Теорема на Шанън-Хартли
Като се имат предвид всички възможни многостепенни и многофазови методи за криптиране, теоремата на Шанън-Хартли гласи, че капацитетът на канала C, което означава теоретичната горна граница на скоростта на предаване на информация, която може да бъде предадена с дадена средна мощност на сигнала S през единичен аналог комуникационен канал, подложен на адитивен бял шум на Гаус с мощност N, е равен на:
° С- капацитет на канала в битове в секунда; б- честотна лента на канала в херци; Се общата мощност на сигнала през честотната лента, измерена във ватове или волтове на квадрат; не общата мощност на шума през лентата на пропускане, измерена във ватове или волтове на квадрат; S/Nе съотношението сигнал/шум (SNR) на сигнала към гаусовия шум, изразено като отношение на мощността.Единици
Битове в секунда
При по-високи нива на мрежови модели обикновено се използва по-голяма единица - байта в секунда(B/c или Bps, от английски b ytes стрер свторо ) равно на 8 бита/сек.
Често погрешно се смята, че скоростта на предаване е броят битове, предавани за секунда. В действителност това е вярно само за двоично кодиране, което не винаги се използва. Например съвременните модеми използват квадратурна амплитудна модулация (QAM) и няколко (до 16) бита информация могат да бъдат кодирани с една промяна в нивото на сигнала. Например, при символна скорост от 2400 бода, скоростта на предаване може да бъде 9600 bps поради факта, че 4 бита се предават във всеки времеви слот.
Освен това те използват дупета за изразяване пъленкапацитет на канала, включително служебни символи (битове), ако има такива. Ефективната скорост на канала се изразява в други единици, например битове в секунда (bit/s, bps).
Методи за увеличаване на скоростта на предаване на информация
Вижте също
Бележки
Литература
- Скорост на предаване на информация // В кн. Zyuko A.G. Шумоустойчивост и ефективност на комуникационните системи. М.: „Съобщение“, 1972, 360 с., с. 33-35
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е „Скорост на пренос на информация“ в други речници:
скорост на трансфер на информация- количество информация, предадена за единица време Количеството информация за единица време относно ансамбъла от входни сигнали (входни съобщения), съдържащ се в ансамбъла от изходни сигнали (изходни съобщения). [Колекция от препоръчани... ...
скорост на трансфер на информация- informacijos perdavimo sparta statusas T sritis automatika atitikmenys: англ. скорост на предаване на информация vok. Informationsgeschwindigkeit, f rus. скорост на трансфер на информация, f пранц. vitesse de transmitų d информация, f … Автоматичен терминų žodynas
скорост на трансфер на информация- Количеството информация, предадена по канал за единица време... Политехнически терминологичен тълковен речник
скорост на трансфер на потребителска информация- Скоростта на предаване на потребителската информация, която трябва да бъде предадена по радиоканала. Например изходната скорост на речеви кодек. (ITU T Q.1741). Теми: телекомуникации, основни... ... Ръководство за технически преводач
максимална скорост на предаване на информация- - [L.G.Sumenko. Английско-руски речник по информационни технологии. M .: Държавно предприятие TsNIIS, 2003.] Теми информационни технологии като цяло EN максимална скорост на информацияMIR ... Ръководство за технически преводач
скорост на създаване на информация- епсилон ентропия на съобщение за единица време продуктивност на източника Най-малкото количество информация за единица време за даден ансамбъл от съобщения, съдържащи се в друг ансамбъл, представящ дадения с определената точност.… … Ръководство за технически преводач
скорост на предаване на информация- скорост на обмен на информация скорост на предаване - [L.G.Sumenko. Английско-руски речник по информационни технологии. М .: Държавно предприятие ЦНИИС, 2003.] Теми информационни технологии като цяло Синоними скорост на обмен на информация скорост на предаване EN... ... Ръководство за технически преводач
скорост на обработка на информация AE- 2.46 Скорост на обработка на AE информация (скорост на обработка): Скоростта на обработка и запис на набор от параметри на AE сигнали от системата в реално време без прекъсване на предаването на данни, изразена в импулси/s.
Честотна лента на интернет каналаили по-просто казано, скорост на интернет, представлява максималния брой данни, получени от персонален компютър или предадени към мрежата за определена единица време.
Най-често можете да намерите скорост на пренос на данни, измерена в килобита/секунда (Kbps; Kbps) или в мегабити (Mbps; Mbps). Размерите на файловете обикновено винаги се посочват в байтове, KB, MB и GB.
Тъй като 1 байт е 8 бита, на практика това ще означава, че ако скоростта на вашата интернет връзка е 100 Mbps, тогава компютърът може да получи или предаде не повече от 12,5 Mb информация в секунда (100/8 = 12,5). по-просто, ако искате да изтеглите видео с обем 1,5 Gb, това ще ви отнеме само 2 минути.
Естествено, горните изчисления са направени при идеални лабораторни условия. Например реалността може да е съвсем различна:
Тук виждаме три числа:
- Ping – това число означава времето, през което се предават мрежовите пакети. Колкото по-ниска е стойността на това число, толкова по-добро е качеството на интернет връзката (желателно е стойността да е под 100ms).
