Модерни безжичен интернетсе развива много бързо. Дори преди 3 години никой не мислеше за масовото разпространение на 4G на територията на почти цяла Централна Русия, а големите оператори имаха това само в плановете си. Сега високоскоростният интернет се появява в нови населени места. Докато предишните поколения 2G и 3G са били утвърдени стандарти за дълго време, 4G и LTE напредват всяка година. В тази статия ще разберете каква е максималната скорост на 4G интернет и как да я измерите. Прочетете също в следващия раздел полезен материал за това как и как се различават един от друг.

Каква скорост трябва да има 4 Ji?

Като се има предвид 4G LTE мрежата, която е първото поколение нова технология 4 Боже, тогава показателите ще бъдат много по -ниски от посочените. Още през 2008 г. бяха определени стандарти, според които максималната скорост в 4G мрежите трябва да бъде, както следва:

• 100Mb / s за мобилни абонати. Те включват автомобили, влакове и т.н.
• 1Gb / s за статични абонати (пешеходци и стационарни компютри).

В действителност обаче нещата са по -лоши от заявените стандарти. Тези параметри бяха зададени от създателите на технологията в идеални условия без смущения, натоварване на мрежата и други неприятни моменти. Всъщност, за статични абонати истинска фигуране надвишава 100Mb / s. Операторите обаче силно заявяват 200-300Mb / s. Мегафон и Билайн се доближиха най -много до тази цифра, която стартира мрежа с поддръжка на LTE Advanced или 4G +. Индикаторите на този стандарт достигат 150Mb / s при идеални условия. Все пак става ясно, че масовото разпространение на LTE Advanced ще трябва да чака дълго. В допълнение, нарастващият брой абонати ще увеличи натоварването на мрежата, което ще доведе до намаляване на средната стойност.

- Защо имате нужда от набук в Сито?
- За да използвате изключително възможностите на bluetooth и да комуникирате с други абонати в целия регион на Русия, използвайки Wi-Fi!
(В) Уралски кнедли

Първо работна група IEEE 802.11 е обявен през 1990 г. и работи в продължение на 25 години. безжични стандарти... Основната тенденция е постоянното увеличаване на скоростта на пренос на данни. В тази статия ще се опитам да проследя развитието на технологията и да покажа как е осигурено увеличаването на производителността и какво трябва да се очаква в близко бъдеще. Предполага се, че читателят е запознат с основните принципи на безжичната комуникация: видове модулация, дълбочина на модулация, ширина на спектъра и т.н. и познава основните принципи на Wi-Fi мрежите. Всъщност няма много начини за увеличаване на пропускателната способност на комуникационната система и повечето от тях бяха внедрени на различни етапи от подобряване на стандартите на групата 802.11.

Ще бъдат прегледани стандартите за физически слой от взаимно съвместимата линия a / b / g / n / ac. 802.11af (Wi-Fi през наземни телевизионни честоти), 802.11ah (0.9 MHz Wi-Fi за внедряване на концепцията за IoT) и 802.11ad (Wi-Fi за високоскоростна комуникация на периферни устройства като монитори и външни устройства) са несъвместими. от друга страна, те имат различен обхват и не са подходящи за анализ на развитието на технологиите за предаване на данни за дълъг период от време. Освен това стандартите, които определят стандартите за сигурност (802.11i), QoS (802.11e), роуминг (802.11r) и т.н., ще останат извън обхвата, тъй като те косвено влияят само на скоростта на пренос на данни. По-нататък говорим за канала, така наречената брутна скорост, която очевидно е по-висока от действителната скорост на предаване на данни поради големия брой пакети услуги в радиообмена.

Първият безжичен стандарт беше 802.11 (без буква). Той предвижда два вида носители: радиочестота 2,4 GHz и инфрачервен обхват 850-950 nm. IR устройствата не бяха широко разпространени и не получиха развитие в бъдеще. В честотната лента 2,4 GHz са предвидени два метода за разпръскване на спектъра (разпръскването на спектъра е неразделна част от съвременните комуникационни системи): разпръснат спектър на скачане на честотата (FHSS) и разпръскване с директна последователност (DSSS). В първия случай всички мрежи използват една и съща честотна лента, но с различни алгоритми за възстановяване. Във втория случай вече има честотни канали от 2412 MHz до 2472 MHz със стъпка от 5 MHz, които са оцелели и до днес. Разпространяващата последователност е 11-чиповата Barker последователност. В този случай максималната скорост на предаване на данни варира от 1 до 2 Mbit / s. По това време, дори като се вземе предвид фактът, че в най-идеалните условия полезната скорост на предаване на данни през Wi-Fi не надвишава 50% от скоростта на канала, тези скорости изглеждаха много привлекателни в сравнение със скоростите на модемния достъп до Интернет.

За предаване на сигнал в 802.11 е използвано 2- и 4-позиционно въвеждане, което осигурява работата на системата дори при неблагоприятни условия сигнал / шум и не изисква сложни модули за предаване и приемане.
Например, за да се реализира скорост на предаване на данни от 2 Mbps, всеки предаден символ се заменя с последователност от 11 символа.

