  3. методы, основанные на резервировании времени
  4. кольцевые методы.

Все методы доступа, кроме состязательных, образуют группу методов детерминированного доступа. При использовании селективных методов для того, чтобы узел мог передавать данные, он должен получить разрешение. Метод называется опросом (polling ), если разрешения передаются всем узлам по очереди специальным сетевым оборудованием. Метод называется передачей маркера (token passing ), если каждый узел по завершении передачи передает разрешение следующему.

Методы случайного доступа (random access methods ) основаны на “соревновании” узлов за получение доступа к среде передачи. Случайный доступ может быть реализован разными способами: базовым асинхронным, с тактовой синхронизацией моментов передачи кадров, с прослушиванием канала перед началом передачи (“слушай, прежде чем говорить”), с прослушиванием канала во время передачи (“слушай, пока говоришь”). Могут быть использованы одновременно несколько способов из перечисленных.
Методы, основанные на резервировании времени , сводятся к выделению интервалов времени (слотов), которые распределяются между узлами. Узел получает канал в свое распоряжение на всю длительность выделенных ему слотов. Существуют варианты методов, которые учитывают приоритеты — узлы из больше высоким приоритетам получают большее количество слотов.
Кольцевые методы используются в ЛВМ с кольцевой топологией. Кольцевой метод вставки регистров заключается в подключении параллельно к кольцу одного или нескольких буферных регистров. Данные для передачи записываются в регистр, после чего узел ожидает межкадрового промежутка. Потом содержимое регистра передается в канал. Если во время передачи поступает кадр, он записывается в буфер и передается после своих данных.

Различают клиент-серверные и одноранговые методы доступа.

Клиент-серверные методы доступа допускают наличие в сети центрального узла, который управляет всеми другими. Такие методы распадаются на две группы: с опросом и без опроса.

Среди методов доступа с опросом наиболее часто используемый “опрос с остановкой и ожиданием” и “непрерывный автоматический запрос на повторение” (ARQ). Во всяком случае первичный узел последовательно передает узлам разрешение на передачу данных. Если узел имеет данные для передачи, он выдает их в среду передачи, если нет — или выдает короткий пакет данных типа “данных нет”, или просто ничего не передает.

При использовании одноранговых методов доступа все узлы равноправные. Мультиплексна передача со временным делением — наиболее простая одноранговая система без приоритетов, что использует твердое расписание работы узлов. Каждому узлу выделяется интервал времени, в течение которого узел может передавать данные, причем интервалы распределяются поровну между всеми узлами.

Аналоговые каналы передачи данные.

Под каналом передачи данные (КПД) понимается совокупность среды передачи (среды распространения сигнала) и технических средств передачи между канальными интерфейсами. В зависимости от формы информации, которая может передавать канал, различают аналоговые и цифровые каналы.

Аналоговый канал на входе (и, соответственно, на выходе) имеет непрерывный сигнал, те или другие характеристики которого (например, амплитуда или частота) несут переданную информацию. Цифровой канал принимает и выдает данные в цифровой (дискретной, импульсной) форме.

✅В чем измеряется скорость интернета

Доброго времени суток, наш уважаемый пользователь👋!

Наиболее популярный вопрос, с которым обращаются в нашу службу поддержки, звучит примерно так – В каких величинах измеряется скорость интернета?

Поэтому на этой странице мы дадим ответ на этот и похожие вопросы.


Что такое интернет🌍

Сразу обозначим некоторые простые и базовые понятия. Что такое интернет? Интернет – это возможность устройств обмениваться данными между собой. Устройством может быть персональный компьютер, планшет, смартфон и т.п.

Поэтому более корректно ставить вопрос – не скорость интернета, а скорость передачи данных.

Любые данные, которые передаются по сети, имеют цифровой вид и определенный размер. Любая картинка, видеофайл, текст – всё это имеет размер, измеряемый в битах.

Бит – это самая маленькая единица измерения количества информации. Раньше, когда первые компьютеры💻 имели очень низкую производительность, тогда бит был довольно полноценной единицей измерения. Но в современном мире технологии имеют уже гораздо большую скорость обработки информации, поэтому бит уже нигде не применяется. Вернее он всё также применяется, но уже с приставками кило, мега, гига и т.д.

Поэтому сейчас намного чаще можно услышать фразу Килоби́т (Кбит), Мегабит (Мбит) или Гигабит (Гбит).

Для понимания это можно сравнить с измерением расстояния. Как известно, расстояние измеряется в метрах. Если расстояние достигло 1000 метров, тогда проще его перевести в километры и запись уже будет иметь вид не 1000м, а 1км.

Именно в таких единицах измерения предоставляют информацию провайдеры в своих услугах. Например, максимальная скорость интернета по модему для коммутируемых линий (dial-up) составляет 56 кбит.

Но так как мы пытаемся измерить не просто количество информации, а скорость передачи такого количества информации, тогда нам необходима ещё одна величина – время.

Потому что любая скорость измеряется относительно времени – в часах, минутах, секундах, миллисекундах.

Например, в автомобилях скорость привязывают к часам – км/ч (километры в час). То есть, при скорости 50 км/ч автомобиль за один час проедет расстояние 50 км.

А вот при измерении скорости передачи информации принято привязываться к секундам.

Поэтому, максимальная скорость интернета по модему для коммутируемых линий (dial-up) составляет 56 кбит/с (56 килобит в секунду). То есть, за одну секунду можно передать 56 килобит данных.

Но такие виды подключений остались практически только в сельской местности и в небольших городах.

В остальном же технологии подключения выглядят так:

  1. DSL — в качестве маршрутизатора используется ADSL-модем, в качестве соединения — телефонная линия. Скорость интернета до 8 Мбит/с.
  2. Ethernet — роутер и витая пара, скорость до 100 Мбит/с, реже до 1000 Мбит/с.
  3. PON — оптический терминал и оптоволоконный кабель, скорость до 1000 Мбит/с.

Как видим, все подключения уже измеряются не в килобитах, а в мегабитах.

Поэтому в современном мире скорость интернета измеряется в основном в Мбит/с (мегабит в секунду). Именно так пестрят рекламные баннеры провайдеров:

Мегабиты в Мегабайты

А вот здесь начинается настоящая путаница. Это очень популярный вопрос, с которым обращаются в нашу службу поддержки. И звучит он примерно так – У меня тариф 80 Мб/с, но при скачивании файлов скорость загрузки не поднимается выше 10 МБ/с. Почему так?

Давайте разберемся. Как мы уже поняли, провайдеры предоставляют скорость обмена данными в мегабитах в секунду. Мегабит в секунду можно записать как Мбит/с, так и Мб/с.

А программы для скачивания файлов (менеджеры загрузок, торренты, файлообменники) зачастую изображают скорость не в мегабитах в секунду, а в мегабайтах в секунду! Мегабайт в секунду можно записать как Мбайт/с, так и МБ/с. Заметили разницу?

При написании Мбит/с и Мбайт/с разница очевидна. А вот при написании Мб/с и МБ/с кажется, что это одно и то же обозначение. Но на самом деле разница в написании буквы Б.

В мегабитах она прописная, а в мегабайтах она заглавная. Поэтому:

Мб/с – это мегабиты в секунду

МБ/с – это мегабайты в секунду.

В чем разница между байтами и битами?

Сколько в одном байте бит

В одном байте 8 бит.

Сравнение бит и байт — таблица

Единица Количество
1 байт (Б) 8 бит (б)
1 килобайт (КБ) 8 килобит (Кбит)
1 мегабайт (МБ) 8 мегабит (Мбит)
1 гигабайт (ГБ) 8 гигабит (Гбит)

Поэтому в одном мегабайте 8 мегабит. Теперь должно быть понятно почему при тарифе 80 Мб/с скорость скачивания всего 10 МБ/с. (80 мегабит делим на 8 и получаем 10 мегабайт)

То есть, при скорости интернета 8 Мбит/с один мегабайт данных загрузится за одну секунду.

Примечание. Данное суждение верно в идеальных условиях, а скорость загрузки зависит ещё от ряда факторов и от сервера, с которого скачивается файл.

Исходя из этого, мы сможем ответить на главный вопрос этой страницы – В чем же измеряется скорость интернета?

Ответ – Скорость интернета можно измерять хоть в битах в секунду (мегабитах), хоть в байтах (мегабайтах) в секунду! Главное не путать эти величины и запомнить, что в 1 байте 8 бит.

Поэтому, если у Вас скорость 100 Мбит/с, то ее можно спокойно изобразить и в Мбайт/с:

100 : 8 = 12,5 Мбайт/с

Мы пытались максимально кратко и максимально просто объяснить в чем измеряется скорость интернета. Надеюсь, у нас получилось и данная страница была Вам полезна. Не забудьте поделиться ею в соцсетях👍

И посмотреть интересные факты об интернете


Данную страницу для Вас подготовил Андрей – специалист русской службы поддержки Спидтест24

Опыт работы в сфере интернет провайдеров и телекоммуникаций с 2005 года.

Помните: для этого контента требуется JavaScript.

Что такое мегабайты в секунду (МБ/с)?

Мегабайт в секунду (МБ/с) — это единица измерения скорости передачи данных на запоминающее устройство компьютера и с него. Первоначально байт представлял собой набор из 8 битов или отдельных символов, наименьшее количество битов, которые могли выражать число, букву или символ в двоичной форме. Мегабайт — это набор из 2 байтов в 20-й степени или 1 048 576 байт в десятичной системе счисления, а МБ/с — это количество мегабайт данных, переданных за одну секунду.