- Следва скоростта на получаване на информация (входяща). Това е точно числото, което интернет доставчиците предлагат при свързване (именно за този брой „мегабити“ трябва да платите трудно спечелените си долари/гривни/рубли и т.н.).
- Остава третото число, показващо скоростта на пренос на информация (изходящ). Тя естествено ще бъде по-малка от скоростта на получаване на данни, но доставчиците обикновено мълчат за това (въпреки че всъщност рядко се изисква по-висока изходяща скорост).
Какво определя скоростта на интернет връзката?
- Скоростта на интернет връзката зависи от тарифния план, зададен от доставчика.
- Скоростта също се влияе от технологията на канала за предаване на информация и натоварването на мрежата от други потребители. Ако общият капацитет на канала е ограничен, тогава колкото повече потребители са в интернет и колкото повече информация изтеглят, толкова повече пада скоростта, тъй като остава по-малко „свободно място“.
- Има и зависимост от скоростта на зареждане на сайтовете, които посещавате. Например, ако в момента на зареждане сървърът може да предостави данни на потребителя със скорост под 10 Mbit/sec, тогава дори и да имате максималния тарифен план, няма да постигнете повече.
Фактори, които също влияят на скоростта на интернет:
- Когато проверявате, скоростта на сървъра, до който имате достъп.
- Настройка и скорост на Wi-Fi рутер, ако сте свързани към локалната мрежа чрез него.
- По време на сканирането всички програми и приложения, работещи на компютъра.
- Защитни стени и антивируси, които работят във фонов режим.
- Настройки за вашата операционна система и самия компютър.
Как да увеличите скоростта на интернет
Ако на вашия компютър има злонамерен или нежелан софтуер, това може да повлияе на скоростта на вашата интернет връзка. Троянски коне, вируси, червеи и др. които влизат в компютъра, могат да заемат част от честотната лента на канала за своите нужди. За да ги неутрализирате, трябва да използвате антивирусни приложения.
Ако използвате Wi-Fi, който не е защитен с парола, други потребители обикновено ще се свързват с него и нямат нищо против да използват безплатен трафик. Не забравяйте да зададете парола за свързване с Wi-Fi.
Паралелно работещите програми също намаляват скоростта. Например, едновременното използване на мениджъри за изтегляне, интернет месинджъри и автоматични актуализации на операционната система води до увеличаване на натоварването на процесора и следователно скоростта на интернет връзката намалява.
Тези действия, в някои случаи, помогнете за увеличаване на скоростта на интернет:
Ако имате висока интернет връзка, но скоростта оставя много да се желае, увеличете честотната лента на порта. Това е доста лесно да се направи. Отидете в „Контролен панел“, след това в „Система“ и в секцията „Хардуер“, след което щракнете върху „Диспечер на устройства“. Намерете „Портове (COM или LPT)“, след това разгънете съдържанието им и потърсете „Сериен порт (COM 1)“.
След това щракнете с десния бутон и отворете „Свойства“. След това ще се отвори прозорец, в който трябва да отидете в колоната „Параметри на порта“. Намерете параметъра "Скорост" (битове в секунда) и щракнете върху числото 115200 - след това OK! Честито! Скоростта на пропускателна способност на вашия порт е увеличена. Тъй като скоростта по подразбиране е зададена на 9600 bps.
За да увеличите скоростта, можете също да опитате да деактивирате планировчика на пакети QoS: Стартирайте помощната програма gpedit.msc (Старт - Изпълнение или Търсене - gpedit.msc). Следва: Компютърна конфигурация - Административни шаблони - Мрежа - Планировчик на пакети QoS - Ограничаване на запазената честотна лента - Активиране - зададено на 0%. Щракнете върху „Приложи“ и рестартирайте компютъра.
Мислите, че вашата широколентова интернет връзка е бърза? Бъдете внимателни, след като прочетете тази статия, вашето отношение към думата „бързо“ във връзка с преноса на данни може да се промени значително. Представете си обема на вашия твърд диск на вашия компютър и решете каква скорост на запълване е бърза -1 Gbit/s или може би 100 Gbit/s, тогава 1 терабайтов диск ще се напълни за 10 секунди? Ако Книгата на рекордите на Гинес установи рекорди за скоростта на предаване на информация, тогава тя ще трябва да обработи всички експерименти, дадени по-долу.
В края на двадесети век, т.е. все още сравнително наскоро, скоростите в магистралните комуникационни канали не надвишаваха десетки Gbit/s. В същото време интернет потребителите, използващи телефонни линии и модеми, се радваха на скорости от десетки килобита в секунда. Интернетът се осигуряваше с карти и цените на услугата бяха доста високи - тарифите обикновено се котираха в щатски долари. Понякога дори отнемаше няколко часа, за да се зареди една снимка и както един потребител на Интернет от онова време точно отбеляза: „Интернет беше, когато можете да гледате само няколко жени в Интернет за една нощ.“ Бавна ли е тази скорост на трансфер на данни? Може би. Въпреки това си струва да запомните, че всичко в света е относително. Например, ако сега беше 1839 г., тогава най-дългата в света оптична телеграфна комуникационна линия от Санкт Петербург до Варшава щеше да представлява някакво подобие на интернет за нас. Дължината на тази комуникационна линия за 19 век изглежда просто прекомерна - 1200 км, тя се състои от 150 препредаващи транзитни кули. Всеки гражданин може да използва тази линия и да изпрати "оптична" телеграма. Скоростта е „колосална“ - 45 знака на разстояние от 1200 км могат да бъдат предадени само за 22 минути, никоя пощенска услуга, теглена от коне, не се е доближавала!