По този начин скоростта на чипа е 22 Mbps. По време на един цикъл на предаване се предават 2 бита (4 нива на сигнала). По този начин честотата на ключове е 11 бода, а основният лоб на спектъра е 22 MHz, стойност, която често се нарича ширина на канала по отношение на 802.11 (всъщност спектърът на сигнала е безкраен).

В този случай, според критерия Найквист (броят на независимите импулси за единица време е ограничен до два пъти максималната честотна лента на канала), 5,5 MHz честотна лента е достатъчна за предаване на такъв сигнал. На теория устройствата 802.11 трябва да работят задоволително на канали на 10 MHz един от друг (за разлика от по -късните внедрявания на стандарта, които изискват излъчване на честоти не по -малко от 20 MHz).

Много бързо скоростите от 1-2 Mbit / s не бяха достатъчни и 802.11 беше заменен със стандарта 802.11b, при който скоростта на пренос на данни беше увеличена до 5,5, 11 и 22 (по избор) Mbit / s. Увеличаването на скоростта беше постигнато чрез намаляване на излишъка на кодиране за коригиране на грешки от 1/11 на ½ и дори 2/3 чрез въвеждане на блокови (CCK) и свръх фини (PBCC) кодове. В допълнение, максималният брой етапи на модулация е увеличен до 8 на предаден символ (3 бита на 1 бод). Ширината на канала и използваните честоти не са се променили. Но с намаляване на излишъка и увеличаване на дълбочината на модулация, изискванията за съотношението сигнал / шум неизбежно се увеличават. Тъй като увеличаването на мощността на устройствата е невъзможно (поради икономия на енергия) мобилни устройстваи законови ограничения), това ограничение се проявява в леко намаляване на зоната на обслужване при нови скорости. Областта на обслужване при старите скорости 1-2 Mbps не се е променила. Беше решено напълно да се изостави методът за разпространение на спектъра, като се използва методът на скачане на честотата. Вече не се използва в семейството на Wi-Fi.

Следващата стъпка за увеличаване на скоростта до 54 Mbps беше реализирана в стандарта 802.11a (този стандарт започна да се разработва по -рано от стандарта 802.11b, но окончателната версия беше пусната по -късно). Увеличаването на скоростта се постига главно чрез увеличаване на дълбочината на модулация до 64 нива на символ (6 бита на 1 бод). В допълнение, радиочестотната част е радикално ревизирана: директното разпределение на последователността е заменено от разпръскване на спектъра чрез разделяне на серийния сигнал на паралелно ортогонално подчувствие (OFDM). Използването на паралелно предаване на 48 подканала направи възможно намаляването на междусимволните смущения чрез увеличаване на продължителността на отделните символи. Предаването на данни се извършва в диапазона 5 GHz. В този случай ширината на един канал е 20 MHz.

За разлика от стандартите 802.11 и 802.11b, дори частичното припокриване на тази лента може да доведе до грешки при предаването. За щастие, в диапазона 5 GHz, разстоянието между каналите е същите 20 MHz.

802.11g не е пробив по отношение на скоростта на предаване на данни. Всъщност този стандарт се превърна в компилация от 802.11a и 802.11b в обхвата 2,4 GHz: той поддържа скоростите на двата стандарта.

но тази технологияизисква Високо качествопроизводство на радиочасти на устройства. Освен това тези скорости по принцип не могат да бъдат реализирани мобилни терминали(основната целева група на Wi-Fi стандарта): наличието на 4 антени на достатъчно разстояние не може да бъде реализирано в устройства с малки размери, както поради причини за липса на място, така и поради липсата на енергия, достатъчна за 4 трансивъра.

В повечето случаи скоростта от 600 Mbps не е нищо повече от маркетингов трик и не е осъществима на практика, тъй като всъщност тя може да бъде постигната само между фиксирани точки за достъп, инсталирани в една и съща стая с добро съотношение сигнал / шум.

Следващата стъпка в скоростта на предаване е направена от стандарта 802.11ac: максималната скорост, предоставена от стандарта, е до 6,93 Gbps, но всъщност тази скорост все още не е постигната на нито едно оборудване на пазара. Увеличаването на скоростта беше постигнато чрез увеличаване на честотната лента до 80 и дори до 160 MHz. Тази честотна лента не може да бъде осигурена в честотната лента 2,4 GHz, така че стандартът 802.11ac функционира само в честотната лента 5 GHz. Друг фактор за увеличаване на скоростта е увеличаването на дълбочината на модулация до 256 нива на символ (8 бита на 1 бод) За съжаление такава дълбочина на модулация може да бъде получена само близо до точка поради повишените изисквания за съотношението сигнал / шум. Тези подобрения направиха възможно постигането на увеличение на скоростта до 867 Mbps. Останалата част от увеличението се дължи на споменатите по -рано 8x8: 8 MIMO потоци. 867x8 = 6,93 Gbps. Технологията MIMO е подобрена: за първи път в стандарта Wi-Fi информацията в една мрежа може да се предава на двама абонати едновременно, използвайки различни пространствени потоци.

В по -визуална форма резултатите в таблицата:

Таблицата изброява основните начини за увеличаване на производителността: " -" - методът не е приложим, "+" - скоростта е увеличена поради този фактор, "=" - този фактор остава непроменен.