В качестве единицы измерения передачи компьютерной информации Мбит/с измеряет данные в двоичной форме, языке, используемом большинством компьютеров для интерпретации и синтеза информации. Двоичная система в математике используется для перевода обычных цифр и символов в систему, которую может понять компьютер и которую можно легко передать в электронном виде. Он состоит из групп цифр, которые все являются либо единицами, либо нулями, а также комбинациями наборов из 8. Различные комбинации последовательностей битов представляют собой коды, соответствующие различным цифрам, буквам и символам.

мегабайта в секунду — это также способ измерения скорости передачи данных или объема файловых данных, которые могут быть переданы между двумя точками за единицу времени. Если путь имеет большую пропускную способность, по нему может проходить больше данных, что приводит к более высокой скорости передачи данных. Скорость поступления данных, независимо от их объема, называется скоростью их передачи. Точно так же скорость соединения относится к количеству времени, которое требуется, и к тому, насколько быстро данные передаются между компьютером или устройством и самим Интернетом, а также к скорости загрузки, пропускной способности или скорости приема.Другим часто измеряемым аспектом вычислений является среднее время загрузки. Это относится к тому, насколько быстро файл может быть загружен на устройство, измерено несколько раз и усреднено, сильно варьируясь в зависимости от размера файла. Все эти типы скорости передачи могут быть измерены в МБ/с.

Мегабайт в секунду против мегабит в секунду

Мбит/с — это единица измерения цифровых данных, отличная от Мбит/с (мегабит в секунду). Основные отличия следующие:

  • Мегабайт в секунду обычно относится к скорости загрузки и выгрузки.Каждый байт состоит из 8 бит. Мегабайт состоит из 1 000 000 байт.
  • мегабит в секунду измеряет размер файла данных, передаваемых в секунду по каналу. Мегабит равен 125 килобайтам (КБ) или 125 000 байтам.

Использование мегабайт в секунду

Некоторые распространенные случаи в вычислительной технике, где скорость передачи данных может быть измерена в МБ/с, включают видеовызовы, потоковое видео, просмотр веб-сайтов, отправку электронных писем с большим объемом данных или вложений или выполнение вызовов через Интернет.

Таблица преобразования

Таблица преобразования скорости Интернета

=

бит/с

Бит/с

Кбит/с

Кбит/с

Мбит/с

Мбит/с

Гбит/с

Гбит/с

1 Кбит/с

1000

125

1

.125

.001

.000125

.000001

.000000125

1 Кбит/с

8000

1000

8

1

.008

.001

.000008

.000001

1 Мбит/с

125 000

1000

125

1

.125

.001

.000125

1 Мбит/с

8000

1000

8

1

.008

.001

1 Гбит/с

125М

125 000

1000

125

1

.125

1 Гбит/с

8000

1000

8

1

Для перевода мегабайтов в мегабиты также можно использовать следующие формулы:

Эти формулы можно использовать для преобразования между мегабайтами и мегабитами.

Единицы скорости передачи данных

В телекоммуникациях битрейт или скорость передачи данных — это среднее количество битов, символов или блоков в единицу времени, проходящих между оборудованием в системе передачи данных. Обычно это число кратно единице бит в секунду или байт в секунду .

Битрейт
Десятичные префиксы (SI)
Имя Символ Несколько
килобит в секунду кбит/с 10 3
мегабит в секунду Мбит/с 10 6
гигабит в секунду Гбит/с 10 9
терабит в секунду Тбит/с 10 12
Двоичные префиксы (IEC 60027-2)
кибибит в секунду Кибит/с 2 10
мебибит в секунду Мбит/с 2 20
гибибит в секунду Гибит/с 2 30
тебибит в секунду Тибит/с 2 40

Во избежание путаницы

См. также: Битрейт для различий между брутто-битрейтом и чистым битрейтом, а также между пропускной способностью и полезной пропускной способностью..

Чтобы быть максимально точным, должны быть известны как префикс, так и суффикс единицы измерения. Например, аббревиатуру 2 МБ можно расширить двумя способами ( мега- против меби- и -бит ). Разница в связанных числах может быть значительной:

Блок Биты бит/1 000 000
Мегабит 1 000 000 1,0
Мебибит 1 048 576 1.05
Мегабайт 8 000 000 8,0
Мебибайт 8 388 608 8,39

В приведенной выше таблице показана приблизительная разница в 5 % между соответствующими мега- и меби-единицами с разницей в 800 % между единицами в битах и ​​байтах. Явность в единицах важна, потому что разница может стать еще больше для разных префиксных единиц).

Префикс:

k против Ki

k- означает килограмм, что означает 1000, а Ki- означает килобинарных («киби-«), что означает 1024.Стандартизированные двоичные префиксы, такие как Ki-, были введены относительно недавно и до сих пор мало распространены. K- часто используется для обозначения 1,024, особенно в КБ , килобайт.

Суффикс:

b по сравнению с B

b означает бит и B означает байт . В контексте единиц скорости передачи данных один байт относится к 8 битам. Например, когда рекламируется соединение 1 Мбит/с , это обычно означает, что максимально достижимая пропускная способность для загрузки составляет 1 мегабит/с (миллион бит в секунду), что на самом деле равно 0.125 МБ/с (мегабайт в секунду) или около 0,1192 МиБ/с (мебибайт в секунду).

Проблемы

В 1999 г. Международная электротехническая комиссия (МЭК) опубликовала Поправку 2 к «МЭК 60027-2: Буквенные символы для использования в электротехнике – Часть 2: Телекоммуникации и электроника». Этот стандарт, утвержденный в 1998 г., ввел префиксы киби-, меби-, гиби-, теби-, пеби- и эксби- для обозначения двоичных кратных величин. Название происходит от первых двух букв исходных префиксов SI, за которыми следует bi (сокращение от , двоичное ).Также поясняется, что префиксы СИ должны использоваться только для обозначения степени 10 и никогда степени 2.

Правильное использование размера файла, диска и памяти:

Блок
Единица измерения (СИ) байт (МЭК 60027-2) байт
Килобайт (КБ) 1000 Кибибайт (КиБ) 1 024
Мегабайт (МБ) 1000 2 Мебибайт (МиБ) 1 024 2
Гигабайт (ГБ) 1000 3 Гибибайт (ГиБ) 1 024 3
Терабайт (ТБ) 1000 4 Тебибайт (ТиБ) 1 024 4
Петабайт (ПБ) 1000 5 Пебибайт (ПиБ) 1 024 5

Компьютерная и технологическая промышленность еще не адаптировалась к этим стандартам.Когда Microsoft Windows показывает размер диска или файла, она использует степени 1024, но использует префиксы SI, поэтому, например, 28 735 078 400 байт отображается как 26,7 ГБ вместо 28,7 ГБ или 26,7 ГБ.

Обычно рекламируемая (отформатированная) емкость 3,5-дюймовой дискеты составляла 1,44 МБ, но на самом деле составляла 1440 КиБ или 1,44 × 1000 × 1024 байта, что давало либо 1,41 МБ, либо 1,47 МБ.

18 сентября 2003 г. агентство Reuters сообщило, что Apple, Dell, Gateway, Hewlett-Packard, IBM, Sharp, Sony и Toshiba подали коллективный иск в Верховный суд Лос-Анджелеса за «обман» покупателей. что касается реальной емкости жестких дисков этих компаний.Это, конечно, произошло из-за неоднозначности ГБ при использовании поставщиками программного и аппаратного обеспечения.

Десятичные кратные биты

килобит в секунду

кбит/с ( кбит/с , кбит/с или кбит/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1000 бит в секунду или
  • 125 байт в секунду.

Мегабит в секунду

A мегабит в секунду ( Мбит/с , Мбит/с или Мбит/с ; не путать с Мбит/с , что буквально означает милли бит в секунду) единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 000 000 бит в секунду или
  • 1000 килобит в секунду или
  • 125 000 байт в секунду.

Гигабит в секунду

гигабит в секунду ( Гбит/с , Гбит/с , или Гбит/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1000 мегабит в секунду или
  • 1 000 000 килобит в секунду или
  • 1 000 000 000 бит в секунду или
  • 125 000 000 байт в секунду

Двоичные кратные биты

Дополнительные сведения о префиксах, таких как киби-, меби-, гиби- и теби-, см. в разделе Двоичный префикс.

Кибибит в секунду

кибибит в секунду ( кибит/с или кибит/с ) — это единица скорости передачи данных, равная 1024 бит в секунду. Слово «кибибит» пишется не с большой буквы, а аббревиатура «кибиты».

Мебибит в секунду

мебибит в секунду ( мебит/с или мебит/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 048 576 бит в секунду или
  • 1024 кибибита в секунду.

Гибибит в секунду

гибибит в секунду ( гибит/с или гибит/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 073 741 824 бита в секунду или
  • 1 048 576 кибибит в секунду или
  • 1024 мегабита в секунду.

Тебибит в секунду

тебибит в секунду ( тибит/с или тибит/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 099 511 627 776 бит в секунду или
  • 1 073 741 824 кибибита в секунду или
  • 1 048 576 мегабит в секунду или
  • 1024 гибибит в секунду.

Десятичные кратные байты

ВНИМАНИЕ: Эти устройства часто не используются по назначению! См. выше раздел «Проблемы».

килобайт в секунду

килобайт в секунду ( КБ/с , КБ/с , кБ/с , или кбит/с ) является единицей скорости передачи данных, равной:

  • 8000 бит в секунду или
  • 1000 байт в секунду или
  • 8 килобит в секунду.

Мегабайт в секунду

(не путать с Мбит/с — Мегабит в секунду) мегабайт в секунду ( МБ/с или МБ/с ) является единицей скорости передачи данных, равной:

  • 8 000 000 бит в секунду или
  • 1 000 000 байт в секунду или
  • 1000 килобайт в секунду или
  • 8 мегабит в секунду.