Да се върнем в 21 век и да видим какво имаме днес в сравнение с описаните по-горе времена. Минималните тарифи на големите доставчици на кабелен интернет вече не се изчисляват в единици, а в няколко десетки Mbit/s; Вече не искаме да гледаме видеоклипове с резолюция по-малка от 480pi; вече не сме доволни от това качество на картината.
Нека да разгледаме средната скорост на интернет в различните страни по света. Представените резултати са компилирани от доставчика на CDN Akamai Technologies. Както можете да видите, дори в Република Парагвай още през 2015 г. средната скорост на връзка в страната надхвърли 1,5 Mbit/s (между другото, Парагвай има домейн, който е близък до нас, руснаците, по отношение на транслитерацията - *. py).
Днес средната скорост на интернет връзките в света е 6,3 Mbit/s. Най-висока средна скорост се наблюдава в Южна Корея - 28,6 Mbit/s, следвана от Норвегия - 23,5 Mbit/s, а на трето място Швеция - 22,5 Mbit/s. По-долу е графика, показваща средната скорост на интернет за водещите страни по този показател в началото на 2017 г.
Хронология на световните рекорди за скорост на пренос на данни
Тъй като днес безспорен шампион по обхват и скорост на предаване са оптичните системи за предаване, акцентът ще бъде върху тях.
С каква скорост започна всичко? След множество проучвания между 1975 и 1980г. Появи се първата комерсиална фиброоптична система, работеща с радиация с дължина на вълната 0,8 μm с помощта на полупроводников лазер на базата на галиев арсенид.
На 22 април 1977 г. в Лонг Бийч, Калифорния, General Telephone and Electronics за първи път използва оптична връзка за предаване на телефонен трафик с висока скорост. 6 Mbit/s. При тази скорост е възможно да се организира едновременно предаване на до 94 прости цифрови телефонни канала.
Максималната скорост на оптичните предавателни системи в експерименталните изследователски съоръжения по това време е достигната 45 Mbit/s, максимално разстояние между регенераторите - 10 км.
В началото на 80-те години на миналия век предаването на светлинен сигнал се извършва в многомодови влакна вече при дължина на вълната от 1,3 микрона с помощта на InGaAsP лазери. Максималната скорост на трансфер е ограничена до 100 Mbit/sпоради дисперсия.
При използване на едномодови оптични влакна през 1981 г. лабораторните тестове постигнаха рекордна скорост на предаване за това време 2 Gbit/sна разстояние 44 км.
Търговското въвеждане на такива системи през 1987 г. осигурява скорости до 1,7 Gbpsс дължина на маршрута 50 км.
Както можете да видите, струва си да се оцени записът на комуникационната система не само по скоростта на предаване; изключително важно е също така на какво разстояние дадена система може да осигури дадена скорост. Следователно, за да характеризират комуникационните системи, те обикновено използват произведението на общия капацитет на системата B [bit/s] и нейния обхват L [km].
През 2001 г. с помощта на технологията за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната беше постигната скоростта на предаване 10,92 Tbps(273 оптични канала от 40 Gbit/s), но обхватът на предаване беше ограничен до 117 км(B∙L = 1278 Tbit/s∙km).
През същата година беше проведен експеримент за организиране на 300 канала със скорост 11,6 Gbit/s всеки (обща честотна лента 3,48 Tbit/s), дължината на линията е свършила 7380 км(B∙L = 25 680 Tbit/s∙km).
През 2002 г. е изградена междуконтинентална оптична линия с дължина 250 000 кмсъс споделен капацитет 2,56 Tbit/s(64 WDM канала от 10 Gbit/s, трансатлантическият кабел съдържа 4 двойки влакна).
Сега можете да предавате 3 милиона едновременно с помощта на едно оптично влакно! телефонни сигнали или 90 000 телевизионни сигнала.
През 2006 г. Nippon Telegraph and Telephone Corporation организира скорост на трансфер от 14 трилиона бита в секунда ( 14 Tbit/s) едно оптично влакно на дължина на линията 160 км(B∙L = 2240 Tbit/s∙km).
В този експеримент те публично демонстрираха предаването на 140 цифрови HD филма за една секунда. Стойността от 14 Tbit/s се появи в резултат на комбинирането на 140 канала по 111 Gbit/s всеки. Използвано е мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната, както и поляризационно мултиплексиране.
През 2009 г. Bell Labs постигна B∙L = 100 пета бита за секунда, умножени по километър, като по този начин прескочи бариерата от 100 000 Tbit/s∙km.