Ресурсите за намаляване на излишъка вече са изчерпани: максималната скорост на кода за коригиране на грешки 5/6 е постигната в стандарта 802.11a и оттогава не се е увеличила. Увеличаването на дълбочината на модулация е теоретично възможно, но следващата стъпка е 1024QAM, която е много взискателна към съотношението сигнал / шум, което изключително ще намали обхвата на точката за достъп при високи скорости. В същото време изискванията за внедряване на хардуера на трансивърите ще се увеличат. Намаляването на междусимволния защитен интервал също е малко вероятно да бъде посока за подобряване на скоростта - намаляването му заплашва да увеличи грешките, причинени от интерсимволните смущения. Увеличаването на честотната лента на канала над 160 MHz също е малко възможно, тъй като възможностите за организиране на не припокриващи се клетки ще бъдат силно ограничени. Увеличаването на броя на MIMO каналите изглежда още по -малко реалистично: дори 2 канала са проблем за мобилните устройства (поради консумацията на енергия и размера).

От горните методи за увеличаване на скоростта на предаване, по-голямата част от възвръщаемостта за тяхното използване отнема полезната зона на покритие: честотната лента на вълните намалява (преход от 2,4 на 5 GHz) и изискванията за съотношението сигнал / шум ( увеличаване на дълбочината на модулация, увеличаване на скоростта на кода) увеличение. Следователно в своето развитие Wi-Fi мрежите постоянно се стремят да намалят обслужваната площ с една точка в полза на скоростта на пренос на данни.

Следните могат да се използват като налични области за подобряване: динамично разпределение на OFDM подносещи между абонати в широки канали, подобряване на алгоритъма за среден достъп, насочен към намаляване на трафика на услугите и използване на техники за компенсиране на смущения.

Обобщавайки горното, ще се опитам да предвидя тенденциите в развитието на Wi-Fi мрежите: малко вероятно е в следващите стандарти да е възможно сериозно да се увеличи скоростта на пренос на данни (не мисля, че повече от 2- 3 пъти), ако няма качествен скок безжични технологии: почти всички възможности за количествен растеж са изчерпани. Ще бъде възможно да се задоволят нарастващите нужди на потребителите при предаване на данни само чрез увеличаване на плътността на покритие (намаляване на обхвата на точките чрез контролиране на мощността) и чрез по -ефективно разпределение на съществуващата честотна лента между абонатите.

Като цяло тенденцията за намаляване на зоните на обслужване изглежда е основната тенденция в съвременните безжични комуникации. Някои експерти смятат, че стандартът LTE е достигнал върха на своя капацитет и няма да може да се развива допълнително поради фундаментални причини, свързани с ограничения честотен ресурс. Следователно, в запад мобилни мрежиРазвиват се технологиите за разтоварване: при всяка възможност телефонът се свързва с Wi-Fi от същия оператор. Това се нарича един от основните начини за спасение. мобилен интернет... Съответно, ролята на Wi-Fi мрежите с развитието на 4G мрежи не само не намалява, но се увеличава. Което поставя все повече и повече нови високоскоростни предизвикателства пред технологията.

Тази статия ще ви помогне независимо да разберете техническите тънкости, свързани с WiFi мрежите, техническите параметри на рутерите, мерните единици на честотната лента на комуникационните канали и защо честотната лента, посочена в спецификациите (изчислена теоретично), не съответства на реалността.

В какви единици се измерва скоростта на интернет връзката?

В техническите спецификации на устройства и договори за предоставяне на комуникационни услуги с интернет доставчик се появяват единици килобита в секунда и в повечето случаи мегабити в секунда (Kbps; Kb / s; Kb / s; Kbps, Mbps; Mb / s; Mb / s; Mbps - малка буква "b"). 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, изтеглящи програми, 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 - килобайта и мегабайта в секунда. Тези стойности често се бъркат помежду си, тъй като имат сходен правопис.

Килобайта в секунда (които представляват скоростта на пренос на данни на потребителските програми) обикновено се наричат ​​KB / s, KB / s, KB / s или KBps.

Мегабайта в секунда - MB / s, MB / s, MB / s или MBps.

Килобайти и мегабайти в секунда винаги се изписват с главна буква „В“ както на английски, така и на руски правопис: MB / s, MB / s, MB / s, MBps.

Един байт съдържа 8 бита, следователно Мегабайт се различава от Мегабит (като Килобайт от Килобит) 8 пъти.

За да конвертирате „Мегабайта в секунда“ в „Мегабайта в секунда“, трябва да умножите стойността, изразена в MB / s (Мегабайта в секунда) с осем.

Например, ако браузър или торент клиент показва скорост на пренос на данни от 3 MB / s (мегабайта в секунда), то в мегабита тя ще бъде осем пъти повече - 24 Mbps (мегабита в секунда).

За да конвертирате от „Мегабита в секунда“ в „Мегабайта в секунда“, трябва да разделите стойността, изразена в мегабита в секунда, на осем.

Например, ако тарифният план на доставчика предвижда разпределение на честотна лента от 8 Mbit / s (мегабита в секунда), тогава при изтегляне на торент на компютър, клиентската програма ще покаже максималната стойност от 1 Mbyte / s (ако няма ограничения от страна на сървъра и няма претоварване).

Как да тествате скоростта на интернет връзката си онлайн?

