Jak určit rychlost přenášených informací. Jak vypočítat přenosovou rychlost. Představení nového materiálu

Definice 1

Rychlost přenosu informací je množství informací, které jsou přenášeny za jednotku času.

Úvod

Informace jsou základním pojmem v oboru informatiky, který nemá přesné znění, ale zároveň informace jsou:

1. Poskytování nových faktů a znalostí.
2. Údaje o objektech a událostech v prostředí, které zvyšují povědomí lidí.
3. Data o objektivní realitě vnějšího prostředí, zmenšování mezer ve znalostech o různých jevech a pomoc při hledání optimálních řešení.

Pojem „informace“ je považován za obecně vědecký, protože se používá v různých vědních oborech. Každá vědecká disciplína však spojuje tento termín s různými koncepčními aspekty. Fyzika se například domnívá, že informace je antitropická (určuje pořadí a složitost systému).

V komunitě lidí neustále probíhají procesy výměny informací. Člověk přijímá informace z vnějšího prostředí svými smysly, analyzuje je a rozvíjí nezbytná rozhodnutí, která jsou pak ztělesněna praktickými vlivy na vnější prostředí. Informačními procesy jsou sběr, přenos, ukládání a zpracování informačních dat. Přenos informací je chápán jako provoz vysílání zpráv ze zdroje do přijímače pomocí speciálních komunikačních kanálů. Informační data lze přenášet ve formě různých signálů, které jsou tvořeny zvukem, světlem, ultrazvukem, elektromagnetickými vlnami, textem, grafikou atd. Jako komunikační kanály je možné využít atmosféru, různé kabelové sítě, člověka, jeho nervové buňky atd.

Definice 2

Ukládání informací je chápáno jako operace zafixování zprávy na nějakém fyzickém médiu. Papír a jiné povrchy, magnetická páska, laserové disky, pevné disky a další.

Poznámka 1

Zpracováním informací se rozumí operace vytvoření nové zprávy ze sady stávajících. Při zpracování informací existuje možnost zvýšení jejich množství. Výsledkem zpracování zpráv jednoho typu může být vývoj zpráv jiného typu.

Rychlost přenosu informací

Poznámka 2

Nejmenší měrnou jednotkou rychlosti přenosu dat je jeden bit za sekundu. Bit je považován za nejmenší jednotku měření objemu informací. Bit / s je základní jednotka pro měření rychlosti přenosu informací v oblasti výpočetní techniky.

Jelikož ale množství informací lze také měřit v bajtech, existuje také odpovídající jednotka pro měření rychlosti, bajtů za sekundu. Pro informaci, jeden bajt je osm bitů. A podle toho 1 bajt / s = 8 bitů / s. Měli byste také věnovat pozornost skutečnosti, že ve zkráceném formátu se bit zapisuje malým písmenem (bity / s) a bajt se zapisuje velkým písmenem (B / s). Ale protože bity a bajty jsou relativně malé množství dat, používají se pro práci s velkými objemy informací speciální multiplikační předpony. Desetinný formát předpon je nám dobře znám z našeho každodenního života při měření délky, hmotnosti atd.

Jedná se zejména o tyto přílohy:

• kilo (k), znamená, že musíte číslo vynásobit tisícem (například jeden kilogram je tisíc gramů).
• mega (M), znamená, že musíte číslo vynásobit milionem (kupodivu tento termín byl zaveden relativně nedávno, v roce 1960).
• giga (G), znamená, že číslo je třeba vynásobit jednou miliardou (ještě zvláštnější je, že tento termín vznikl už v roce 1947, tedy o třináct let dříve než termín mega).

V odvětví elektronických počítačů se používají také binární předpony. Jedná se o následující podmínky:

• Kibi (Ki), znamená, že číslo musí být vynásobeno 1024 (tj. Dvěma na deset).
• Mobi (Me), znamená, že číslo by mělo být vynásobeno 1 048 576 (220).
• Gibi (Gi), znamená, že číslo musí být vynásobeno 1 073 741 824 (230).

Všimněte si také, že tato binární terminologie byla zavedena Mezinárodní elektrotechnickou komisí (IEC) v roce 1999. Desetinné předpony lze také použít k měření rychlostních charakteristik přenosu informací. Pokud jsou k označení množství informačních dat použity binární koeficienty, pak se při určování rychlosti přenosu informací obvykle používají desetinné koeficienty. To znamená, že jedna kbps odpovídá 1000 bps. V souladu s tím jeden megabit za sekundu obsahuje jeden milion bitů za sekundu a jeden gigabit za sekundu je jedna miliarda bitů za sekundu. Při použití bajtů bude vše úplně stejné, ale se zkratkami bude velké písmeno B a samozřejmě je třeba si uvědomit, že bajt obsahuje osm bitů.