За да постигнат тези рекордни резултати, изследователи от Bell Labs във Villarceaux, Франция, са използвали 155 лазера, всеки от които работи на различна честота и предава данни със скорост от 100 гигабита в секунда. Предаването се извършва чрез мрежа от регенератори, средното разстояние между които е 90 км. Мултиплексирането на 155 оптични канала от 100 Gbit/s осигури пълна пропускателна способност 15,5 Tbit/sна разстояние 7000 км. За да разберете значението на тази скорост, представете си, че данните се прехвърлят от Екатеринбург към Владивосток със скорост от 400 DVD в секунда.
През 2010 г. NTT Network Innovation Laboratories постигна рекорд за скорост на предаване 69,1 терабитаедин в секунда 240 кмоптично влакно. Използвайки технологията за мултиплексиране по дължина на вълната (WDM), те мултиплексираха 432 потока (честотен интервал беше 25 GHz) със скорост на канала от 171 Gbit/s всеки.
Експериментът използва кохерентни приемници, усилватели с ниски нива на шум и ултрашироколентово усилване в C и разширени L ленти. В комбинация с QAM-16 модулация и поляризационно мултиплексиране беше възможно да се постигне стойност на спектрална ефективност от 6,4 bps/Hz.
Графиката по-долу показва тенденцията на развитие на оптичните комуникационни системи през 35-те години от тяхното създаване.
От тази графика възниква въпросът: "какво следва?" Как можете да увеличите скоростта и обхвата на предаване няколко пъти?
През 2011 г. NEC постави световен рекорд за пропускателна способност, предавайки повече от 100 терабита информация в секунда по едно оптично влакно. Това количество данни, прехвърлено за 1 секунда, е достатъчно за непрекъснато гледане на HD филми в продължение на три месеца. Или е еквивалентно на прехвърляне на съдържанието на 250 двустранни Blu-ray диска в секунда.
101,7 терабитабяха предадени на разстояние за секунда 165 километраизползвайки мултиплексиране на 370 оптични канала, всеки от които имаше скорост от 273 Gbit/s.
През същата година Националният институт за информационни и комуникационни технологии (Токио, Япония) докладва за постигане на праг на скорост на предаване от 100 терабайта чрез използването на многоядрени OB. Вместо да използва влакно само с един световод, както е обичайно в днешните търговски мрежи, екипът използва влакно със седем ядра. Всеки от тях предава със скорост от 15,6 Tbit/s, като по този начин достига общата пропускателна способност 109 терабитаза секунда.
Както казаха изследователите тогава, използването на многоядрени влакна все още е доста сложен процес. Те имат високо затихване и са критични за взаимни смущения, поради което са силно ограничени в обхвата на предаване. Първото приложение на тези 100 терабитови системи ще бъде в гигантските центрове за данни на Google, Facebook и Amazon.
През 2011 г. екип от учени от Германия от Технологичния институт в Карлсруе (KIT), без да използва технологията xWDM, предава данни по едно оптично влакно със скорост 26 терабитав секунда на разстояние 50 км. Това е еквивалентно на предаване на 700 DVD диска в секунда или 400 милиона телефонни сигнала едновременно в един канал.
Започнаха да се появяват нови услуги като облачни изчисления, 3D телевизия с висока разделителна способност и приложения за виртуална реалност, които отново изискваха безпрецедентно висок оптичен капацитет. За да решат този проблем, изследователи от Германия демонстрираха използването на оптична верига за бързо преобразуване на Фурие за кодиране и предаване на потоци от данни при 26,0 Tbps. За да се организира такава висока скорост на предаване, беше използвана не само класическа xWDM технология, но и оптично мултиплексиране с ортогонално честотно разделяне (OFDM) и съответно декодиране на оптични OFDM потоци.
През 2012 г. японската корпорация NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) и нейните трима партньори: Fujikura Ltd., Hokkaido University и Техническият университет на Дания поставиха световен рекорд за честотна лента чрез предаване 1000 терабит (1 Pbit/ с) информация за секунда по едно оптично влакно на разстояние 52.4 км. Прехвърлянето на един петабит за секунда е еквивалентно на прехвърлянето на 5000 двучасови HD филма за една секунда.
За да се подобри значително пропускателната способност на оптичните комуникационни системи, беше разработено и тествано влакно с 12 ядра, подредени в специален модел на пчелна пита. В това влакно, поради специалния му дизайн, взаимната интерференция между съседни сърцевини, която обикновено е основният проблем при конвенционалните многоядрени влакна, е значително потисната. Чрез използването на поляризационно мултиплексиране, xWDM технология, 32-QAM квадратурна амплитудна модулация и цифрово кохерентно приемане, учените успешно увеличиха ефективността на предаване на ядро с повече от 4 пъти в сравнение с предишни рекорди за многоядрени оптични влакна.
Пропускателната способност беше 84,5 терабита в секунда на ядро (скорост на канала 380 Gbit/s x 222 канала). Общата производителност на влакно беше 1,01 петабита в секунда (12 x 84,5 терабита).