За да тествате честотната 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 сървър до компютъра, където се измерва скоростта. Тъй като дължината на комуникационния канал може да бъде от няколкостотин метра до няколко хиляди километра, се препоръчва да изберете географски най -близкия сървър (въпреки че може да бъде и силно зареден). Тестването се извършва най -добре в момент, когато активността на мрежовите клиенти на доставчика е най -малка (например сутрин или късно през нощта). Точността на измерване на скоростта на интернет връзка не е идеална поради големия брой различни фактори, които влияят значително на честотната лента, но е напълно способна да даде представа за реалната скорост на интернет връзката.

Интернет доставчикът разпределя честотна лента за всеки абонат за достъп до интернет в съответствие с тарифния план на абоната (доставчикът "намалява" скоростта в съответствие с тарифен план). Въпреки това, много интернет браузъри, както и съветници за изтегляне на файлове, торент клиенти показват честотната лента на комуникационния канал не в мегабита в секунда, а в мегабайта в секунда и това често предизвиква объркване.

Нека тестваме скоростта на интернет връзката, като използваме примера на ресурса speedtest.net. Трябва да кликнете върху бутона „ЗАПОЧНЕТЕ ТЕСТ препоръчания сървър“.

Ресурсът автоматично ще избере най -близкия до вас сървър и ще започне да тества скоростта на интернет. Резултатът от тестването ще бъде честотната лента от доставчика до абоната ("DOWNLOAD SPEED") и честотната лента от абоната към доставчика ("UPLOAD SPEED"), която ще бъде изразена в мегабита в секунда.

Скоростта през рутера "не е това", рутерът "намалява" скоростта

Често, след закупуване на рутер, свързване и конфигуриране, потребителите се сблъскват с проблема, че скоростта на интернет връзката е станала по -ниска, отколкото преди закупуването на рутера. Този проблем е особено често срещан при тарифите за високоскоростен интернет.

Например, ако имате тарифен план, който предвижда „скорост на интернет връзка“ от 100 Mbit / s и когато свържете кабела на доставчика „директно“ към мрежовата карта на компютъра, скоростта на интернет е напълно в съответствие с тарифния план :

Когато свържете кабела на доставчика към WAN порта на рутера и компютъра към LAN порта, често можете да наблюдавате намаляване на честотната лента (или, както се казва, "рутерът намалява скоростта на тарифния план"):

Най -логично е да се предположи, че в тази схема проблемът е в самия рутер и скоростта на рутера не съответства на скоростта на тарифния план. Ако обаче свържете „по -бавен“ тарифен план (например 50 Mbit / s), ще забележите, че рутерът вече не намалява скоростта и „скоростта на интернет“ съответства на тази, посочена в тарифния план:

Сред инженерите терминологията „рутер намалява скоростта“ или „скорост на рутера“ не се приема-те обикновено използват термините „скорост на маршрутизиране на WAN-LAN“, „скорост на превключване на WAN-LAN“ или „честотна лента на WAN-LAN“.

Пропускателната способност на WAN-LAN се измерва в мегабита в секунда (Mbps) и е отговорна за производителността на рутера. За скоростта на превключване на WAN -LAN и за производителността на рутера като цяло, хардуерът на рутера е отговорен (H / W - от английския "Hardware", посочен на стикера, който е залепен в долната част на устройството) - това е моделът и тактовата честота на процесора на рутера, обем оперативна памет, модел на превключвателя (превключвател, вграден в рутера), стандарт и модел на WI-Fi радиомодула (точка за достъп до Wi-Fi), вграден в рутера. В допълнение към хардуерната версия на устройството (H / W), версията на инсталираната микро софтуер(„Фърмуер“), инсталиран на рутера. Ето защо се препоръчва да актуализирате версията на фърмуера на устройството веднага след покупката.

След "мигане" или, професионално казано, след актуализиране на фърмуера до препоръчителната версия на фърмуера, стабилността на рутера трябва да се увеличи, нивото на оптимизация на устройството за работа в мрежите на руските доставчици, както и честотната лента на WAN-LAN.

Трябва да се отбележи, че скоростта на превключване на WAN-LAN зависи не само от хардуерната версия на устройството (H / W) и версията на фърмуера, но и от протокола за връзка с доставчика.

Най -високата скорост на маршрутизиране на WAN -LAN се постига с помощта на протоколи за DHCP и Static IP връзка, най -бавната - когато доставчикът използва VPN технология, и ако се използва PPTP - най -ниската.

Скорост на WiFi

Много потребители, свързани към Wi-Fi мрежа, не винаги са доволни от скоростта на връзката. Въпросът е доста сложен и се нуждае от 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 кутията казва 54 Mbit / s, а клиентската програма показва максимум 2,5 MB / s при изтегляне на торент (което е равно на 20 Mbit / s)?

"Защо е написано на полето 150 Mbit / s, а клиентската програма показва 2,5 - 6 MB / s при изтегляне на торент (което е равно на 20 - 48 Mbit / s)?"

"Защо е написано на кутията 300 Mbit / s, а клиентската програма показва 2,5 - 12 MB / s при изтегляне на торент (което е равно на 20 - 96 Mbit / s)?"