Гигабайт в секунду

гигабайта в секунду ( ГБ/с или ГБ/с ) — это единица скорости передачи данных, равная:

  • 8 000 000 000 бит в секунду или
  • 1 000 000 000 байт в секунду или
  • 1 000 000 килобайт в секунду или
  • 1000 мегабайт в секунду или
  • 8 гигабит в секунду.

Терабайт в секунду

терабайт в секунду ( ТБ/с или ТБ/с ) — это единица скорости передачи данных, равная:

  • 8 000 000 000 000 бит в секунду или
  • 1 000 000 000 000 байт в секунду или
  • 1 000 000 000 килобайт в секунду или
  • 1 000 000 мегабайт в секунду или
  • 1000 гигабайт в секунду или
  • 8 терабит в секунду.

Двоичные кратные байты

Дополнительные сведения о префиксах, таких как киби-, меби-, гиби- и теби-, см. в разделе Двоичный префикс.

Кибибайт в секунду

кибибайта в секунду ( КиБ/с или КиБ/с ) — это единица скорости передачи данных, равная:

  • 1024 байта в секунду или
  • 8 кибибит в секунду или
  • 8192 бит в секунду.

Мебибайт в секунду

мегабайта в секунду ( МБ/с или МБ/с ) — единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 048 576 байт в секунду или
  • 1024 кибибайта в секунду, или
  • 8 мегабит в секунду, или
  • 8192 кибибит в секунду или
  • 8 388 608 бит в секунду.

Гибибайт в секунду

гибибайта в секунду ( ГиБ/с или ГиБит/с ) — это единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 073 741 824 байта в секунду или
  • 1 048 576 кибибайт в секунду, или
  • 1024 мегабайта в секунду, или
  • 8 гибибит в секунду или
  • 8192 мегабита в секунду или
  • 8 388 608 кибибит в секунду или
  • 8 589 934 592 бит в секунду.

Тебибайт в секунду

тебибайт в секунду ( ТиБ/с или ТиБит/с ) — это единица скорости передачи данных, равная:

  • 1 099 511 627 776 байт в секунду или
  • 1 073 741 824 кибибайта в секунду или
  • 1 048 576 мегабайт в секунду, или
  • 1024 гигабайта в секунду или
  • 8 тебибит в секунду.
  • 8192 гибибит в секунду или
  • 8 388 608 мегабит в секунду, или
  • 8 589 934 592 кибибит в секунду или
  • 8 796 093 022 208 бит в секунду.

Формула преобразования

Имя Символ бит в секунду байта в секунду бит в секунду (формула) байт в секунду (формула)
бит в секунду бит/с 1 0,125 1 1/8
байт в секунду Б/с 8 1 8 1
килобит в секунду кбит/с 1000 125 10 3 10 3 /8
кибибит в секунду Кибит/с 1 024 128 2 10 2 7
килобайт в секунду кБ/с 8000 1000 8×10 3 10 3
кибибайт в секунду КиБ/с 8 192 1 024 2 13 2 10
мегабит в секунду Мбит/с 1 000 000 125 000 10 6 10 6 /8
мебибит в секунду Мбит/с 1 048 576 131 072 2 20 2 17
мегабайт в секунду МБ/с 8 000 000 1 000 000 8×10 6 10 6
мегабайт в секунду МБ/с 8 388 608 1 048 576 2 23 2 20
гигабит в секунду Гбит/с 1 000 000 000 125 000 000 10 9 10 9 /8
гибибит в секунду Гибит/с 1 073 741 957 134 217 728 2 30 2 27
гигабайт в секунду ГБ/с 8 000 000 000 1 000 000 000 8×10 9 10 9
гибибайт в секунду ГиБ/с 8 589 934 592 1 073 741 824 2 33 2 30
терабит в секунду Тбит/с 1 000 000 000 000 125 000 000 000 10 12 10 12 /8
тебибит в секунду Тибит/с 1 099 511 627 776 137 438 953 472 2 40 2 37
терабайт в секунду ТБ/с 8 000 000 000 000 1 000 000 000 000 8×10 12 10 12
тебибайт в секунду ТиБ/с 8 796 093 022 208 1 099 511 627 776 2 43 2 40

Примеры

Количество Блок бит в секунду байта в секунду Поле Описание
56 кбит/с 56 000 7000 Сеть Модем 56k – 56 кбит/с – 56 000 бит/с
64 кбит/с 64 000 8000 Сеть 64k ISDN – 64 кбит/с – 64 000 бит/с
1536 кбит/с 1 536 000 192 000 Сеть 1536k T1 — 1 536 000 б/с (1.536 Мб/с)
1 Гбит/с 1 000 000 000 125 000 000 Сеть Гигабитный Ethernet
10 Гбит/с 10 000 000 000 1 250 000 000 Сеть 10-гигабитный Ethernet
1 Тбит/с 1 000 000 000 000 125 000 000 000 Сеть Подводный кабель связи SEA-ME-WE 4 – 1.28 терабит в секунду [1]
4 кбит/с 4000 500 Аудиоданные минимум, достигнутый для кодирования распознаваемой речи (с использованием специальных речевых кодеков)
8 кбит/с 8000 1000 Аудиоданные качество телефона
32 кбит/с 32 000 4000 Аудиоданные МВт качество
128 кбит/с 128 000 16 000 Аудиоданные 128 кбит/с MP3 – 128 000 бит/с
192 кбит/с 192 000 24 000 Аудиоданные Почти CD-качество для файла, сжатого в формате MP3
1411.2 кбит/с 1 411 200 176 400 Аудиоданные Аудио компакт-диск (несжатый, 16-битные сэмплы × 44,1 кГц × 2 канала)
2 Мбит/с 2 000 000 250 000 Видеоданные Качество VHS
8 Мбит/с 8 000 000 1 000 000 Видеоданные Качество DVD
27 Мбит/с 27 000 000 3 375 000 Видеоданные Качество HDTV
1.244 Гбит/с 1 244 000 000 155 500 000 Сеть OC-24, канал данных SONET 1,244 Гбит/с
9,953 Гбит/с 9 953 000 000 1 244 125 000 Сеть OC-192, канал данных SONET 9,953 Гбит/с
39.813 Гбит/с 39 813 000 000 4 976 625 000 Сеть ОС-768, 39.Канал данных SONET 813 Гбит/с, самый быстрый из используемых в настоящее время
60 МБ/с 480 000 000 60 000 000 Компьютерные интерфейсы данных USB 2.0
625 МБ/с 5 000 000 000 625 000 000 Компьютерные интерфейсы данных USB 3.0
98,3 МБ/с 786 432 000 98 304 000 Компьютерные интерфейсы данных FireWire IEEE 1394b-2002 S800
120 МБ/с 960 000 000 120 000 000 Компьютерные интерфейсы данных Чтение жесткого диска, Samsung SpinPoint F1 HD103Uj [2]
133 МБ/с 1 064 000 000 133 000 000 Компьютерные интерфейсы данных ПАТА 33 — 133 МБ/с
188 МБ/с 1 200 000 000 150 000 000 Компьютерные интерфейсы данных САТА 1.5 Гбит/с — первое поколение
375 МБ/с 2 400 000 000 300 000 000 Компьютерные интерфейсы данных SATA 3 Гбит/с — второе поколение
750 МБ/с 4 800 000 000 600 000 000 Компьютерные интерфейсы данных SATA 6 Гбит/с — третье поколение
533 МБ/с 4 264 000 000 533 000 000 Компьютерные интерфейсы данных PCI 133 — 533 МБ/с
1250 МБ/с 10 000 000 000 1 250 000 000 Компьютерные интерфейсы данных Удар молнии
8000 МБ/с 64 000 000 000 8 000 000 000 Компьютерные интерфейсы данных PCI Express x16 v2. «Самсунг обгоняет». http://www.tomshardware.com/reviews/samsung-overtakes-a-bang,1730-9.html.

Каталожные номера

Калькулятор скорости передачи данных — Easy Unit Converter

Введите значение, которое вы хотите преобразовать в скорость передачи данных.

Цель измерения:

Измерение — самый важный аспект нашей жизни. Мы используем измерения в науке, технике, торговле, личной жизни, образовании и многих других областях. Поскольку технологии развиваются день ото дня, нам нужна высокоточная и простая и удобная глобальная измерительная система в каждой области.Очень важно использовать стандартные измерения в каждой области, чтобы каждый был уверен, что его не обманут.

История измерений:

В истории для измерений люди использовали в качестве инструмента человеческое тело. Для измерения длины используются предплечье, кисть, стопа и палец как единое целое. Стопа, палец — это подразделенная более короткая единица длины. Этот тип измерения не является точным, потому что размер руки и пальца у разных людей и в некоторых странах все еще используется.В истории было разработано множество систем измерения, но в основном использовалась имперская, метрическая система измерения. Мы используем эти системы для измерения расстояний, объема, веса, скорости, площади и т. д. Из-за этого все сталкиваются с серьезной проблемой при торговле между странами. Огромное улучшение в цивилизации, Необходимо улучшить стандарты измерения. В настоящее время в качестве глобальной системы измерения используются единицы международного стандарта (СИ).