Също през 2012 г., малко по-късно, изследователи от лабораторията на NEC в Принстън, Ню Джърси, САЩ, и Corning Inc. Нюйоркски изследователски център, успешно демонстрираха свръхвисоки скорости на трансфер на данни при 1,05 петабитаза секунда. Данните се предават с помощта на едно многоядрено влакно, което се състои от 12 едномодови и 2 малкомодови ядра.
Това влакно е разработено от изследователи на Corning. Чрез комбиниране на спектрални и поляризационни технологии за разделяне с пространствено мултиплексиране и оптичен MIMO и използване на многостепенни модулационни формати, изследователите постигнаха обща пропускателна способност от 1,05 Pbps, като по този начин поставиха нов световен рекорд за най-висока скорост на предаване през едно оптично влакно.
През лятото на 2014 г. работна група в Дания, използваща ново влакно, предложено от японската компания Telekom NTT, постави нов рекорд - организиране на скоростта с помощта на един лазерен източник при 43 Tbit/s. Сигналът от един лазерен източник се предаваше през влакно със седем ядра.
Екипът от Техническия университет на Дания, заедно с NTT и Fujikura, преди това постигна най-високата скорост на трансфер на данни в света от 1 петабит в секунда. Но тогава са използвани стотици лазери. Сега рекордът от 43 Tbit/s е постигнат с помощта на един лазерен предавател, което прави предавателната система по-енергийно ефективна.
Както видяхме, комуникацията има своите интересни световни рекорди. За тези, които са нови в тази област, заслужава да се отбележи, че много от представените цифри все още не се срещат често в търговска употреба, тъй като са постигнати в научни лаборатории в единични експериментални настройки. Мобилният телефон обаче някога е бил прототип.
За да не претоварвате вашия носител за съхранение, нека засега спрем текущия поток от данни.
Следва продължение…
Техническите спецификации на устройствата и договорите за предоставяне на комуникационни услуги с интернет доставчик включват единици килобита в секунда и в повечето случаи мегабита в секунда (Kbps; Kb/s; Kb/s; Kbps, Mbit/s; Mb /s ; Mb/s; Mbps - буквата “b” е малка). Тези мерни единици са общоприети в телекомуникациите и измерват честотната лента на устройства, портове, интерфейси и комуникационни канали. Редовните потребители и интернет доставчиците предпочитат да не използват такъв специализиран термин, наричайки го „скорост на интернет“ или „скорост на връзката“.
Много потребителски програми (торент клиенти, програми за изтегляне, интернет браузъри) показват скоростта на пренос на данни в други единици, които са много подобни на килобита в секунда и мегабита в секунда, но това са напълно различни мерни единици - килобайти и мегабайти в секунда. Тези количества често се бъркат помежду си, защото имат подобен правопис.
Килобайтите в секунда (в които потребителските програми показват скоростта на трансфер на данни) обикновено се обозначават като KB/s, KB/s, KB/s или KBps.
Мегабайти в секунда - MB/s, MB/s, MB/s или MBps.
Килобайтите и мегабайтите в секунда винаги се пишат с главна буква „B“ както на английски, така и на руски: MB/s, MB/s, MB/s, MBps.
Един байт съдържа 8 бита, следователно мегабайтът се различава от мегабита (както и килобайтът от килобита) 8 пъти.
За да конвертирате „Мегабайта в секунда“ в „Мегабита в секунда“, трябва да умножите стойността, изразена в MB/s (Мегабайта в секунда) по осем.
Например, ако браузър или торент клиент показва скорост на трансфер на данни от 3 MB/s (мегабайта в секунда), тогава в мегабита тя ще бъде осем пъти по-висока - 24 Mbps (мегабита в секунда).
За да конвертирате от мегабита в секунда в мегабайти в секунда, трябва да разделите стойността, изразена в мегабита в секунда, на осем.
Например, ако тарифният план на доставчика предвижда честотна лента от 8 Mbit/s (мегабита в секунда), тогава при изтегляне на торент на компютър клиентската програма ще покаже максимална стойност от 1 MB/s (ако няма ограничения от страна на сървъра и без претоварване).
Как да тествате скоростта на вашата интернет връзка онлайн?
За да тествате честотната си лента, можете да използвате един от безплатните ресурси за измерване на скоростта на интернет: Speedtest.net или 2ip.ru.
И двата сайта измерват честотната лента от избрания от вас сървър до компютъра, на който се измерва скоростта. Тъй като дължината на комуникационния канал може да бъде от няколкостотин метра до няколко хиляди километра, препоръчително е да изберете най-близкия географски сървър (въпреки че той може да бъде и силно натоварен). По-добре е да се провежда тестване в момент, когато активността на мрежовите клиенти на доставчика е най-малка (например сутрин или късно през нощта). Точността на измерванията на скоростта на интернет връзката не е идеална поради големия брой различни фактори, които силно влияят на пропускателната способност, но е доста способна да даде представа за реалната скорост на интернет връзката.