На кутиите и спецификациите за устройствата теоретично изчислената максимална пропускателна способност е посочена за идеалните условия на определен Wi-Fi стандарт (всъщност за вакуум).

В реални условия мрежовата честотна лента и покритието ще варират в зависимост от смущенията от други устройства, задръстванията на WiFi, препятствията (и материалите, от които са направени) и други фактори.

Много помощни програми за клиенти, доставени от производителите с WiFi адаптери, както и помощни програми операционна система Windows, когато е свързан чрез Wi-Fi, показва точно "теоретичната" честотна лента, а не реалната скорост на предаване на данни, което подвежда потребителите.

Както показват резултатите от теста, максималната реална честотна лента се оказва около 3 пъти по-ниска от тази, посочена в спецификациите за устройството или за един или друг стандарт IEEE 802.11 (стандарти за Wi-Fi технология):

б. WLAN-WLAN. Скорост на Wi-Fi (в зависимост от разстоянието)

Всички съвременни и подходящи Wi-Fi стандарти днес работят по подобен начин.

По всяко време активно Wi-Fi оборудване (точка за достъп или рутер) работи само с един клиент (WiFi адаптер) от всички WiFi мрежи, и всички мрежови устройства получават специална сервизна информация за това колко дълго радиоканалът ще бъде запазен за предаване на данни. Предаването се извършва в полудуплекс режим, т.е. от своя страна - от активно Wi -Fi оборудване до адаптера на клиента, след това обратното и т.н. Едновременният "паралелен" процес на предаване на данни (дуплекс) в Wi-Fi технологията не е възможен.

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) ще бъде (в идеалния случай) два или повече пъти по-ниска (в зависимост от разстоянието), от максималната реална скорост на пренос на данни в цялата мрежа.

Пример:

Два компютъра с Wi-Fi адаптерТе са свързани към един IEEE 802.11g Wi-Fi рутер. И двата компютъра са разположени на малко разстояние от рутера. Цялата мрежа има максимално достижима теоретична честотна лента от 54 Mbit / s (която е записана в спецификациите на устройството), докато действителният 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 имаше само един клиент. Съответно реалната скорост на пренос на данни между два адаптера ще бъде два пъти по -ниска от максималната реална за един клиент. V този пример, максималният реален обмен на данни за всеки от компютрите ще бъде 12 Mbps. Припомнете си, че говорим за прехвърляне на данни от един компютър на друг през 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 пренос на данни през WiFi ще се промени. Нека припомним, че това е около 3 пъти по -малко от "теоретичното".

Това се дължи на факта, че активното WiFi оборудване, работещо в полудуплексен режим, заедно с адаптери, променя параметрите на сигнала (тип модулация, скорост на сверточно кодиране и т.н.) в зависимост от условията в радиоканала (разстояние, наличие на пречки и намеса) ...

Когато мрежов клиент е в зоната на покритие с "теоретична" честотна лента от 54 Mbps, максималната му реална скорост ще бъде 24 Mbps. Когато клиент се движи на разстояние от 50 метра в условия на пряка оптична видимост (без препятствия и смущения), той ще бъде 2 Mbps. 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

Помислете за пример, където Wi-Fi мрежасъздава Wi-Fi рутер по стандарта IEEE 802.11 n (150 Mbps). Лаптоп с Wi-Fi адаптер по стандарта IEEE 802.11n (300 Mbps) и стационарен компютърс Wi-Fi адаптер по стандарт IEEE 802.11g (54 Mbps):

В този пример цялата мрежа има максимална "теоретична" скорост от 150 Mbps, тъй като е изградена върху Wi-Fi рутер по стандарта IEEE 802.11n, 150 Mbps. Максималната реална скорост на WiFi няма да надвишава 50 Mbps. Тъй като всички WiFi стандарти, работещи в един и същ честотен диапазон, са обратно съвместими помежду си, можете да се свържете с такава мрежа, като използвате WiFi адаптер от стандарта IEEE 802.11g, 54 Mbps. В същото време максималната реална скорост няма да надвишава 24 Mbit / s. Когато лаптоп с WiFi адаптер по стандарта IEEE 802.11n (300 Mbps) е свързан към този рутер, клиентските помощни програми могат да показват стойността на максималната "теоретична" скорост от 150 Mbps (мрежата се създава от устройство на стандарта IEEE 802.11n, 150 Mbps), но максималната реална скорост няма да бъде по -висока от 50 Mbps. В тази схема WiFi рутерът ще работи с клиентски адаптер IEEE 802.11g с реална скорост, която не надвишава 24 Mbps, и с IEEE 802.11n адаптер с реална скорост, която не надвишава 50 Mbps. Тук трябва да помним, че WiFi технологията е полудуплекс връзка и точка за достъп (или рутер) може да работи само с един клиент на мрежата, а всички останали клиенти на мрежата са „уведомени“ за времето, за което радиоканалът е запазено за предаване на данни.