Калькулятор скорости передачи данных — Easy Unit Converter:

Это бесплатный онлайн-калькулятор скорости передачи данных.Он преобразует единицы скорости передачи данных: бит/секунду [б/с], байт/секунду [Б/с], килобит/секунду (по SI), килобайт/секунду (по SI), килобит/секунду [кбит/с] , килобайт в секунду [кБ/с], мегабит в секунду (по SI), мегабайт в секунду (по SI), мегабит в секунду [Мбит/с], мегабайт в секунду [МБ/с], гигабит в секунду ( SI по умолчанию), гигабайт/секунду (SI по умолчанию), гигабит/секунду [Гбит/с], гигабайт/секунду [ГБ/с], терабит/секунду (SI по умолчанию), терабайт/секунду (SI по умолчанию), терабит в секунду [Тб/с], терабайт в секунду [ТБ/с], ethernet, ethernet (fast), ethernet (гигабит), OC1, OC3, OC12, OC24, OC48, OC192, OC768, ISDN (одноканальный), ISDN (двухканальный), модем (110), модем (300), модем (1200), модем (2400), модем (9600), модем (14.4k), модем (28,8k), модем (33,6k), модем (56k), SCSI (асинхронный), SCSI (синхронный), SCSI (быстрый), SCSI (быстрый ультра), SCSI (быстрый широкий), SCSI (быстрый Ultra Wide), SCSI (Ultra-2), SCSI (Ultra-3), SCSI (LVD Ultra80), SCSI (LVD Ultra160), IDE (режим PIO 0), IDE (режим PIO 1), IDE (режим PIO 2) , IDE (режим PIO 3), IDE (режим PIO 4), IDE (режим DMA 0), IDE (режим DMA 1), IDE (режим DMA 2), IDE (режим UDMA 0), IDE (режим UDMA 1), IDE (режим UDMA 2), IDE (режим UDMA 3), IDE (режим UDMA 4), IDE (UDMA-33), IDE (UDMA-66), USBfirewire (IEEE-1394), T0 (полезная нагрузка), T0 (B8ZS полезная нагрузка), T1 (сигнал), T1 (полезная нагрузка), T1Z (полезная нагрузка), T1C (сигнал), T1C (полезная нагрузка), T2 (сигнал), T3 (сигнал), T3 (полезная нагрузка), T3Z (полезная нагрузка), T4 ( сигнал), Е.P.T.A. 1 (сигнал), E.P.T.A. 1 (полезная нагрузка), E.P.T.A. 2 (сигнал), E.P.T.A. 2 (полезная нагрузка), E.P.T.A. 3 (сигнал), E.P.T.A. 3 (полезная нагрузка), H0, h21, h22, виртуальный компонент 1 (сигнал), виртуальный компонент 1 (полезная нагрузка), виртуальный компонент 2 (сигнал), виртуальный компонент 2 (полезная нагрузка), виртуальный компонент 6 (сигнал), виртуальный компонент 6 ( полезная нагрузка), STS1 (сигнал), STS1 (полезная нагрузка), STS3 (сигнал), STS3 (полезная нагрузка), STS3c (сигнал), STS3c (полезная нагрузка), STS12 (сигнал), STS24 (сигнал), STS48 (сигнал), STS192 ( сигнал), СТМ-1 (сигнал), СТМ-4 (сигнал), СТМ-16 (сигнал), СТМ-64 (сигнал) и наоборот с метрическим преобразованием.

Общая пропускная способность интернет-соединения

6

Пропускная способность мобильного широкополосного соединения

модем / Dialup 56 кбит / с
ADSL Lite 1,5 Мбит / с
T1 / DS1 1.544 MBit / S
E1 / E-Carrier 2.048 MBit / S
ADSL1 8 MBit / S
Ethernet 10 MBit / S
Беспроводной 802.11B 11 MBit / S
ADSL2 + 24 Мбит / с
T3/DS3 44.736 MBit / S
Беспроводной 802.11G 54 MBit / S
100 MBit / S
OC3 155 MBit / S
Беспроводная связь 802.11N 600 MBit / S
OC12 622 MBit / S
1 Гбит / с
OC48 2,5 Гбит / с
USB 3.0 5 Гбит / с
OC192 9.6 Гбит/с
10 Гбит/с, USB 3.1 10 Гбит/с
100 Гбит/с 100 Гбит/с
UMTS HSPA + CDMA2000 1xRTT + LTE + +

В каких единицах измеряется скорость передачи данных? — Ответы на все

В каких единицах измеряется скорость передачи данных?

Общепринятые единицы скорости передачи данных кратны битам в секунду (бит/с) и байтам в секунду (Б/с). Например, скорость передачи данных современных жилых высокоскоростных интернет-соединений обычно выражается в мегабитах в секунду (Мбит/с).

Что такое скорость передачи данных?

Скорость передачи данных определяется как объем данных, передаваемых в течение определенного периода времени по сети. Это скорость, с которой данные передаются с одного устройства на другое или между периферийным устройством и компьютером. Обычно он измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с) или мегабайтах в секунду (Мбит/с).

Как рассчитать эффективную скорость передачи данных?

Эффективная скорость передачи рассчитывается как (a) измеренное количество единиц данных, таких как биты, символы, блоки или кадры, переданных в течение значительного интервала времени измерения, деленное на (b) интервал времени измерения.

Что такое скорость передачи данных и как она измеряется?

Скорость передачи данных показывает, сколько цифровых данных будет перемещено из одного места в другое — например, с жесткого диска на USB-накопитель — за определенный период времени. Как ни странно, вы увидите, что это измеряется в битах в секунду. байт в секунду.

Как рассчитать сигнал данных?

Теоретически пропускная способность связана со скоростью передачи данных следующим образом: 1) формула Найквиста: скорость передачи данных = 2 * пропускная способность * log2 (M); где М — уровень модуляции (например,, M=4 для QPSK). 2) формула Шеннона: скорость передачи данных = полоса пропускания * log2(1+SNR); где SNR — отношение сигнала к ниозе.

Мегабиты — это то же самое, что и мегабайты?

Короче говоря, 1 мегабит — это 1 миллион единиц и нулей, а 1 мегабайт — 8 миллионов единиц и нулей. Как ни странно, оба термина обычно используются в вычислениях; Мегабиты чаще всего используются для измерения скорости загрузки или выгрузки интернет-соединения, а мегабайты используются для измерения размера файла.

В чем разница между скоростью передачи данных и пропускной способностью?

Полоса пропускания относится к количеству битов в секунду, которое канал может отправлять или получать за один раз, тогда как скорость передачи данных — это фактический объем передаваемых данных.

Как рассчитать максимальный объем данных для канала?

Найквист понял то, что мы здесь обсуждали, и дал простое уравнение для расчета максимальной скорости передачи данных (MDR) бесшумного канала. MDR = 2 * Полоса пропускания * Log2L, где L — уровни или состояния сигналов. Отношение сигнал/шум любого канала фиксировано для заданной температуры.

Что из перечисленного является мерой скорости передачи данных?

Скорость, с которой данные могут передаваться с одного устройства на другое.Скорость передачи данных часто измеряется в мегабитах (миллионах бит) или мегабайтах (миллионах байтов) в секунду. Обычно они обозначаются аббревиатурой Мбит/с и Мбит/с соответственно.

Какая единица измерения используется для измерения скорости передачи данных или скорости передачи данных?

мегабит в секунду
Скорость передачи данных измеряется в мегабитах в секунду или Мбит/с, часто сокращенно до Мбит. Чем выше Мбит/с, тем выше скорость онлайн. Максимальная скорость, с которой данные могут быть получены через интернет-соединение, известна как пропускная способность нисходящего потока, а пропускная способность восходящего потока — это максимальная скорость, с которой данные могут быть отправлены.

Как рассчитать ограничения скорости передачи данных?

Скорость передачи данных можно рассчитать по двум теоретическим формулам: Битрейт Найквиста – для бесшумного канала. Емкость Шеннона — для зашумленного канала….Максимальная скорость передачи данных канала

  1. Ширина канала.
  2. Количество используемых уровней сигналов.
  3. В канале присутствует шум.

Как рассчитать скорость передачи данных?

Один из способов сделать это — использовать простое уравнение, используя количество переданных данных и общее время, которое потребовалось для передачи этих данных.Уравнение: «ПЕРЕДАННЫЕ ДАННЫЕ» разделить на «ВРЕМЯ». ПРИМЕЧАНИЕ: ПЕРЕДАВАЕМЫЕ ДАННЫЕ могут быть в форме различных измерений, т.е. КБ, МБ, ГБ, ТБ и т. д.…

Какое определение скорости передачи данных является лучшим?

Скорость передачи данных — это скорость, с которой данные передаются через какую-либо телекоммуникационную или вычислительную среду. Он представляет собой количество двоичных цифр (битов), которые могут быть переданы или обработаны в единицу времени.

Как измерить качество ваших данных?

Еще одним способом измерения качества данных является подсчет времени, которое требуется вашей команде для получения результатов из заданного набора данных.Хотя ряд факторов (например, насколько автоматизированы ваши инструменты преобразования данных) влияют на время окупаемости данных, проблемы с качеством данных — это одна из распространенных проблем, которая замедляет усилия по извлечению ценной информации из данных.

БЛОК 5 || МОДЕМ

Потребность в общении между удаленными компьютерами привело к использованию существующей телефонной сети для передачи данных. Большинство телефонных линий предназначены для передачи аналоговых информация — голосами, а компьютеры и их устройства работают в цифровом форма — импульсы.Итак, чтобы использовать аналоговую среду, преобразователь между нужны две системы. Этот преобразователь является МОДЕМОМ, который выполняет Модуляция и демодуляция передаваемых данных. Он принимает последовательный двоичный код импульсы от устройства, модулирует какое-либо свойство (амплитуда, частота или фаза) аналогового сигнала для отправки сигнала в аналоговой среде, и выполняет обратный процесс, позволяя аналоговой информации поступают в виде цифровых импульсов на компьютер или устройство по другую сторону связь.


Модемы вначале использовались в основном для связи между ДАННЫМИ ТЕРМИНАЛЫ и ОСНОВНОЙ КОМПЬЮТЕР. Позднее использование модемов было распространено на связь между КОНЕЧНЫМИ КОМПЬЮТЕРАМИ. Это требовало большей скорости и данных. ставки выросли с 300 б.п. в первые дни до 28,8 б.п. сегодня. Сегодня передача включает в себя методы сжатия данных, которые увеличивают скорость, обнаружение ошибок и исправление ошибок для большей надежности.