Интернет доставчикът разпределя честотна лента на всеки абонат за достъп до Интернет в съответствие с тарифния план на абоната (доставчикът "реже" скоростта според тарифния план). Въпреки това, много интернет браузъри, както и съветници за изтегляне на файлове и торент клиенти, показват честотната лента на комуникационния канал не в мегабити в секунда, а в мегабайти в секунда и това често предизвиква объркване.
Нека тестваме скоростта на вашата интернет връзка, като използваме ресурса speedtest.net като пример. Трябва да щракнете върху бутона „НАЧАЛО НА ТЕСТА на препоръчания сървър“.
Ресурсът автоматично ще избере най-близкия до вас сървър и ще започне да тества скоростта на интернет. Резултатът от теста ще бъде пропускателната способност на канала от доставчика към абоната („СКОРОСТ НА ИЗТЕГЛЯНЕ“) и пропускателната способност на канала от абоната към доставчика („СКОРОСТ НА КАЧВАНЕ“), която ще бъде изразена в мегабита в секунда.
Скоростта през рутера „не е същата“, рутерът „реже“ скоростта
Често след закупуването на рутер, свързването му и настройката му потребителите се сблъскват с проблема, че скоростта на интернет връзката е станала по-ниска, отколкото преди закупуването на рутера. Този проблем възниква особено често при планове за високоскоростен интернет.
Например, ако имате тарифен план, който осигурява „скорост на интернет връзката“ от 100 Mbit/s и когато свържете кабела на доставчика „директно“ към мрежовата карта на компютъра, скоростта на интернет напълно съответства на тарифния план:
Когато свържете кабела на доставчика към WAN порта на рутера и компютъра към LAN порта, често можете да наблюдавате намаляване на пропускателната способност (или, както се казва, „рутерът намалява скоростта на тарифния план“):
Най-логично е да се предположи, че при тази схема проблемът е в самия рутер и скоростта на рутера не отговаря на скоростта на тарифния план. Ако обаче се свържете с „по-бавен“ тарифен план (например 50 Mbit/s), ще забележите, че рутерът вече не намалява скоростта и „скоростта на интернет“ съответства на посочената в тарифния план:
Сред инженерите терминологията „рутер намалява скоростта“ или „скорост на рутера“ не е приета - те обикновено използват термините „скорост на маршрутизиране на WAN-LAN“, „скорост на превключване на WAN-LAN“ или „пропускателна способност на WAN-LAN“.
WAN-LAN пропускателната способност се измерва в мегабита в секунда (Mbps) и отговаря за производителността на рутера. Скоростта на превключване на WAN-LAN и производителността на рутера като цяло се определя от хардуера на рутера (H/W - от английското “Hardware”, посочено на стикер, който е залепен на дъното на устройството) - това е моделът и тактовата честота на процесора на рутера, количеството RAM памет, моделът на превключвателя (превключвател, вграден в рутера), стандартът и моделът на Wi-Fi радиомодула (Wi-Fi точка за достъп), вграден в рутера . В допълнение към хардуерната версия на устройството (H/W), версията на инсталирания фърмуер („фърмуер“), инсталиран на рутера, играе важна роля за скоростта на WAN-LAN маршрутизиране. Ето защо се препоръчва да актуализирате версията на фърмуера на устройството веднага след покупката.
След „префлашване“ или, професионално казано, след актуализиране на фърмуера до препоръчителната версия на фърмуера, стабилността на рутера, нивото на оптимизация на устройството за работа в мрежите на руски доставчици, както и пропускателната способност на WAN-LAN трябва да се повиши .
Струва си да се отбележи, че скоростта на превключване на WAN-LAN зависи не само от версията на хардуера (H/W) на устройството и версията на фърмуера, но и от протокола за връзка с доставчика.
Най-високата скорост на маршрутизиране на WAN-LAN се постига при използване на протоколите за връзка DHCP и Статичен IP, най-ниската, когато доставчикът използва VPN технология, и най-ниската, ако се използва протоколът PPTP.
WiFi скорост
Много потребители, свързани към Wi-Fi мрежа, не винаги са доволни от скоростта на връзката. Въпросът е доста сложен и изисква подробно разглеждане.
а. Реални скорости на Wi-FI технологията
Ето как изглеждат често задаваните въпроси по тази тема:
„Моят тарифен план осигурява скорост от 50 Mbit/s - защо е само 20?“
„Защо полето казва 54 Mbit/s, но клиентската програма показва максимум 2,5 MB/s (което е равно на 20 Mbit/s) при изтегляне на торент?“
„Защо на кутията пише 150 Mbit/s, но клиентската програма показва 2,5 - 6 MB/s (което е равно на 20 - 48 Mbit/s) при изтегляне на торент?“
„Защо на кутията пише 300 Mbit/s, но клиентската програма показва 2,5 - 12 MB/s (което е равно на 20 - 96 Mbit/s) при изтегляне на торент?“
Кутиите и спецификациите за устройствата показват теоретично изчислената максимална пропускателна способност за идеални условия на определен Wi-Fi стандарт (по същество за вакуум).
В реални условия пропускателната способност на мрежата и зоната на покритие зависят от смущенията от други устройства, натоварването на WiFi мрежата, наличието на препятствия (и материалите, от които са направени) и други фактори.