д. Скорост на WiFi през рутера. WAN-WLAN

Когато става въпрос за свързване чрез Wi-Fi връзкакъм Wi-Fi рутер скоростта на изтегляне на торент може да бъде дори по-ниска от стойностите, посочени 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 на кутията) на устройството показват скоростта на пренос на данни през Wi-Fi до 300 Mbps и параметъра WAN-LAN за този модел, неговата хардуерна версия, версия на фърмуера, както и типа и протоколът за връзка е 24 Mbps, тогава скоростта на пренос на данни през Wi-Fi (например при изтегляне на торент) при никакви обстоятелства не може да надвишава 3 Mbps (24 Mbps). Този параметър се нарича WAN-WLAN, който директно зависи от скоростта на маршрутизиране на WAN-LAN, версията на фърмуера („фърмуер“), инсталиран на Wi-Fi рутера, Wi-Fi радиомодула (точки WiFi достъпвградени в WiFi рутер), както и относно характеристиките на Wi-Fi адаптера, неговите драйвери, разстоянието от рутера, радиошума и други фактори.

Източник

Тази инструкция е изготвена и публикувана от Иван Морозов - ръководител на Центъра за обучение на представителството на TRENDnet в Русия и ОНД. Ако искате да подобрите собствените си познания в областта на съвременните мрежови технологии и мрежово оборудване - каним ви на нашите безплатни семинари!

110 Глава 2. Физически слой

смущения по линията. С други думи, ограничаването на честотната лента на канала ограничава неговата честотна лента за предаване на двоични данни, дори за идеални канали. Съществуват обаче схеми, използващи множество нива на напрежение и позволяват да се постигнат по -високи скорости на предаване на данни. Ще обсъдим това по -късно в тази глава.

Таблица 2.1. Връзката между скоростта на предаване и броя на хармониците за нашия пример

		1 -ва хармоника, Hz	Хармониците преминаха

Има много объркване относно термина "честотна лента", защото той означава различни неща за електроинженерите и компютърните учени. За електроинженера (аналогова) честотна лента, както е обсъдено по -горе, е стойност в херци, показваща честотната лента. За компютърния учен (цифровата) честотна лента е максималната скорост на данни по канал, тоест стойността, измерена в битове в секунда. Всъщност скоростта на данни се определя от аналоговата честотна лента на физическия канал, използван за предаване на цифрова информация, и двете са свързани, както ще видим по -късно. В цялата книга ще бъде ясно от контекста кой термин се има предвид във всеки конкретен случай - аналогова (Hz) или цифрова (бит / и) честотна лента.

2.1.3. Максимална скоростпредаване на данни по канала

През 1924 г. американският учен Х. Найквист от AT&T заключава, че има определена максимална скорост на предаване, дори за идеални канали. Той изведе уравнение за намиране на максималната скорост на пренос на данни в безшумен канал с ограничена честотна лента. През 1948 г. Клод Шанън продължава работата на Найквист и я разширява до случая на канал със случаен (т.е. термодинамичен) шум. Това е най -важната работа в цялата теория за трансфера на информация. Накратко ще разгледаме резултатите от работата на Никвист и Шанън, които днес се превърнаха в класика.

Nyquist доказа, че ако произволен сигнал премина през нискочестотен филтър с пропускателна лента B, тогава такъв филтриран сигнал може да бъде напълно възстановен от дискретните стойности на този сигнал, измерени на честотата

2.1. Теоретична основа предаване на данни   111

2B в секунда. Няма смисъл да се измерва сигналът по -често от 2B в секунда, тъй като по -високите честотни компоненти на сигнала са филтрирани. Ако сигналът се състои от V дискретни нива, тогава уравнението на Найквист ще изглежда така:

максимална скорост на пренос на данни = 2B log2 V, бит / сек.

Така например, безшумен канал с честотна лента от 3 kHz не може да предава двоични (т.е. двустепенни) сигнали със скорост над 6000 bps.

И така, разгледахме случая с безшумни канали. При наличие на случаен шум в канала, ситуацията рязко се влошава. Нивото на термодинамичен шум в канал се измерва чрез съотношението на мощността на сигнала към мощността на шума и се нарича съотношение сигнал / шум... Ако обозначим силата на сигнала като S, а мощността на шума като N, тогава съотношението сигнал / шум ще бъде равно на S / N. Обикновено стойността на съотношението се изразява като десетичен логаритъм, умножен по 10: 10 lgS / N, тъй като стойността му може да варира в много голям диапазон. Единицата на такава логаритмична скала се нарича децибел (dB, dB); тук префиксът „deci“ означава „десет“, а „bel“ е единица, кръстена на изобретателя на телефона Александър Греъм Бел. По този начин съотношението сигнал / шум 10 е равно на 10 dB, съотношение 100 е равно на 20 dB, съотношение 1000 е равно на 30 dB и т.н. Производителите на стерео усилватели често посочват честотната лента (честотния диапазон), в която тяхното оборудване има линейна честотна характеристика в рамките на 3 dB. Отклонение от 3 dB съответства на затихване на сигнала приблизително два пъти (защото 10 log10 0,5 ≈ –3).

Основният резултат, получен от Шанън, е твърдението, че максималната скорост на предаване на данни или капацитет на канала с честотна лента от B Hz и съотношение сигнал / шум, равно на S / N, се изчислява по формулата:

максимална скорост на предаване на данни = B log2 (1 + S / N), бит / сек.