To znamená: 1 kilobajt za sekundu (kb / s nebo kB / s nebo kB / s) se rovná 1 000 bajtů / s.

Chcete -li převést kilobity a megabity na kilobajty a megabajty, musíte:

• Chcete -li převést množství informací v bajtech na bity, musíte je vynásobit osmi.
• Chcete -li převést objem informací v bitech na bajty, vydělte osmi.

Například 100 Mbps = 100/8 = 12,5 Mbps.

Binární koeficienty se k označení přenosové rychlosti informací příliš často nepoužívají. Například 1 kibit za sekundu (1 kib / s nebo 1 kB / s) = 1024 bitů / s. Tady je jedno nebezpečí. Někdy použití binárních koeficientů jednoduše není indikováno a existuje možnost, že symbol „M“ neznamená „Mega“, ale „Mebi“.

Rychlost internetu

Od příchodu internetu se rychlost přenosu dat v síti měří v počtu bitů za sekundu. A množství dat uložených na pevném disku (nebo jiném médiu) se zpravidla počítá v bajtech. Proto je třeba mít na paměti, že při připojení k internetu v navrhovaném tarifní plány rychlost je uvedena v megabitech za sekundu a při stahování skutečných dat software udává rychlost v MB za sekundu. To znamená, že se například uvádí, že rychlost internetu bude 20 Mbit / s, ale ve skutečnosti vidíme 2,5 MB / s. Tady ale není žádný háček, je to jen osminásobek rozdílu mezi bitem a bajtem.

V případě rychlostí přenosu informací jsou tato „hezká čísla“ matoucí. Situace je zde samozřejmě stále odlišná - jedná se o zmatek mezi standardem (kde je rychlost pojmenována podle toho, co je na úrovni datového spojení) a realitou, ale význam je velmi podobný: obrázek na štítku ano neodpovídají tomu, co vidíte očima při zapnutí počítače. Pokusme se to vyřešit tímto zmatkem.

Existují dva typy připojení - kabelové a bezdrátové.

Kabelové připojení.

V tomto případě jsou problémy s čísly nejméně. Připojení probíhá rychlostí 10, 100 nebo 1 000 megabitů (1 gigabit) za sekundu. Nejde o „rychlost internetu“, ani o rychlost otevírání stránek nebo stahování souborů. Je to pouze rychlost mezi dvěma body, které takový kabel spojuje. Z vašeho počítače může kabel přejít ke směrovači (modemu), k jinému počítači nebo ke vstupu, k vybavení poskytovatele, ale v každém případě tato rychlost pouze naznačuje, že ke spojení mezi těmito dvěma body došlo zadanou rychlostí.

Rychlost přenosu dat je omezena nejen typem kabelu, ale také docela silně - rychlostí vašeho pevného disku. U gigabitového připojení bude rychlost přenosu souborů proti tomu, a skutečných 120 megabajtů za sekundu je možné dosáhnout pouze v některých případech.

Rychlost připojení se vybírá automaticky podle toho, jak se vaše připojovací zařízení „shodují“, podle nejpomalejšího z nich. Pokud máte gigabit Síťová karta(a nyní je většina z nich v počítačích) a na druhém konci je 100 megabitové zařízení, pak bude rychlost připojení nastavena na 100 mbit. Ne další instalace rychlost není nutná, pokud je požadována, je to indikátor, že je problém s kabelem nebo s vybavením u vás nebo na druhém konci, a proto není maximální rychlost automaticky nastavena.

Bezdrátové připojení.

Ale s tímto typem připojení existuje mnohem více problémů a zmatků. Jde o to, že pro bezdrátové připojení rychlost přenosu dat je asi dvakrát nižší, než uvádí standardní údaj. Jak to vypadá v reálných datech - viz tabulka.

Standard	Frekvence a šířka pásma	Standardní rychlost	Skutečná rychlost přenosu souborů	dodatečné informace
Wi-Fi 802.11 A	5 GHz. (20 MHz)	54 mbit / s		V současné době se zřídka používá v domácích zařízeních, nachází se v sítích poskytovatelů.
Wi-Fi 802.11 b	2,4 GHz (20 MHz)	11 mbit / s	OK. 0,6 megabajtů (4,8 megabitů) za sekundu	V současné době se používá pouze pro komunikaci mezi počítači (Ad-Hoc)
Wi-Fi 802.11 G	2,4 GHz (20 MHz)	54 mbit / s	OK. 3 megabajty (24 megabitů) za sekundu	Zatím nejběžnější typ připojení.
Wi-Fi 802.11 n	2,4 GHz / 5 GHz (20 MHz / 40 MHz)	150, 300, 600 mbit / s	5-10 megabajtů za sekundu.	Obvykle 1 stream (anténa) - 150 megabitů, router (síť) se 4 anténami podporuje 600 Mb / s