Чтобы включить модемы разных типов и разных производителей для связи, интерфейс стандарты были разработаны некоторыми организациями по стандартизации

Современные модемы используются для разных функций. Они действуют как системы текстовой и голосовой почты, факсимиле, а также подключены или интегрированы в сотовые телефоны и в ноутбуки, позволяющие отправлять данные откуда угодно. Будущее может привести к новым приложениям.Увеличение скорости модема не ожидается намного больше сегодняшних 28,8 кбит/с. Дальнейшее резкое увеличение скорости потребует цифровые телефонные технологии, такие как ISDN и оптоволоконные линии.

новых приложений могут быть реализованы, например, одновременная передача голоса и данных. Видеофоны являются примером этого.

Помимо трансмиссии протоколов, которые они поддерживают, следующие характеристики отличают один модем от другого:

бит/с : Как быстро модем может передавать и получать данные.При низких скоростях модемы измеряется скоростью передачи данных. Самая медленная скорость составляет 300 бод (около 25 спс). На более высоких скоростях модемы измеряются в битах в секунду. (бит/с). Самые быстрые модемы работают со скоростью 57 600 бит/с, хотя они могут достигать еще более высокая скорость передачи данных за счет сжатия данных. Очевидно, выше скорость передачи, тем быстрее вы можете отправлять и получать данные. Обратите внимание, однако, что вы не можете получать данные быстрее, чем они послал.Если, например, устройство, отправляющее данные на ваш компьютер, отправляет это на 2400 бит/с, вы должны получить его на 2400 бит/с. Это не всегда поэтому заплатите за очень быстрый модем. Кроме того, некоторые телефонные линии не могут надежно передавать данные на очень высоких скоростях.

голос/данные : Многие модемы поддерживают переключение между режимами голоса и данных. В в режиме данных модем работает как обычный модем.В голосовом режиме модем работает как обычный телефон. Модемы, поддерживающие переключение голоса/данных имеют встроенный громкоговоритель и микрофон для голосовой связи.

Автоответчик : модем с автоматическим ответом позволяет вашему компьютеру принимать вызовы в вашем отсутствие. Это необходимо только в том случае, если вы предлагаете какой-либо тип компьютера. услуга, которую люди могут использовать.

Сжатие данных : Некоторые модемы выполняют сжатие данных, что позволяет им отправлять данные более быстрыми темпами.Однако модем на принимающей стороне должен иметь возможность для распаковки данных с использованием того же метода сжатия.

Флэш-память : Некоторые модемы поставляются с флэш-памятью, а не с обычным ПЗУ, что означает, что протоколы связи могут быть легко обновлены в случае необходимости.

Возможности факса : Большинство современных модемов являются факс-модемами, что означает, что они могут отправлять и принимать факсы.

Чтобы получить максимальную отдачу модема, у вас должен быть пакет коммуникационных программ, программа что упрощает задачу передачи данных.


СТАНДАРТЫ ITU (ранее CCITT):

вниз (Мбит / с) Up (Мбит / с)
2G GSM CSD 0,0096
CDPD до 0,0192
GSM GPRS (2.5G ) 0.056 — 0,115
GSM EDGE (2.75G) до 0,237
3G UMTS W-CDMA 0,4
14,4 5,8
UMTS TDD 16
0,3 0,15
CDMA2000 EV-DO 2.5-4.9 0.15-1.8
GSM EDGE-Evolution 1.6 0.5
4G HSPA + 21-672 5.8-168
Мобильный WiMAX (802.16) 37-365 17-376
100-300 50-75
LTE-Advanced Moving Fast 100
LTE-Advanced Стационарные или перемещенные медленные до 1000
MBWA (802.20) 80
5G HSPA + 400-25000 200-3000
Мобильный WiMAX (802.16) 300-700 186-400
5G 400-3000 500-1500
 Стандартный 
 Дата 
 (ратифицировано) 
 Скорость 
 (бит/с) 
 В.21 
 1964 
 200 
 В.22 
 1980 
 1200 
 В.22 
 1984 
 2400 
 В.23 
 1964 
 1200 
 В.26 
 1968 
 2400 
 В.26 
 1972 
 2400 
 В.26 
 1984 
 2400 
 В.27 
 1972 
 4800 
 В.27 
 1976 
 4800 
 В.27 
 1976 
 4800 
 В.29 
 1976 
 9600 
 В.32 
 1984 
 9600 
 В.32 
 1991 
 14400 
 В.32 
   
 19200 
 В.341994 
   
 28800 

Важные факторы, влияющие на скорость передачи данных

Использование данных стало частью почти всех секторов по всему миру, будь то образование, текстиль, ИТ, строительство, электронная коммерция или любая другая отрасль. За последние несколько лет он получил большой импульс и прочно укоренился в современных деловых сетях, связанных с передачей огромных объемов данных через Интернет.Теперь бизнес-сети оптимизированы для обработки, анализа и управления данными, поступающими из разных источников, поскольку они оснащены передовыми технологиями, повышающими скорость передачи данных для быстрого доступа к информации.

Копии часов

Чтобы клиенты могли легко и без задержек получить доступ к вашей бизнес-сети, вам необходимо обеспечить высокую скорость передачи данных, чтобы они могли пользоваться вашими услугами и предложениями продуктов. Хорошее понимание скорости передачи данных в вашей бизнес-сети может помочь вам оценить, где она нуждается в улучшении, и какие шаги вы можете предпринять, чтобы обеспечить оптимальную работу вашей сети.Помимо онлайн-передачи данных, предприятия должны следить за производительностью своих внутренних устройств, таких как жесткие диски, карты флэш-памяти, твердотельные накопители и другие, чтобы обеспечить бесперебойную работу.

Если вы хотите узнать о скорости передачи данных любого из устройств в вашей сети, вы можете использовать преобразователь скорости передачи данных для точного измерения и сравнения скоростей передачи. Это может помочь вам оценить текущее состояние производительности каждого устройства и определить, что вы можете сделать, чтобы эффективно улучшить его для лучшего взаимодействия с пользователем.

Проще говоря, скорость передачи данных — это скорость, с которой данные отправляются или принимаются между двумя сетевыми компонентами или устройствами в данный момент времени. Иногда ее называют пропускной способностью, однако понятие скорости передачи данных обычно применяется к потокам цифровых данных, в которых происходит обмен пакетами информации. Обычной единицей измерения скорости передачи данных является мегабайт в секунду, но она также может быть измерена во многих других единицах, в зависимости от размера данных.

Скорость передачи данных играет жизненно важную роль, когда речь идет об общей эффективности бизнеса, и может использоваться для оценки различных типов технологий и устройств.В общем, эта концепция используется для оценки улучшений и изменений, которые можно внести в систему или сеть, чтобы сократить время конкретного процесса. За последние несколько лет были представлены высокопроизводительные твердотельные устройства, которые позволяют предприятиям достигать более высокой эффективности и оптимизировать свою деятельность.

Чтобы рассчитать скорость передачи на разных устройствах или интерфейсах, вам следует рассмотреть возможность использования преобразователя скорости передачи данных, чтобы получить представление.

На сегодняшний день доступно несколько типов интерфейсов, предлагающих пользователям различные скорости передачи данных.Вот некоторые из наиболее часто используемых интерфейсов, о которых вы должны знать:

  • FibreChannel: Эта оптическая технология, разработанная для больших систем RAID/SAN, позволяет пользователям получать выгоду от скорости передачи данных до 1,6 ГБ/с с помощью одного 16-гигабитного канала.
  • Firewire (FW) 400: Предлагая скорость передачи данных около 40 МБ/с, этот интерфейс может быть подключен последовательно и в основном доступен на компьютерах Mac.
  • Firewire (FW) 800: Предлагая скорость передачи данных около 80 МБ/с, этот интерфейс может быть подключен последовательно и в основном доступен на компьютерах Mac.
  • SATA 2: Этот интерфейс предназначен для передачи данных со скоростью до 300 МБ/с и используется как внутренний интерфейс для накопителей.
  • SATA 3: Этот интерфейс предназначен для передачи данных со скоростью до 300 МБ/с и используется как внутренний интерфейс для накопителей.
  • Thunderbolt: Производительность этого удивительного современного интерфейса составляет до 1 ГБ/с и может быть подключена последовательно.
  • USB2: Наиболее часто используемый интерфейс для домашних сетей, обеспечивающий очень низкую производительность (около 25 МБ/с) при очень высокой совместимости.
  • USB3: Шаг вперед по сравнению с USB2, он предлагает значительно более высокую производительность со скоростью 350 МБ/с.

Если вы хотите узнать, какая скорость будет при переключении между любым из интерфейсов, вы можете легко сделать это с помощью конвертера скорости передачи данных. Он доступен онлайн бесплатно и может использоваться для масштабирования преобразования передачи данных между широким спектром интерфейсов.

На производительность вашей бизнес-сети может влиять ряд факторов, связанных со скоростью передачи данных.Чтобы убедиться, что ваша сеть находится на вершине своей игры, вот все аспекты, на которые вам нужно обратить внимание и тщательно оценить для повышения производительности:

1. Перегрузка сети

Если путь потока пакетов данных из вашей сети к месту назначения перегружен, это означает, что ваша сеть перегружена. Термин «перегрузка сети» используется в отношении элементов пути, которые представляют собой либо физическое соединение, такое как кабель, либо активное устройство, такое как коммутатор или маршрутизатор. Когда элемент достигает своей максимальной емкости, это влияет на своевременную передачу пакетов данных, поскольку они либо отбрасываются, либо помещаются в очередь, что приводит к снижению скорости передачи данных.