Това е най -добрата стойност на капацитета, която може да се наблюдава за реален канал. Например, честотната лента на канала на асиметричната цифрова абонатна линия (ADSL), която осъществява достъп до интернет чрез телефонни мрежи, е приблизително 1 MHz. Съотношението сигнал / шум до голяма степен зависи от разстоянието между компютъра на потребителя и телефонната централа. За къси връзки с дължина от 1 до 2 км, стойността от около 40 dB се счита за много добра. При такива характеристики каналът никога няма да може да предава повече от 13 Mbit / s, независимо от метода на модулация на сигнала, тоест броя на използваните нива на сигнала, честотата на дискретизация и т.н. до 12 Mbit / s, но потребителите рядко успяват да наблюдават такова качество на предаване на данни. Независимо от това, това е отличен резултат за шестдесет години развитие на технологиите за предаване на информация, през които имаше огромен скок от капацитета на канала, характерен за времето на Шанън, до този, съществуващ в съвременните реални мрежи.

Резултатът, получен от Шанън и подкрепен от постулатите на теорията на информацията, е приложим за всеки канал с гаусов (термичен) шум. Опитите да се докаже обратното са обречени на провал. За да се постигнат скорости над 13 Mbit / s в ADSL канала, е необходимо или да се подобри съотношението

Защо скоростта на пренос на данни винаги е по -ниска от скоростта на връзката, когато се използва ADSL технология? Защо ADSL модемът се свързва при 12 Mbps, но скоростта, измерена чрез speedtest.net, не надвишава 8 Mbps?

Когато използвате ADSL технология, скоростта на пренос на данни винаги е най -малкото по -ниска от скоростта на връзката 13-15% ... Това е технологично ограничение, което ще обсъдим по -подробно по -долу. Това не зависи от ISP или използвания модем.
В идеални условия, със скорост на връзка от 12 Mbps, можете да очаквате максимална реална скорост от ~ 10 Mbps.

В действителност, в допълнение към технологичните ограничения, има редица фактори, които намаляват скоростта на предаване. Ще обсъдим тези фактори по -долу.

Технология ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) е асиметрична технология за предаване на данни, при която наличната честотна лента на канала се разпределя между входящите ( Изтегли) и изходящи ( Качване) трафикът е асиметричен. Така при свързване на ADSL модем се използва скоростта към абоната ( Изтегли) и скоростта от абоната ( Качване).
В мрежите за предаване на данни ADSL скоростта на връзката се измерва в Мегабита в секунда (Mbps)или Килобити в секунда (Kbps).
Например: цифрите 10240/768 показват, че максималната скорост на входящата връзка към абоната ще бъде 10240 Kbps (скоростта, с която данните ще пристигат до вашия локален компютър), а максималната скорост на изходяща връзка от абоната ще бъде 768 Kbps ( скоростта, от която данните ще идват от вашите локален компютъркъм отдалечен сървър).
В този случай максималната скорост при изтегляне на файлове (скорост на качване) ще бъде ~ 1000 Килобайта в секунда (КБ / сек).
Тази цифра се получава по следната формула:
скорост на връзката (10240) - 15% (1500) / 8 (за преобразуване на килобайта в килобайта).

Факт е, че интернет браузърите или мениджърите за изтегляне / изтегляне показват скоростта на трансфер в Килобайта в секунда.

Например в браузъра Internet Expolrer скоростта на изтегляне на файла се показва в полето Скорост на предаване(Скорост на трансфер): xxx KB / sec(KB / сек).

Браузърите и / или мениджърите за изтегляне / изтегляне използват тази цифра за оценка на скоростта на трансфер, за да изчислят общото време за изтегляне на файл. Но имайте предвид, че поради редица причини скоростта на пренос на данни се показва неточно. Например данните могат да бъдат буферирани (това кара таймерите да стартират с леко забавяне, което води до неправилни показания). Също така скоростта на предаване на данни може да варира в зависимост от производителността на компютъра.

Препоръчваме да проверите реалната скорост на връзката, както следва. Най -надеждният начин да получите по -надеждни резултати е да измерите скоростта на изтегляне на файла от уебсайта на вашия интернет доставчик.
Трябва да изтеглите файл от уебсайта на доставчика и да видите скоростта на изтегляне на този файл.

Много потребители често използват популярни интернет услуги, за да проверят скоростта на интернет канал (например speedtest.net). Обръщаме вашето внимание на факта, че проверката на скоростта чрез интернет услуги не гарантира надеждно измерване. В този случай точността на измерване на скоростта на вашия интернет канал ще зависи от избрания сървър и неговото натоварване, местоположението му, натоварването на вашия интернет канал и други фактори.

Нека разгледаме по -отблизо факторите, които влияят на реалната скорост на връзката:

• Като транспортен протокол комуникационното оборудване (IP ADSL ключове) използва технологията Банкомат(Режимът на асинхронен трансфер е асинхронен начин за прехвърляне на данни). ATM е високоефективна комутационна и мултиплексираща мрежа технология, базирана на предаване на данни под формата на рамки (клетки) с фиксиран размер (53 байта).
  Както знаете, Интернет използва IP протокола като комуникационен протокол и по -специално TCP / IP протокола. ADSL използва ATM като транспортен протокол и следователно данните се предават по вашата ADSL линия, използвайки TCP / IP през ATM. Тези. IP кадрите се опаковат (капсулират) в ATM клетки и се предават по DSL линия, след което се декомпресират отново от приемащото оборудване и се получават редовни IP кадри.
  Големите пакети ще бъдат разделени на 48-байтови части. Ако пакетът не се дели равномерно на 48, към него се добавя уплътняване, за да се получи цял брой клетки от 48 байта. След разделяне на пакета на клетки от 48 байта, към всяка от получените клетки се добавя заглавка (5 байта).
  В резултат на това има намаляване на скоростта на нивото 10% за скоростта на пренос на данни.
• Използване на протокола TCP / IPпри прехвърляне на данни намалява скоростта на ниво 3% на скоростта на предаване, тъй като предадени полезна информация(данни) допълва информация за услугата (протокол).