Jak vidíte, všechno je velmi smutné a ošklivé a vychvalované „N“ se ani nepřibližuje k zobrazování čísel, která bych chtěl vidět. Tato rychlost je navíc zajištěna za téměř ideálních podmínek prostředí: žádné rušení, žádné kovové stěny mezi routerem a počítačem (lepší viditelnost) a čím kratší vzdálenost, tím lépe. V typickém třípokojovém bytě železobetonový dům bezdrátový přístupový bod instalovaný v zadní části bytu může být z druhé strany téměř nepolapitelný. Standard „N“ poskytuje nejlepší pokrytí a tato výhoda je pro mě osobně důležitější než rychlost; a kvalitní pokrytí má dobrý vliv na rychlost: tam, kde je rychlost přenosu dat při použití zařízení s „G“ 1 megabit, může použití „N“ několikanásobně zvýšit. Není však vůbec pravdou, že tomu tak bude vždy - je to v rozsazích, v některých případech takový přepínač nedává výsledek.

Na rychlost má vliv také výkon zařízení, které distribuuje internet (router, přístupový bod). Například při aktivním používání torrentů může rychlost přenosu dat přes router výrazně klesnout - jeho procesor si prostě nedokáže poradit s datový tok.

Zvolený typ šifrování také ovlivňuje rychlost. Již ze samotného názvu je zřejmé, že „šifrování“ je zpracování dat za účelem jejich zakódování. Lze použít různé metody šifrování, a proto je výkon zařízení, které toto šifrování-dešifrování provádí, odlišný. Proto se doporučuje nastavit v parametrech bezdrátová s흊ifrování WPA2 je nejrychlejší a nejbezpečnější tento moment typ šifrování. Ve skutečnosti podle standardu žádný jiný typ šifrování neumožní zapnutí „N“ na „plný výkon“, ale některé čínské routery na tyto standardy plivají.

Ještě jeden bod. Aby bylo možné plně využít standardu N (zejména u zařízení podporujících MIMO), musí být přístupový bod nastaven na režim „Pouze N“.

Pokud zvolíte „G + N smíšený“ (jakýkoli „smíšený“ režim), je pravděpodobné, že se vaše zařízení nepokusí připojit maximální rychlostí. Toto je platba za interoperabilitu standardů. Pokud vaše zařízení podporují „N“, zapomeňte na jiné režimy - proč přijít o nabízené výhody? Používání hardwaru G i N ve stejné síti vás o ně připraví. Existují však směrovače, které mají dva vysílače a umožňují vám pracovat ve dvou různých frekvenčních rozsazích současně, ale to je poměrně vzácné a jejich cena je mnohem vyšší (například Asus RT-N56U).

Jiné typy připojení.

Kromě popsaných samozřejmě existují ještě další typy připojení. Zastaralá možnost - připojení pomocí koaxiálního kabelu, neobvyklá možnost připojení přes elektrickou síť budovy, mnoho možností připojení pomocí mobilních sítí - 3G, nové LTE, relativně neobvyklý WiMAX. Kterýkoli z těchto typů připojení má rychlostní charakteristiky a každý z nich pracuje s konceptem „rychlost TO“. Nejste podvedeni (dobře, formálně klamáni nejsou), ale má smysl těmto číslům věnovat pozornost a porozumět tomu, co ve skutečnosti znamenají.

Jednotky.

Nesprávné používání jednotek způsobuje zmatek. Pravděpodobně se jedná o téma pro další článek (o sítích a připojeních, které brzy napíšu), ale přesto zde (komprimované) bude na místě.

V počítačovém světě je přijat systém binárních čísel. Nejmenší jednotka měření - bit... Další je byte.

Vzestupně:

1 byte = 8 bitů

1024 bitů = 1 kilobitů (kb)

8 kilobitů = 1 kilobajt (KB)

128 kilobajtů = 1 megabitů (mb)

8 megabitů = 1 megabajt (MB)

1024 kilobajtů = 1 megabajt (MB)

128 megabajtů = 1 gigabit (gb)

8 gigabitů = 1 gigabajt (GB)

1024 megabajtů = 1 gigabajt (GB)

Zdá se, že je vše jasné. Ale! Najednou se ukazuje, že i tady je zmatek. Zde je to, co říká wikipedie:

Při určování rychlostí telekomunikačních připojení například 100 Mbit / s ve standardu 100BASE-TX („měděný“ Fast Ethernet) odpovídá přenosové rychlosti přesně 100 000 000 bit / s a ​​10 Gbit / s v 10GBASE-X (Ten Gigabit Ethernet) standard - 10 000 000 000 bit / s.