Последствия перегрузки сети зависят от установленной системы и уровня задержки при передаче пакетов данных. Вот несколько вариантов:

  • Пакеты данных отбрасываются или теряются, что приводит к потере пакетов. Это может вызвать резкий скачок повторной передачи процесса, и когда пакеты данных не подтверждены, существует высокая вероятность того, что они будут отправлены обратно в огромных количествах
  • .
  • Пакетам данных требуется больше времени для достижения места назначения, что приводит к увеличению задержки в сети.Кроме того, существует вероятность повторных передач для TCP-потоков, так как пакеты не подтверждаются достаточно быстро.
  • Если много пакетов данных потеряно, возможны отключения, которые могут быть в виде тайм-аутов сеанса или превышения TTL. Кроме того, вы можете столкнуться с неправильным завершением сеансов TCP.

2.Сетевая задержка

Время, необходимое сети для передачи пакета данных в пункт назначения, называется сетевой задержкой. Существует несколько факторов, которые могут повлиять на задержку в сети, например, количество устройств, которые необходимо пересечь или переключить, физическое расстояние между источником и получателем, а также производительность сетевых устройств.В дополнение к этим факторам на взаимосвязь между скоростью передачи данных и задержкой также может влиять протокол, передающий данные из сети. Очень важно разработать способы уменьшения задержки в сети, чтобы сократить время передачи пакетов данных, что также может помочь избежать перегрузок сети.

3. Работоспособность клиента или сервера

Хотя это может быть не первым, на что вам, возможно, придется обратить внимание при оценке производительности вашей сети, эти системы используют ограниченное количество ресурсов, что может вызвать замедление или перегрузку передачи пакетов данных, что приведет к снижению скорости передачи данных.Это означает, что если ваш сервер не имеет минимально необходимых аппаратных ресурсов, таких как ввод-вывод, процессоры или оперативная память, это может повлиять на производительность всей сети из-за более медленной обработки пользовательских запросов. Если сервер или клиент в какой-то момент сталкиваются с перегрузкой, это неизбежно снижает скорость передачи данных, используя стандартные процессы TCP.

4. Параметры инфраструктуры

Если в вашей сети достаточно системных ресурсов и пропускной способности, чтобы пакеты данных не вызывали перегрузки, некоторые устройства должны следовать набору политик, например:

  • Балансировка нагрузки/маршрутизация: Распределение нагрузки распространено в некоторых типах устройств, чтобы сделать нагрузку управляемой для повышения производительности и снижения вероятности перегрузки.Однако эти устройства могут быть неправильно настроены или перегружены в случае большого количества пакетов данных, что приводит к потере пакетов, повторной передаче или отключению.
  • Шифрование/Фильтрация: Для повышения безопасности применено несколько фильтров, предотвращающих доступ пользователей к небезопасным сайтам, сканирование на наличие вирусов, предотвращение угроз на веб-серверах и т. д. Однако это влияет на скорость передачи данных, так как отнимает некоторые ресурсы и увеличивает время обработки.Если это время обработки станет значительным, это может привести к потере пакетов и повторной передаче.

Высокая скорость передачи данных имеет первостепенное значение и может повлиять на общую эффективность вашего бизнеса, особенно если большая часть его продуктов или услуг предоставляется через Интернет. Преобразование передачи данных необходимо для получения четкого представления о требованиях сети вашего бизнеса. . Чтобы узнать, какой интерфейс лучше всего подходит для удовлетворения требований вашего сетевого оператора, вы можете использовать преобразователь скорости передачи данных, чтобы увидеть, какой из них подходит вам.Все, что вам нужно сделать, это выбрать правильные параметры из вариантов, представленных в инструменте, и он мгновенно предоставит вам желаемое преобразование передачи данных.

Bluetooth 5 и BLE: достижение максимальной пропускной способности и скорости

Введение

В этом втором посте из серии, посвященной Bluetooth 5, мы рассмотрим новую функцию двукратного увеличения скорости, а также общий обзор пропускной способности для приложения BLE (в предыдущем посте были рассмотрены новые функции Bluetooth 5 в целом и, более конкретно, рассмотрено увеличение особенность рекламной емкости).

Во-первых, мы должны понимать, что заявленные скорости (1 Мбит/с и новые 2 Мбит/с) являются только теоретическими и урезаются, когда речь идет о пропускной способности приложений. Это связано с несколькими причинами, которые мы рассмотрим в следующем разделе.

Функция Bluetooth 5 «удвоенная скорость» требует обновления аппаратного обеспечения, поэтому более старые устройства/чипы/модули не будут ее поддерживать. Также важно отметить, что для достижения этой более высокой пропускной способности вам потребуется, чтобы оба устройства BLE взаимодействовали друг с другом для поддержки нового LE 2M PHY (что позволяет передавать данные с более высокой скоростью).

Новый LE 2M PHY, как и исходный LE 1M PHY, называются Uncoded PHY, поскольку они используют 1-символьное представление на бит данных (по сравнению с новым LE Coded PHY, в котором используется 2-символьный или 8-символьный код). -символьное представление на бит данных).

Еще одна важная вещь, которую следует отметить, это то, что при использовании более высокой скорости PHY вы фактически достигаете меньшего энергопотребления (при условии, что вы передаете тот же объем данных). Это связано с тем, что время работы радиостанции сокращается без увеличения мощности передачи.Это, в свою очередь, также улучшает сосуществование с другими беспроводными технологиями в диапазоне 2,4 ГГц (в том числе из-за сокращения времени радиосвязи).

В этом посте мы рассмотрим:

  • Какую практическую пропускную способность можно ожидать от BLE?
  • Новый 2M PHY Bluetooth 5 для передачи данных
  • Какие факторы влияют на скорость передачи данных?
  • Как вы рассчитываете скорость передачи данных вашего приложения?
  • Как максимально увеличить скорость передачи данных?
  • Тестирование, измерение и расчет скорости передачи данных с использованием двух наборов для разработки серии nRF52

Почему невозможно достичь теоретических скоростей BLE?

Скорости передачи данных 1 Мбит/с (LE 1M PHY), 2 Мбит/с (LE 2M PHY), 125 кбит/с и 500 кбит/с (обе с использованием LE-кодированного физического уровня с S=8 и S=2 соответственно) — это скорости, при которых радио передает данные, но это недостижимо для пропускной способности приложения по следующим причинам:

  • Ограничение на количество пакетов за интервал соединения
  • Задержка межкадрового пространства (IFS) между пакетами (150 мкс)
  • Пустые пакеты должны быть отправлены с устройства, даже если нет доступных данных для передачи
  • Заголовок пакета — не все байты в пакете используются для полезной нагрузки

Чтобы лучше понять эти факторы и понять, что влияет на пропускную способность приложения, мы должны глубже изучить формат пакета.На следующем рисунке показано, как выглядят пакеты данных LE 1M PHY и 2M PHY:

Интересующая нас часть (и та, которая действительно определяет данные приложения) — это ATT Payload . Как видно из рисунка, каждый уровень в Bluetooth Low Energy использует несколько служебных байтов.

  • В версиях 4.0 и 4.1 максимальная полезная нагрузка ATT составляет 20 байт.
  • В версиях 4.2 и 5.0 новая функция под названием «Расширения длины данных» (DLE) позволяет полезной нагрузке ATT хранить до 244 байтов данных.

Скорость Bluetooth 5: 2-кратная скорость с использованием нового 2M PHY

Полезно понимать ограничения использования нового LE 2M PHY в Bluetooth 5:

  • Не может использоваться для передачи первичной рекламы (по первичным каналам).
  • Может использоваться для вторичных «вспомогательных пакетов», отправляемых по тем же каналам, что и пакеты данных (37 каналов: 0-36).
    Чтобы узнать больше о первичной и вторичной рекламе, обратитесь к моему предыдущему сообщению в блоге: Bluetooth 5 Рекламы: все, что вам нужно знать .
  • LE 1M является обязательным, тогда как LE 2M не является обязательным. Таким образом, не все чипы, заявляющие о поддержке Bluetooth 5, обязательно справятся с более высокой пропускной способностью.
  • Объявления и обнаружение могут выполняться на LE 2M PHY, а затем на вторичном рекламном канале устанавливаются соединения с использованием LE 2M PHY

Передача данных приложения с одного устройства на другое обычно происходит во время соединения между двумя устройствами. Подключенные устройства могут согласовать использование другого PHY с помощью процедуры обновления PHY .Он может быть инициирован как ведомым, так и ведущим после установления соединения, но окончательное решение о том, какие физические уровни использовать для каждого направления, в конечном итоге принимает ведущий (на основе запроса ведомого устройства и поддерживаемых ведущим).

Факторы, влияющие/определяющие скорость передачи данных

Существует несколько факторов, влияющих на пропускную способность приложения BLE. Самые распространенные:

  • PHY используется (LE 1M, LE 2M, vs.Код LE (S=2 или S=8))
  • Интервал соединения
  • Максимальное количество пакетов за интервал соединения
  • Максимальная единица передачи ATT (ATT MTU)
  • Расширение длины данных (DLE)
  • Тип операции: запись с ответом или запись без ответа, индикация и уведомление
  • Inter Frame Space (IFS): промежуток времени между последовательными пакетами (150 мкс)
  • Передача пустых пакетов
  • Заголовок пакета — не все байты в пакете используются для полезной нагрузки приложения

Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

Физический

В Bluetooth 5 в основном есть три PHY: исходный PHY со скоростью 1 Мбит/с, новый PHY со скоростью 2 Мбит/с и закодированный PHY (с S=2 или S=8). Используемый PHY будет напрямую влиять на максимальную пропускную способность данных, которую вы можете достичь, поскольку он определяет фактическую скорость необработанных данных, с которой пакеты отправляются по воздуху.

Интервал подключения и максимальное количество пакетов на событие подключения

Интервал соединения фактически определяет, сколько пакетов может быть отправлено во время одного события соединения.Чем выше значение, тем больше пакетов может быть отправлено в одном событии подключения (до определенного предела для некоторых устройств).