Горните фактори са същите технологични ограничения, които бяха обсъдени в началото на статията. Тези ограничения водят до факта, че скоростта на пренос на данни винаги е поне по -малка от скоростта на връзката 13-15% .

Но има и други фактори, които намаляват скоростта на пренос на данни.

• Теоретично в прозореца на браузъра или мениджъра за изтегляне / изтегляне, когато изтегляте файл, трябва да видите скоростта на прехвърляне, изчислена по формулата скорост на връзката - 15% (разходи при използване на TCP / IP и ATM) / 8 (за преобразуване на килобайта в килобайта), но в действителност скоростта се показва по -ниска и има причини за това:
  
  
  • Настройки на компютъра. Например, недостатъчна памет (виртуална / операционна), остарял процесор, нестабилна работа (повреди) на операционната система ( син екран) или софтуерен недостатък свободно пространствона твърдия диск, наличието на зловреден софтуер / вируси на компютъра и т.н.
  
  
  • Загуба на пакети при предаване на данни. Възможни са големи загуби на лоши линии (комуникационни канали) или при използване на максимално допустимата скорост на връзката.
    Ако има загуба на пакети по време на предаване на кадри, тогава протоколът TCP / IP забелязва липсващия пакет в общия поток от данни, не разпознава получаването му и след това инициира повторно предаване на изгубените данни. Процедурата за повторно предаване въвежда допълнителни забавяния.
    По този начин протоколът TCP / IP, в допълнение към важната функция за наблюдение и транспортиране на данни, забавя скоростта на предаване на данни при наличие на големи загуби на пакети по линията.
    За да проверите качеството на връзката със сървъра в Интернет, можете да използвате помощната програма пинг(пинг). V командна линияоперационна система, изпълнете командата ping -t име на сайт, например ping -t www.download.com... Изчакайте 30 секунди и след това натиснете Ctrl + C, за да излезете от помощната програма. Статистиката ще покаже% от загубата на пакети. Ако загубата на пакети е повече от 5%, производителността на TCP / IP ще бъде лоша на посочения сайт.
  
  
  • Претоварване на сървърите и шлюзовете на доставчика. Зависи от структурата на мрежата на доставчика (например много шлюзове) или ниската честотна лента на изходящия канал на доставчика. Проблемът възниква, когато има пиково натоварване на потребителя. Твърде много посещения към сървъра могат да надхвърлят максималното му използване в пиковите часове и да причинят забавяне.
  
  
  • Проблемите с маршрутизацията също могат да причинят спад на скоростта. Ако бъдат открити проблеми с маршрутизирането, пакетите могат да бъдат пренасочени по алтернативни маршрути, което води до забавяне при предаването на данни.
  
  
  • Употреба PPPoE протоколможе да доведе до намаляване на скоростта. PPPoE е тунел мрежов протоколпредаване на PPP рамки на линк-слой през Ethernet. Използва се главно от DSL услуги. PPPoE е ресурсоемък протокол и изискванията за процесора се увеличават при прехвърляне на мрежови данни. В зависимост от внедряването и използването на PPPoE, можете да видите намаляване на максималната скорост до 5-25%.
  
  
  • Недостатъчна (ниска) производителност на сървъра BRAS (Broadband Remote Access Server). Широколентов маршрутизатор за отдалечен достъп (BRAS) насочва трафика към / от DSL превключвател (DSLAM) в мрежите на интернет доставчика. BRAS е в основата на мрежата на доставчика и агрегира потребителските връзки от мрежата на слоя достъп. Рутерът извършва логическо прекратяване на тунели от точка до точка (PPP). Това могат да бъдат PPP през Ethernet (PPPoE) или PPP през ATM (PPPoA) капсулирани тунели. BRAS е също интерфейс за системи за удостоверяване, оторизация и счетоводство на трафика.
  
  
  • Възможно ограничение на скоростта съгласно тарифния план на сървъра BRAS. Типичен случай, когато скоростта на физическата връзка е еднаква, а скоростта на приемане на данни е ограничена от платения тарифен план.
  
  
  • Когато използвате допълнителна услуга, например IPTV ( цифрова телевизия), приетият телевизионен поток също заема определена честотна лента, обикновено около 4 Mbit / s за канали със стандартна разделителна способност. Максималната скорост на приемане на данни при използване на услугата IPTV може да бъде изчислена по следната формула:
    скорост на връзката - 15% - скорост на IPTV потока.
    Например, скорост на връзката (10240) - 15% (1500) - скорост на IPTV потока (4000) = 4700 Kbps (587 Kb / s).