Komu věřit? Rozhodněte se sami, což je pro vás pohodlnější, přečtěte si stejnou Wikipedii. Faktem je, že to, co je napsáno ve Wikipedii, není konečná pravda, to píší lidé (ve skutečnosti tam může každý napsat něco). Ale v učebnicích (zejména v učebnici „Počítačové sítě“ od Olifer VG, Olifer NA) - počet je normální, binární a ve 100 megabitech –12,5 megabajtů a při stahování souboru uvidíte 12 megabajtů soubor na 100 megabitové síti LAN, téměř v každém programu.

Různé programy zobrazují rychlost různými způsoby - některé v kilobajtech, některé v kilobitech. Formálně, když mluvíme o * bajtech, je vloženo velké písmeno o * bitech malých (zápis KB (KB, někdy kB nebo KB nebo KB)) - znamená „kilobajt“, kb (kb nebo kbit) - „Kilobit“ atd.), Ale toto není pevné pravidlo.

Myslíte si, že je vaše širokopásmové připojení k internetu rychlé? Pozor, po přečtení tohoto článku se váš postoj ke slovu „rychlý“ ve vztahu k přenosu dat může hodně změnit. Představte si svůj objem pevný disk na vašem počítači a rozhodnout, jakou rychlostí se zaplní, je rychlá -1 Gb / s nebo možná 100 Gb / s, pak se 1 terabajtový disk zaplní za 10 sekund? Pokud by Guinnessova kniha rekordů vytvořila záznamy o rychlosti přenosu informací, pak by musela zpracovat všechny níže uvedené experimenty.

Na konci dvacátého století, tedy ještě relativně nedávno, nepřesahovaly rychlosti v hlavních komunikačních kanálech desítky Gbit / s. Uživatelé internetu využívající telefonní linky a modemy si přitom užívali rychlosti desítek kilobitů za sekundu. Internet byl na kartách a ceny za službu byly poměrně velké - tarify byly zpravidla uvedeny v USD. Stažení jednoho obrázku někdy trvalo i několik hodin, a jak jeden z tehdejších uživatelů internetu přesně poznamenal: „Byl to internet, když za jednu noc bylo možné na internetu sledovat jen několik žen.“ Je tato rychlost přenosu dat pomalá? Možná. Je však třeba si uvědomit, že všechno na světě je relativní. Například kdyby teď byl rok 1839, pak by nejdelší optická telegrafní komunikační linka na světě Petrohrad-Varšava pro nás představovala jakýsi internet. Délka této komunikační linky v devatenáctém století se zdá být jednoduše transcendentální - 1200 km, skládá se ze 150 přenosových tranzitních věží. Každý občan může použít tuto linku a zaslat „optický“ telegram. Rychlost je „kolosální“ - 45 znaků na vzdálenost 1 200 km lze přenášet za pouhých 22 minut, nikde zde nebyla žádná koňská poštovní služba!

Vraťme se do XXI století a podívejme se, co máme dnes ve srovnání s časy popsanými výše. Minimální sazby od velkých poskytovatelů kabelový internet se již nepočítají v jednotkách, ale v několika desítkách Mbit / s; nechceme sledovat videa s rozlišením menším než 480pi, tato kvalita obrazu nám již nevyhovuje.

Podívejme se na průměrnou rychlost internetu v rozdílné země svět. Prezentované výsledky sestavil poskytovatel CDN Akamai Technologies. Jak vidíte, i v Paraguayské republice již v roce 2015 průměrná rychlost připojení v zemi přesáhla 1,5 Mbit / s (mimochodem, Paraguay má doménu, která je nám v přepisu blízká - Rusům - * .py) .

Dnes je průměrná rychlost internetového připojení na světě 6,3 Mb / s... Nejvyšší průměrná rychlost je pozorována v Jižní Koreji na 28,6 Mbit / s, Norsko je na druhém místě - 23,5 Mbit / s, Švédsko je na třetím - 22,5 Mbit / s. Níže je graf ukazující průměrnou rychlost internetu v zemích s nejlepším výkonem na začátku roku 2017.

Časová osa světových rekordů v rychlostech přenosu dat

Protože jsou dnes přenosové systémy s optickými vlákny nesporným držitelem rekordů, pokud jde o dosah a přenosovou rychlost, bude na ně kladen důraz.

Jakými rychlostmi to všechno začalo? Po četných studiích v letech 1975 až 1980. objevil se první komerční systém s optickými vlákny, pracující se zářením o vlnové délce 0,8 μm na polovodičovém laseru na bázi arzenidu galia.

22. dubna 1977 v Long Beach v Kalifornii společnost General Telephone and Electronics poprvé použila optické vlákno k přenosu telefonního signálu na 6 Mb / s... Touto rychlostí je možné organizovat simultánní přenos až 94 nejjednodušších digitálních telefonních kanálů.

Maximální rychlost optické přenosové systémy v experimentálních výzkumných zařízeních této doby dosáhly 45 Mb / s, maximální vzdálenost mezi regenerátory je 10 km.

Počátkem 80. let 20. století probíhal přenos světelného signálu v multimódových vláknech již na vlnové délce 1,3 μm pomocí laserů InGaAsP. Maximální přenosová rychlost byla omezena hodnotou 100 Mb / s kvůli disperzi.

Při použití jednovidových optických vláken v roce 1981 bylo v laboratorních testech dosaženo rekordní přenosové rychlosti za tu dobu 2 Gb / s na dálku 44 km.

Komerční zavedení takových systémů v roce 1987 poskytovalo rychlosti až 1,7 Gb / s s délkou trasy 50 km.

Jak vidíte, stojí za to vyhodnotit záznam komunikačního systému nejen z hlediska přenosové rychlosti, ale je také nesmírně důležité, na jakou vzdálenost tento systém schopen poskytnout danou rychlost... Proto se pro charakterizaci komunikačních systémů obvykle používá součin celkové kapacity systému B [bit / s] podle jeho dosahu L [km].

V roce 2001 bylo s využitím technologie WDM dosaženo přenosové rychlosti 10,92 Tbit / s(273 optických kanálů při 40 Gb / s), ale přenosový rozsah byl touto hodnotou omezen 117 km(B ∙ L = 1278 Tbit / s ∙ km).

Ve stejném roce byl proveden experiment s uspořádáním 300 kanálů o rychlosti 11,6 Gb / s (celková šířka pásma 3,48 Tbit / s), délka řádku skončila 7380 km(B ∙ L = 25 680 Tbit / s ∙ km).

V roce 2002 byla postavena mezikontinentální optická linka o délce 250 000 km s celkovou šířkou pásma 2,56 Tbit / s(64 kanálů WDM při rychlosti 10 Gb / s, transatlantický kabel obsahoval 4 páry vláken).

Nyní lze přenášet 3 miliony současně s jediným vláknem! telefonní signály nebo 90 000 televizních signálů.

V roce 2006 společnost Nippon Telegraph and Telephone Corporation zavedla přenosovou rychlost 14 bilionů bitů za sekundu ( 14 Tbps) jeden za druhým optické vlákno na délce linky 160 km(B ∙ L = 2240 Tbit / s ∙ km).

V tomto experimentu veřejně demonstrovali přenos 140 digitálních HD filmů za jednu sekundu. Hodnota 14 Tbit / s se objevila v důsledku kombinace 140 kanálů po 111 Gbit / s. Bylo použito multiplexování dělení na vlnové délce a polarizační multiplexování.

V roce 2009 společnost Bell Labs dosáhla B ∙ L = 100 peta bitů za sekundu krát kilometr, čímž prolomila bariéru 100 000 Tbit / s ∙ km.

K dosažení takových rekordních výsledků použili vědci z Bell Labs ve Villarceaux ve Francii 155 laserů, z nichž každý pracuje na jiné frekvenci a přenáší data rychlostí 100 Gigabitů za sekundu. Přenos byl prováděn prostřednictvím sítě regenerátorů, jejichž průměrná vzdálenost byla 90 km. Multiplexování 155 optických kanálů rychlostí 100 Gbit / s poskytovalo celkovou šířku pásma 15,5 Tbit / s na dálku 7 000 km... Abychom pochopili význam této rychlosti, představte si, že data se přenášejí z Jekatěrinburgu do Vladivostoku rychlostí 400 DVD za sekundu.

V roce 2010 NTT Network Innovation Laboratories vytvořily rekord v přenosové rychlosti 69,1 terabitů za sekundu jeden po druhém 240 km optické vlákno. Pomocí technologie WDM (multiplexing wavelength division multiplexing) multiplexovali 432 streamů (frekvenční rozteč 25 GHz) při rychlosti kanálu 171 Gbps.

V experimentu byly použity koherentní přijímače, zesilovače s nízkou úrovní vnitřního šumu a s ultra širokopásmovým zesílením v C a v rozšířených pásmech L. V kombinaci s modulací a polarizačním multiplexováním QAM-16 se ukázalo, že bylo dosaženo spektrální účinnosti 6,4 bps / Hz.

Níže uvedený graf ukazuje trend ve vývoji komunikačních systémů s optickými vlákny za 35 let od jejich vzniku.

Z tohoto grafu vyvstává otázka: „co dál?“ Jak můžete několikrát zvýšit rychlost a dosah přenosu?

V roce 2011 vytvořil světový rekord v propustnosti NEC, který přenáší více než 100 terabitů informací za sekundu přes jedno optické vlákno. Toto množství přenesených dat za 1 sekundu stačí k nepřetržitému sledování filmů HD po dobu tří měsíců. Nebo to odpovídá přenosu 250 oboustranných disků Blu-ray za sekundu.

101,7 terabitů byly přeneseny za sekundu na vzdálenost 165 kilometrů multiplexováním 370 optických kanálů, z nichž každý měl rychlost 273 Gbit / s.

Ve stejném roce Národní institut informačních a komunikačních technologií (Tokio, Japonsko) oznámil dosažení prahové hodnoty 100 terab přenosové rychlosti pomocí vícejádrových optických vláken. Místo použití vlákna pouze s jedním světlovodným vláknem, jak je tomu u moderních komerčních sítí, tým použil sedmijádrové vlákno. Každý z nich byl přenášen rychlostí 15,6 Tbit / s, takže byla dosažena celková propustnost 109 terabitů za sekundu.

Jak tehdy vědci řekli, použití vícejádrových vláken je stále poměrně komplikovaný proces. Mají vysoký útlum a jsou kritické pro vzájemné rušení, proto jsou v dosahu přenosu velmi omezené. První aplikace takových 100 terabitových systémů bude v obřích datových centrech Google, Facebook a Amazon.

V roce 2011 tým vědců z Německa z Karlsruhe Institute of Technology (KIT), bez použití technologie xWDM, přenášel data přes jeden OF rychlostí 26 terabitů za sekundu na vzdálenost 50 km... To odpovídá 700 DVD za sekundu nebo 400 milionů telefonních signálů současně na jednom kanálu.

Začaly se objevovat nové služby, jako je cloud computing, 3D televize s vysokým rozlišením a aplikace virtuální reality, které opět vyžadují nebývale vysokou optickou kapacitu. K vyřešení tohoto problému vědci z Německa demonstrovali použití optického FFT schématu pro kódování a přenos datových toků rychlostí 26,0 Tbit / s. K organizaci tak vysoké přenosové rychlosti byla použita nejen klasická technologie xWDM, ale také optické multiplexování s ortogonálním multiplexováním s frekvenčním dělením (OFDM) a podle toho dekódování optických toků OFDM.

V roce 2012 japonská společnost NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) a její tři partneři, Fujikura Ltd., Hokkaido University a Technical University of Denmark, vytvořily světový rekord v rychlosti připojení 1000 terabit (1 Pbit/ s) informace za sekundu přes jedno optické vlákno na dálku 52.4 km... Přenos jednoho petabitu za sekundu odpovídá přenosu 5000 dvouhodinových filmů HD za sekundu.

S cílem výrazně zlepšit propustnost optických komunikačních systémů bylo vyvinuto a testováno vlákno s 12 jádry, uspořádané zvláštním způsobem ve formě voštiny. U tohoto vlákna je díky jeho speciální konstrukci vzájemné rušení mezi sousedními jádry, které je obvykle hlavním problémem běžných vícejádrových optických vláken, výrazně potlačeno. V důsledku aplikace polarizačního multiplexování, technologie xWDM, 32-QAM a digitálního koherentního příjmu vědci úspěšně zvýšili účinnost přenosu na jádro více než 4krát, ve srovnání s předchozími záznamy o vícejádrových optických vláknech.

Propustnost byla 84,5 terabitů za sekundu na jádro (rychlost kanálu 380 Gbit / s x 222 kanálů). Celková propustnost na vlákno byla 1,01 petabitů za sekundu (12 x 84,5 terabitů).

Také v roce 2012, o něco později, výzkumníci z laboratoře NEC v Princetonu, New Jersey, USA a Corning Inc., New York Research Center, úspěšně prokázali ultravysoké přenosové rychlosti na 1,05 petabitů za sekundu. Data byla přenášena pomocí jednoho vícejádrového vlákna, které se skládalo z 12 jader v jednom režimu a 2 jádrech s nízkým režimem.

Toto vlákno bylo vyvinuto výzkumnými pracovníky společnosti Corning. Díky kombinaci prostorového multiplexování a optických technologií MIMO a využití víceúrovňových formátů modulace dosáhli vědci celkové propustnosti 1,05 Pbit / s, čímž vytvořili nový světový rekord v nejrychlejší přenosové rychlosti přes jediné optické vlákno.

Léto 2014 pracovní skupina v Dánsku pomocí nového vlákna nabízeného japonskou společností Telekom NTT vytvořil nový rekord - organizování rychlosti pomocí jediného laserového zdroje rychlostí 43 Tbit / s... Signál z jednoho laserového zdroje byl přenášen přes sedmijádrové vlákno.

Tým dánské technické univerzity společně s NTT a Fujikura již dříve dosáhli nejvyšší světové rychlosti přenosu dat 1 petabitů za sekundu. Poté však byly použity stovky laserů. Nyní je rekord 43 Tbit / s dosažen jediným laserovým vysílačem, což činí přenosový systém energeticky účinnějším.

Jak jsme viděli, spojení má své vlastní zajímavé světové rekordy. Pro ty nové v této oblasti stojí za zmínku, že mnoho z uvedených údajů se stále nenachází všude v komerčním provozu, protože jich bylo dosaženo ve vědeckých laboratořích v jednotlivých experimentálních zařízeních. Nicméně, mobilní telefon byl kdysi prototypem.

Aby nedošlo k přetížení vašeho paměťového média, zastavíme aktuální tok dat.

Pokračování příště…

Rychlost přenosu dat přes komunikační kanál se měří počtem bitů informací přenesených za jednotku času - sekundu.

Měrnou jednotkou rychlosti přenosu dat jsou bity za sekundu.

Poznámka. Běžně používanou měrnou jednotkou rychlosti je přenosová rychlost. Baud je počet změn stavu přenosového média za sekundu. Protože každá změna stavu může odpovídat několika bitům dat, pak skutečná rychlost bitů za sekundu může překročit přenosovou rychlost.

Rychlost přenosu dat závisí na typu a kvalitě komunikačního kanálu, typu použitých modemů a přijatým způsobem synchronizace.

Takže pro asynchronní modemy a telefonní komunikační kanál je rozsah rychlostí 300-9600 bit / s a ​​pro synchronní modemy-1200-19200 bit / s.

Pro uživatele počítačové sítě důležité nejsou abstraktní bity za sekundu, ale informace, jejichž jednotkou jsou bajty nebo znaky. Pohodlnější charakteristikou kanálu je proto jeho propustnost, která se odhaduje podle počtu znaků přenesených kanálem za jednotku času - sekundu. V tomto případě jsou ve zprávě zahrnuty všechny servisní symboly. Teoretická šířka pásma je určena rychlostí přenosu dat. Skutečná propustnost závisí na řadě faktorů, včetně způsobu přenosu a kvality komunikačního kanálu a podmínek jeho provozu a struktury zpráv.

Jednotkou měření propustnosti komunikačního kanálu je znak za sekundu.

Základní charakteristikou komunikačního systému jakékoli sítě je spolehlivost přenášených informací. Protože na základě zpracování informací o stavu řídicího objektu se rozhoduje o konkrétním průběhu procesu, pak osud objektu může nakonec záviset na spolehlivosti informací. Věrnost přenosu informací se odhaduje jako poměr počtu chybně přenesených znaků k celkovému počtu přenesených znaků. Požadovanou úroveň spolehlivosti by mělo zajistit zařízení i komunikační kanál. Je nerozumné používat drahé vybavení, pokud komunikační kanál nesplňuje nezbytné požadavky s ohledem na úroveň spolehlivosti.

Jednotka platnosti: počet chyb na znamení - chyby / znaménko.

U počítačových sítí by se tento indikátor měl pohybovat v rozmezí 10-6-10-10 chyb / znaménko, tj. je povolena jedna chyba na milion přenesených znaků nebo deset milionů přenesených znaků.

Nakonec je spolehlivost komunikačního systému určena buď zlomkem doby uptime v celkové provozní době, nebo průměrnou dobou uptime. Druhá charakteristika vám umožňuje efektivněji posoudit spolehlivost systému.

Jednotka spolehlivosti: MTBF - hodina.

U počítačových sítí by měl být MTBF dostatečně velký a měl by trvat alespoň několik tisíc hodin.

Rychlost přenosu dat charakterizuje množství dat přenesených za určité časové období. Rychlost přenosu potřebujete znát, pokud něco stahujete z internetu nebo kopírujete data z jednoho paměťového média na druhé. Nejprve je třeba převést měrné jednotky na velikost souboru a přenosovou rychlost, aby byly sjednoceny, a poté nahradit hodnoty ve vzorci S = A ÷ T, kde A je množství dat, T je doba přenosu, S je přenosová rychlost. Pomocí tohoto vzorce můžete také vypočítat množství dat nebo dobu přenosu, pokud znáte jednu z proměnných a přenosovou rychlost.

Kroky

Část 1

Převod jednotek

Najděte měrné jednotky pro velikost souboru. Velikost souboru lze zadat v bitech (bitech), bajtech (B), kilobajtech (KB), megabajtech (MB), gigabajtech (GB) a dokonce i terabajtech (TB).

• Dávejte pozor na velká a malá písmena. Například bit je označen jako „bit“ (malými písmeny) a bajt je velké písmeno"B"

1. Věnujte pozornost měrným jednotkám přenosové rychlosti. Přenosové rychlosti lze vyjádřit v bitech za sekundu (bps), bajtech za sekundu (B / s), kilobajtech za sekundu (KB / s), megabajtech za sekundu (MB / s) nebo gigabajteech za sekundu (GB / s).

2. Převeďte jednotky na bity nebo bajty a ujistěte se, že mají stejnou předponu (K, M, G). Před použitím vzorce se ujistěte, že máte stejnou velikost souboru a jednotky přenosové rychlosti. Nemyslete na časové jednotky.