Дополнительные сведения об интервалах подключения: интервалы подключения BLE и события

Однако количество пакетов на событие подключения зависит от устройства и стека BLE, поэтому оно ограничено и различается между устройствами и версиями стека на конкретном устройстве. Это значение также зависит от работы устройства, поэтому радиостанции, возможно, придется следить за другими событиями, а количество пакетов, отправляемых на одно событие соединения, может не достигать максимального значения, разрешенного стеком.Например, число различается между iOS и Android, а также меняется в зависимости от версии ОС, работающей на устройстве.

Иногда полезно динамически обновлять параметры подключения в зависимости от варианта использования. Однако имейте в виду, что мастер должен принять эти рекомендации или обновить параметры в соответствии с ними.

Расширения длины данных (DLE)

Эта функция позволяет размеру пакета удерживать больший объем полезной нагрузки (до 251 байт против 251 байта).27 при отключении). Эта функция была представлена ​​в версии 4.2 спецификации Bluetooth.

Максимальная единица передачи ATT (ATT MTU)

ATT MTU Определяет максимальный объем данных, которые могут быть обработаны передатчиком и приемником и которые они могут хранить в своих буферах.

Значение MTU влияет на объем служебных данных (в частности, заголовок ATT, который составляет 3 байта). Минимально допустимый MTU ATT составляет 27 байт. Это позволяет использовать не более 20 байтов полезной нагрузки ATT (3 байта используются для заголовка ATT и 4 байта для заголовка L2CAP).

Спецификация не ограничивает значение MTU, но конкретный используемый стек может иметь свои ограничения. Например, если вы включите DLE, вы сможете передавать до 251 — 4 = 247 байт (после вычета размера заголовка L2CAP). После учета заголовка ATT (3 байта) у нас остается 244 байта для фактических данных полезной нагрузки ATT. Если MTU составляет не менее 247 байт, то MTU будет помещаться в один пакет. Если MTU больше 247 байт, то MTU будет охватывать несколько пакетов, что приведет к снижению пропускной способности (из-за служебных данных пакетов и временных интервалов между пакетами).

Эффективный MTU определяется минимальным значением ATT MTU, поддерживаемым клиентом и сервером. Например, если клиент поддерживает MTU ATT, равный 100 байтам, а сервер отвечает, что он поддерживает MTU ATT, равный 150 байтам, то клиент решит, что MTU ATT, который будет использоваться для соединения, будет равен 100 байтам.

Тип операции: запись с ответом или запись без ответа, индикация или уведомление

Если требуется высокая пропускная способность, мы можем использовать Запись без ответа или Уведомления для передачи данных от клиента к серверу и от сервера к клиенту.Эти операции избавляют другое устройство от необходимости подтверждать получение данных и отвечать перед отправкой следующего блока данных.

Межкадровое пространство (IFS): временная задержка между последовательными пакетами (150 мкс)

Из спецификации Bluetooth:

4.1.1 Межкадровое пространство

Временной интервал между двумя последовательными пакетами с одним и тем же индексом канала называется межкадровым пространством. Он определяется как время от конца последнего бита предыдущего пакета до начала первого бита последующего пакета.
Межкадровое пространство обозначается как «T_IFS» и должно составлять 150 мкс.

Передача пустых пакетов

Если устройство, получающее данные, не имеет данных для отправки обратно, ему все равно необходимо отправить пустой пакет в соответствии со спецификацией Bluetooth.

Заголовок пакета

Как мы видели на рисунке формата пакета, пакет включает некоторые служебные данные, которые не учитываются в данных вашего приложения (данные ATT). По сути, эти байты будут потреблять часть вашей скорости передачи данных, не учитывая какие-либо байты, отправляемые как часть данных вашего приложения.

Расчет пропускной способности данных вашего приложения

Большой вопрос: как рассчитать пропускную способность нашего приложения?

Как мы упоминали ранее, есть несколько переменных, влияющих на скорость передачи данных:

  • Используемая версия Bluetooth и PHY
  • DLE: расширение длины данных — включено или нет
  • Значение ATT MTU
  • Интервал соединения
  • Максимальное количество пакетов на событие соединения
  • Операция (запись с ответами vs.пишет без ответов, а уведомление против индикации)
  • Межкадровое пространство (IFS): 150 микросекунд

Версия Bluetooth и PHY определяют скорость передачи необработанных данных. Например, если мы используем Bluetooth версии 4.2 и LE 1M PHY, то скорость передачи составляет 1 Мбит/с. Если, с другой стороны, мы используем Bluetooth 5 LE Coded PHY с S = 8, то скорость передачи данных снижается до 125 кбит/с.

DLE, ATT MTU, интервал подключения, максимальное количество пакетов за интервал подключения, операция и IFS определяют часть времени радиосвязи, которая используется для фактической передачи данных.

Формат пакета играет большую роль в том, какая часть передаваемых данных является фактическими данными вашего приложения. LE 1M PHY и LE 2M PHY имеют одинаковый формат пакета. LE Coded PHY имеет существенно другой формат пакета, поэтому мы рассмотрим эти два случая отдельно.

LE 1M PHY и LE 2M PHY расчет

Возвращаясь к формату пакета для LE Uncoded PHY:

Объем служебных данных для каждого физического уровня немного отличается.Преамбула составляет 1 байт в случае 1M PHY и 2 байта в случае 2M PHY. Поле MIC является необязательным и используется только для зашифрованных соединений. Для простоты мы будем рассматривать только незашифрованные соединения — для зашифрованного случая это просто добавляет 4 байта служебных данных.

Для PHY с кодировкой LE формат пакета выглядит следующим образом (из спецификации Bluetooth 5.0, том 6, часть B, раздел 2.2):

Шагов для расчета пропускной способности (в Мбит/с):

Для простоты предположим следующее:

  • Шифрование НЕ включено (поле MIC не включено в пакет)
  • Нас интересует пропускная способность для одного направления (т.г. Master to Slave), поэтому мы предполагаем, что в другом направлении передаются только пустые пакеты
  • .
  • Запись без ответов (что помогло бы максимизировать пропускную способность при передаче больших объемов данных
Шагов:
  1. Определите используемый PHY и запишите скорость передачи необработанных данных
    для 1M PHY -> 1 Мбит/с, для Coded PHY и S=8 -> 125 кбит/с
  2. Определите время, необходимое для отправки одного пакета данных и пустого пакета от получателя.
    Время, в течение которого может быть отправлен один пакет данных, будет включать следующее:

    Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS.

    Время передачи пустого пакета можно рассчитать следующим образом:

    Время для передачи пустого пакета = размер пустого пакета / скорость необработанных данных


    Пустой пакет будет содержать следующие поля:

    Преамбула + адрес доступа + заголовок LL + CRC.

    Для 1M PHY преамбула будет состоять из 1 байта, поэтому общий размер пустого пакета = 1 + 4 + 2 + 3 байта = 10 байт = 80 бит.

    (для 2M PHY размер пустого пакета будет 88 бит , так как Premable составляет 2 байта вместо 1 байта).

    Исходя из этого, время передачи пустого пакета 1M PHY будет:

    Время для передачи пустого пакета = размер пустого пакета / скорость необработанных данных = 80 бит / 1 мегабит в секунду = 80 микросекунд


    Пакет данных будет содержать все поля, перечисленные на схеме формата пакета, за исключением поля MIC (шифрование отключено).

    Время передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных


    Если у нас включен DLE и ATT MTU равен максимально допустимому количеству байтов в одном пакете: 247 байт, то мы можем рассчитать размер пакета данных как:

    Размер пакета данных = 1 + 4 + 2 + 4 + 247 + 3 байта = 265 байт = 265*8 бит = 2088 бит

    Время передачи пакета данных = 2088 бит / 1 Мбит/с = 2088 микросекунд


    Data_Packet_Time = Время передачи пустого пакета + IFS + Время передачи фактического пакета данных + IFS = 80 + 2*150 + 2088 = 2468 мкс

    Для сравнения, в случае 2M PHY это будет быть:

    Data_Packet_Time = время для передачи пустого пакета + IFS + время для передачи фактического пакета данных + IFS = 88/2 + 2*150 + (2 + 4 + 2 + 4 + 247 + 3)*8/2 = 1392 мкс

    Когда DLE включен и для ATT MTU установлено значение меньше 247, мы получаем больше служебных данных (поскольку теперь данные, превышающие MTU ATT, разбиваются на большее количество пакетов).Например, предположим, что для ATT MTU установлено значение 158, тогда для передачи 244 байтов данных приложения нам потребуются два пакета вместо одного, что приведет к снижению пропускной способности из-за увеличения накладных расходов на байты, а также увеличения IFS между пакетами. В другом сценарии мы могли бы отключить DLE (размер полезной нагрузки до 27 байт) и MTU ATT больше 27 байт. Здесь это также приведет к необходимости отправки большего количества пакетов для того же объема данных, что приведет к снижению пропускной способности.

    Примечание. Тот же метод расчета данных и размеров пустых пакетов, который мы использовали выше, можно использовать для LE-кодированного PHY.

  3. Выясните, сколько пакетов может быть передано за один интервал соединения
    Этот расчет не всегда является чисто математическим — вам нужно будет учитывать ограничения используемого стека и устройства. У iOS и Android есть максимумы, которые меняются в зависимости от версии ОС, поэтому разобраться не всегда просто. При этом в MCU SDK поставщика обычно указывает максимум в своей документации.Также полезно методом проб и ошибок выяснить, что поддерживает ваше конкретное устройство.