Много клиентски помощни програми, доставени от производителите заедно с WiFi адаптери, както и помощни програми на операционната система Windows, когато се свързват чрез Wi-Fi, показват точно „теоретичната“ честотна лента, а не действителната скорост на пренос на данни, подвеждайки потребителите.
Както показват резултатите от теста, максималната реална пропускателна способност е приблизително 3 пъти по-ниска от посочената в спецификациите на устройството или за един или друг групов стандарт IEEE 802.11 (Wi-Fi технологични стандарти):
b. WLAN-WLAN. Wi-Fi скорост (в зависимост от разстоянието)
Всички модерни и настоящи Wi-Fi стандарти днес работят по подобен начин.
Във всеки момент активното Wi-Fi оборудване (точка за достъп или рутер) работи само с един клиент (WiFi адаптер) от цялата WiFi мрежа и всички мрежови устройства получават специална сервизна информация за колко време ще бъде запазен радиоканалът предаване на данни. Предаването става в полудуплексен режим, т.е. един по един - от активното Wi-Fi оборудване към клиентския адаптер, след това обратно и т.н. Едновременен „паралелен“ процес на пренос на данни (дуплекс) не е възможен в Wi-Fi технологията.
По този начин скоростта на обмен на данни между два клиента (скорост на превключване на WLAN-WLAN) на една Wi-Fi мрежа, създадена от едно устройство (точка за достъп или рутер), (в идеалния случай) ще бъде два или повече пъти по-ниска (в зависимост от разстоянието), отколкото максималната действителна скорост на трансфер на данни на цялата мрежа.
Два компютъра с Wi-Fi адаптери на стандарта IEEE 802.11g са свързани към един Wi-Fi рутер на стандарта IEEE 802.11g. И двата компютъра се намират на кратко разстояние от рутера. Цялата мрежа има максимално достижима теоретична пропускателна способност от 54 Mbit/s (както е записано в спецификациите на устройството), но реалната скорост на обмен на данни няма да надвишава 24 Mbit/s.
Но тъй като Wi-Fi технологията е полудуплексно предаване на данни, Wi-Fi радиомодулът трябва да превключва между два мрежови клиента (Wi-Fi адаптери) два пъти по-често, отколкото ако има само един клиент. Съответно реалната скорост на трансфер на данни между два адаптера ще бъде два пъти по-ниска от максималната реална за един клиент. В този пример максималната действителна скорост на трансфер на данни за всеки компютър ще бъде 12 Mbit/s. Нека си припомним, че говорим за прехвърляне на данни от един компютър на друг чрез рутер чрез wifi връзка (WLAN-WLAN).
В зависимост от разстоянието на мрежовия клиент от точката за достъп или рутера, „теоретичната“ и в резултат на това „реалната“ скорост на предаване на данни през WiFi ще се промени. Нека припомним, че тя е приблизително 3 пъти по-малка от „теоретичната“.
Това се дължи на факта, че активното WiFi оборудване, работещо в полудуплексен режим, заедно с адаптери променя параметрите на сигнала (тип модулация, скорост на конволюционно кодиране и т.н.) в зависимост от условията в радиоканала (разстояние, наличие на препятствия). и смущения).
Ако мрежов клиент е в зона на покритие с „теоретична“ пропускателна способност от 54 Mbit/s, неговата максимална реална скорост ще бъде 24 Mbit/s. Когато клиентът измине разстояние от 50 метра в условия на пряка оптична видимост (без препятствия или смущения), това ще бъде 2 Mbit/s. Подобен ефект може да предизвика и препятствие под формата на дебела носеща стена или масивна метална конструкция - можете да сте на разстояние 10-15 метра, но зад това препятствие.
° С. IEEE 802.11n рутер, IEEE 802.11g адаптер
Нека разгледаме пример, когато Wi-Fi мрежа е създадена от Wi-Fi рутер стандарт IEEE 802.11 n (150 Mbit/s). Към рутера са свързани лаптоп с Wi-Fi адаптер по стандарт IEEE 802.11n (300 Mbit/s) и настолен компютър с Wi-Fi адаптер по стандарт IEEE 802.11g (54 Mbit/s):
В този пример цялата мрежа има максимална „теоретична“ скорост от 150 Mbit/s, тъй като е изградена върху Wi-Fi рутер на стандарта IEEE 802.11n, 150 Mbit/s. Максималната реална WiFi скорост няма да надвишава 50 Mbit/s. Тъй като всички WiFi стандарти, работещи в същия честотен диапазон, са обратно съвместими един с друг, можете да се свържете към такава мрежа, като използвате стандартен WiFi адаптер IEEE 802.11g, 54 Mbit/s. В същото време максималната реална скорост няма да надвишава 24 Mbit/s. При свързване на лаптоп с WiFi адаптер на стандарта IEEE 802.11n (300 Mbit/s) към този рутер, клиентските помощни програми могат да покажат стойността на максималната „теоретична“ скорост от 150 Mbit/s (мрежата е създадена от устройство на стандарта IEEE 802.11n, 150 Mbit/s), но максималната реална скорост няма да бъде по-висока от 50 Mbit/s. В тази схема WiFi рутерът ще работи с IEEE 802.11g клиентски адаптер с реална скорост, която не надвишава 24 Mbit/s, и с IEEE 802.11n адаптер с реална скорост, която не надвишава 50 Mbit/s. Тук трябва да запомним, че WiFi технологията е полудуплексна връзка и точка за достъп (или рутер) може да работи само с един мрежов клиент, а всички останали мрежови клиенти се „уведомяват“ за времето, за което радиоканалът е запазен за данни предаване.
д. WiFi скорост през рутер. WAN-WLAN
Ако говорим за свързване чрез Wi-Fi връзка към Wi-Fi рутер, тогава скоростта на изтегляне на торент може да бъде дори по-ниска от стойностите, дадени по-горе.
Тези стойности не могат да надвишават скоростта на превключване на WAN-LAN, тъй като това е основната характеристика на производителността на рутера.
По този начин, ако спецификациите (и върху кутията) на устройството показват скорост на Wi-Fi трансфер на данни до 300 Mbit/s и параметърът WAN-LAN за този модел, неговата хардуерна версия, версия на фърмуера, както и тип връзка и протокол е равен на 24 Mbit/s, тогава скоростта на пренос на данни през Wi-Fi (например при изтегляне на торент) при никакви обстоятелства не може да надвишава 3 MB/s (24 Mbit/s). Този параметър се нарича WAN-WLAN, който пряко зависи от скоростта на маршрутизиране на WAN-LAN, от версията на фърмуера, инсталирана на Wi-Fi рутера, Wi-Fi радиомодула (WiFi точка за достъп, вградена в WiFi рутера), както и като характеристиките на Wi-Fi адаптера, неговите драйвери, разстоянието от рутера, радио шума и други фактори.
Източник
Тази инструкция е изготвена и публикувана от Иван Александрович Морозов, ръководител на Центъра за обучение на представителството на TRENDnet в Русия и ОНД. Ако искате да повишите нивото си на познания в областта на съвременните мрежови технологии и мрежово оборудване, ви каним да ни посетите на безплатни семинари!
Твърди, че неговата програма е в състояние да използва максимално Ethernet ресурсите. Използвайки свой собствен мрежов драйвер, собствен TCP стек и заобикаляйки ядрото на операционната система, той наистина може да се доближи до физическите ограничения на Ethernet стандарта.
Разработчикът на скенера Masscan Робърт Греъм публикува резултати, които демонстрират реалната производителност на неговата програма.
Броят пакети, изпратени в секунда, е важен за скенера. Ethernet стандартът изисква да има 12-байтов период на „мълчание“ между пакетите, което е начинът, по който се определя краят на един пакет и началото на следващия. В края на всеки пакет трябва да се изпрати и CRC код (4 байта), за да се провери целостта на предаването, а в началото на пакета трябва да се изпрати задължителен преамбюл от 8 байта. Има още едно ограничение - минималният размер на пакета е 60 байта, това е древно ограничение от 80-те години, което сега няма смисъл, но се запазва за съвместимост.
Ако вземем предвид всички ограничения, тогава пакетите трябва да са поне 84 байта. Така за мрежа от 1 Gbps получаваме теоретично ограничение от 1 000 000 000/84*8 = 1 488 095 пакета в секунда.
В модерна 10 Gigabit мрежа този брой може да се увеличи десетократно: 14 880 952 пакета в секунда.
Когато сканираме портове, не е необходимо да използваме всичките 60 байта, само 20 байта за IP хедъра и 20 байта за TCP хедъра, за общо 40 байта. Тоест ефективната скорост на предаване на пакети е 1488095 x 40 = 476 Mbit/s. С други думи, дори да използваме Ethernet физическия ресурс на 100%, доставчикът или програмата за измерване на трафика на гигабитовия канал ще покаже скорост на трансфер на данни от 476 Mbit/s. Това несъответствие е разбираемо, тъй като по време на нормално сърфиране не се използват пакети от 40 байта; пакетите там обикновено са 500 байта, така че служебните данни могат да бъдат игнорирани.
На практика скенерът може да игнорира някои Ethernet стандарти, например да намали паузата между пакетите от 12 на 5 байта, а преамбюла от 8 на 4 байта. Минималният размер на пакета може да бъде намален от 84 на 67 байта. В този случай ще бъде възможно да се предават 1 865 671 пакета в секунда по гигабитов канал, което увеличава демонстрираната в тестовете скорост от 476 Mbit/s на 597 Mbit/s. Възможно е обаче да има неприятни последици: маршрутизаторът по пътя на вашите пакети може да изпусне някои от тях, което ще намали действителната ефективна скорост на трансфер на данни.
Има и други проблеми. По неизвестни причини Linux не може да достигне 1,488 милиона пакета в секунда на Gigabit Ethernet. На същата система, но с 10 Gbps връзка, Linux едва преодолява границата от 2 милиона пакета в секунда. На практика действителната скорост на Linux система е приблизително 1,3 милиона пакета в секунда на гигабитов канал. Отново Робърт Греъм няма представа защо това е така.