   • 8 bitů = 1 byte (B); Chcete -li převést bity na bajty, vydělte hodnotu v bitech 8. Chcete -li převést bajty na bity, vynásobte hodnotu v bajtech 8.
   • 1 024 bajtů = 1 kilobajt (KB); Chcete -li převést bajty na kilobajty, vydělte hodnotu v bajtech 1024. Chcete -li převést z kilobajtů na bajty, vynásobte hodnotu v kilobajtech 1024.
   • 1 024 kilobajtů = 1 megabajt (MB); Chcete -li převést kilobajty na megabajty, vydělte hodnotu v kilobajtech 1024. Chcete -li převést z megabajtů na kilobajty, vynásobte hodnotu v megabajtech 1024.
   • 1 024 megabajtů = 1 gigabajt (GB); pro převod z megabajtů na gigabajty vydělte hodnotu v megabajtech 1024. Chcete -li převést z gigabajtů na megabajty, vynásobte hodnotu v gigabajtech 1024.
   • 1 024 gigabajtů = 1 terabajt (TB); pro převod gigabajtů na terabajty vydělte gigabajty 1024. Chcete -li převést terabajty na gigabajty, vynásobte terabajty 1024.

3. V případě potřeby převeďte časové jednotky. Za 1 minutu 60 sekund a za 1 hodinu 60 minut. Chcete -li převést sekundy na minuty, rozdělte sekundy na 60. Chcete -li převést minuty na hodiny, dělejte minuty na 60. Chcete -li převést hodiny na minuty, vynásobte hodiny o 60. Chcete -li převést minuty na sekundy, vynásobte minuty o 60.

   • Chcete -li převést sekundy na hodiny, vydělte 3600 (60 x 60). Chcete -li převést hodiny na sekundy, vynásobte je 3600.
   • Přenosová rychlost je obvykle uvedena v sekundách. Pokud přenos velkého souboru trval příliš mnoho sekund, převeďte je na minuty nebo dokonce hodiny.

   Část 2

   Výpočet přenosové rychlosti, času a objemu dat

   1. Vypočítejte přenosovou rychlost vydělením množství dat časem přenosu. Zapojte hodnoty objemu dat (A) a času přenosu (T) do vzorce S = A ÷ T.

      • Například soubor 25 MB je přenesen za 2 minuty. Nejprve převeďte 2 minuty na sekundy: 2 x 60 = 120 sekund. Takže S = 25 MB ÷ 120 s = 0,208. Přenosová rychlost je tedy 0,208 MB / s. Chcete -li tuto hodnotu převést na kilobajty, vynásobte 0,208 x 1024: 0,208 x 1024 = 212,9. Přenosová rychlost je tedy také 212,9 KB / s.

   2. Vypočítejte dobu přenosu vydělením množství dat přenosovou rychlostí. To znamená, že použijte vzorec T = A ÷ S, kde T je doba přenosu, A je množství dat, S je přenosová rychlost.

      • Například 134 GB soubor byl přenesen rychlostí 7 MB / s. Nejprve převeďte GB na MB, abyste sjednotili jednotky: 134 x 1024 = 137217 MB. Bylo tedy přeneseno 137 217 MB rychlostí 7 MB / s. Chcete -li zjistit přenosový čas (T), vydělte 137217 číslem 7 a získejte 19602 sekund. Chcete -li převést sekundy na hodiny, vydělte 19602 číslem 3600 a získáte 5,445 hodiny. Jinými slovy, přenos 134 GB dat rychlostí 7 MB / s trvalo 5,445 hodiny.
      • Chcete -li používat hodiny a minuty, oddělte celou a zlomkovou část desetinné čárky. V našem případě je to 5 hodin a 0,445 hodin. Chcete -li převést 0,445 hodiny na minuty, vynásobte 60: 0,445 x 60 = 26,7 (26 minut a 0,7 minuty). Chcete -li převést desetinné číslo na sekundu, vynásobte 60: 0,7 x 60 = 42. Doba přenosu je tedy 5 hodin 26 minut a 42 sekund.

   3. Vypočítejte množství dat vynásobením času přenosu rychlostí přenosu. To znamená, že použijte vzorec A = T x S, kde T je doba přenosu, A je množství dat, S je přenosová rychlost.

      • Například musíte určit, kolik dat bylo přeneseno za 1,5 hodiny rychlostí 200 bps. Nejprve převeďte hodiny na sekundy: 1,5 x 3600 = 5400 s. Takže A = 5 400 s x 200 bps = 1 080 000 bps. Chcete -li tuto hodnotu převést na bajty, vydělte 8: 1080000 ÷ 8 = 135000. Chcete -li převést hodnotu na kilobajty, vydělte 1024: 135000 ÷ 1024 = 131,84. Bylo tedy přeneseno 131,84 KB dat za 1,5 hodiny při 200 bps.