    После того, как вы определили максимальное значение, вы можете рассчитать максимальное теоретическое количество пакетов, которое уместилось бы в пределах выбранного интервала соединения. Например, если бы у нас был интервал соединения 7,5 миллисекунд (самый низкий разрешенный спецификацией), то для нашего примера выше (используя 1M PHY, включен DLE):

    Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] , где [ ] округляется до наибольшего целого числа (целого числа) Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [7.5*1000 мкс / 2468 мкс] = 3 пакета

    Обычно это число не соответствует действительности, так как между пакетами, отправляемыми при последовательных подключениях, возникают временные задержки. Итак, для нашего примера мы пойдем с 2 пакетами вместо 3.

  4. После того, как мы выяснили максимальное количество пакетов данных, которое может быть передано за интервал подключения, мы можем рассчитать пропускную способность данных: Пропускная способность = данные за интервал подключения / интервал подключения = количество пакетов данных за интервал подключения * размер данных на пакет/интервал соединения
    = 2*244*8 бит/7.5 мс = 520 533 бит/с ~= 508 кбит/с

Тестирование и расчет скорости передачи данных между двумя наборами для разработки nRF52

В этом разделе мы запустим несколько тестов передачи данных, рассчитаем пропускную способность, используя описанную ранее процедуру, а затем сравним их с измеренной пропускной способностью, сообщаемой приложением, работающим на платах разработки. Тесты проводятся на основе демонстрационного приложения, предоставленного Nordic Semiconductor и представленного в этом сообщении в блоге: Демонстрация пропускной способности и большого радиуса действия.

Исходный код примера можно найти на странице GitHub здесь.

Случай 1 (PHY: 1 Мбит/с, ATT MTU = 23 байта, DLE: включен, интервал подключения: 7,5 мс)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: прошло 36,11 секунды.
Пропускная способность: 232,29 Кбит/с .
Отправлено 1048580 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

При значении MTU, равном 23 байтам, DLE практически не влияет на пропускную способность и размер пакетов.

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 1 + 4 + 2 + 4 + 23 + 3 байта / 1 Мбит/с = 37*8 бит / 1 Мбит/с = 296 микросекунд

Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS = 80 + 150 + 296 + 150 мкс = 676 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [7,5 мс / 676 мкс] = [11,09] = 11 пакетов
Всего данных, переданных за интервал подключения = 11 * 20 байт = 11 * 20 * 8 бит = 1760 бит

Пропускная способность = Общее количество данных, переданных за интервал соединения/интервал соединения = 1760 бит/7.5 миллисекунд = 234,67 Кбит/с
Как мы видим, расчетное значение и измеренное значение довольно близки.

Случай 2 (PHY: 2 Мбит/с, ATT MTU = 23 байта, DLE: включен, интервал подключения: 7,5 мс)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: прошло 27,23 секунды.
Пропускная способность: 307,96 Кбит/с .
Отправлено 1048580 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 2 + 4 + 2 + 4 + 23 + 3 байта / 2 Мбит/с = 38*8 бит / 2 Мбит/с = 152 мкс

Data_Packet_Time = время для передачи пустого пакета + IFS + время для передачи фактического пакета данных + IFS = 44 + 150 + 152 + 150 мкс = 496 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [7.5 миллисекунд / 512 микросекунд] = [15,12] = 15 пакетов
Всего данных, переданных за интервал соединения = 15 * 20 байт = 15 * 20 * 8 бит = 2400 бит

Пропускная способность = Суммарные данные, переданные за интервал соединения/интервал соединения = 2400 бит/7,5 мс = 320 Кбит/с
Как мы видим, расчетное значение и измеренное значение довольно близки.

Случай 3 (PHY: 1 Мбит/с, ATT MTU = 158 байт, DLE: включен, интервал соединения: 7,5 мс)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: 17.Прошло 53 секунды.
Пропускная способность: 478,36 Кбит/с.
Отправлено 1048730 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 1 + 4 + 2 + 4 + 158 + 3 байта / 1 Мбит/с = 172 * 8 бит / 1 Мбит/с = 1376 микросекунд

Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS = 80 + 150 + 1376 + 150 мкс = 1756 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [7.5 миллисекунд / 1756 микросекунд] = [4,27] = 4 пакета
Всего данных, переданных за интервал соединения = 4 * 155 байт = 4 * 155 * 8 бит = 4960 бит

Пропускная способность = Общее количество данных, переданных за интервал соединения/интервал соединения = 4960 бит/7,5 мс = 661,33 Кбит/с

Случай 4 (PHY: 2 Мбит/с, ATT MTU = 247 байт, DLE: включен, интервал соединения: 7,5 мс)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: прошло 8,45 секунды.
Пропускная способность: 992,07 Кбит/с.
Отправлено 1048712 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 2 + 4 + 2 + 4 + 247 + 3 байта / 2 Мбит/с = 262*8 бит / 2 Мбит/с = 1048 микросекунд

Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS = 44 + 150 + 1048 + 150 мкс = 1392 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [7.5 мс / 1392 мкс] = [5,39] = 5 пакетов
Всего данных, переданных за интервал соединения = 5 * 244 байта = 5 * 244 * 8 бит = 9760 бит

Пропускная способность = Общее количество данных, переданных за интервал соединения/интервал соединения = 9760 бит/7,5 мс = 1301,33 Кбит/с

Примечание. В последних двух случаях количество пакетов на интервал подключения невелико, и любая разница между тем, что мы рассчитываем, и измеренным, будет иметь большое влияние на фактическую пропускную способность данных.Например, если количество пакетов на интервал соединения в итоге составит 4 вместо 5 в Случае 4, расчетная пропускная способность станет 1041,1 Кбит/с вместо 1301,33 Кбит/с (что является большой разницей и может объяснить несоответствие в числах здесь).

Случай 5 (PHY: 2 Мбит/с, ATT MTU = 247 байт, DLE: включен, интервал подключения: 50 миллисекунд)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: прошло 6,34 секунды.
Пропускная способность: 1322,33 Кбит/с.
Отправлено 1048712 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 2 + 4 + 2 + 4 + 247 + 3 байта / 2 Мбит/с = 262*8 бит / 2 Мбит/с = 1048 микросекунд

Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS = 44 + 150 + 1048 + 150 мкс = 1392 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [50 миллисекунд / 1392 микросекунды] = [35.92] = 35 пакетов

Всего данных, переданных за интервал соединения = 36 * 244 байта = 35 * 244 * 8 бит = 68320 бит

Пропускная способность = Общее количество данных, переданных за интервал соединения/интервал соединения = 70272 бит/50 миллисекунд = 1366,4 Кбит/с

Вариант 6 (PHY: 2 Мбит/с, ATT MTU = 247 байт, DLE: включен, интервал подключения: 400 миллисекунд)

Пропускная способность данных, указанная микропрограммой:

Время: прошло 6,11 секунды.
Пропускная способность: 1371.82 Кбит/с.
Отправлено 1048712 байт полезной нагрузки ATT.

Расчетная скорость передачи данных:

Время для передачи пакета данных = размер пакета данных / скорость необработанных данных = 2 + 4 + 2 + 4 + 247 + 3 байта / 2 Мбит/с = 262*8 бит / 2 Мбит/с = 1048 микросекунд

Data_Packet_Time = Время для передачи пустого пакета + IFS + Время для передачи фактического пакета данных + IFS = 44 + 150 + 1048 + 150 мкс = 1392 мкс

Максимальное количество пакетов данных за интервал подключения = [интервал подключения / Время_пакета_данных] = [400 миллисекунд / 1392 микросекунд] = [287.36] = 287 пакетов

Всего данных, переданных за интервал соединения = 287 * 244 байта = 287 * 244 * 8 бит = 560224 бита

Пропускная способность = Общее количество данных, переданных за интервал соединения/интервал соединения = 560224 бита / 400 миллисекунд = 1400,56 Кбит/с

Оптимизация для максимальной скорости передачи данных

Исходя из факторов, которые мы рассмотрели, мы можем отметить следующее при оптимизации для высокой пропускной способности данных:

  • Всегда включайте DLE
    Очевидно, что если вы используете Bluetooth v4.1 или более ранней версии, это недопустимый вариант. В целом, однако, убедитесь, что вы включили DLE, чтобы максимизировать эффективность вашего пакета для данных приложения
  • Используйте LE 2M PHY
    Если вы знаете, что устройства на обоих концах поддерживают Bluetooth 5, то использование LE 2M PHY — один из лучших способов максимизировать пропускную способность ваших приложений. Использование LE 2M PHY также поможет снизить энергопотребление, так что вы убьете двух зайцев одним выстрелом!
  • Использовать уведомления и записи без ответов
    Их использование поможет удалить любые ненужные передаваемые пакеты (по сравнению с индикациями и обычными операциями записи, которые требуют подтверждения принимающей стороной каждого принятого пакета).
  • Выберите значение ATT MTU не менее 247 байтов.
    Это сведет к минимуму любые накладные расходы в пакетных байтах.
  • Выберите интервал подключения, обеспечивающий максимальное число пакетов за интервал подключения
    Но имейте в виду, что интервал подключения влияет на энергопотребление. Чем короче интервал, тем больше энергии будет потреблять ваше устройство из-за увеличения времени работы радио. Вы также должны убедиться, что вы не выбрали слишком большой интервал, иначе это поставит под угрозу взаимодействие с пользователем (более высокий интервал подключения приводит к большей задержке).И последнее, на что следует обратить внимание, — это любые ограничения устройств в вашей системе с точки зрения максимального количества пакетов за поддерживаемый интервал подключения.

Резюме и заключение

Расчетные значения, приведенные выше, по-прежнему являются теоретическими и могут не совпадать с измеренной пропускной способностью данных на практике и в реальных условиях, но они по-прежнему являются хорошей отправной точкой и дают хорошее представление о том, чего ожидать (по крайней мере, для максимального ).Помехи и ошибки передачи/приема также влияют на пропускную способность (повторные попытки, потеря данных и закрытие соединений приводят к снижению пропускной способности).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *