Kako odrediti brzinu prijenosa informacija. Kako izračunati brzinu prijenosa. Uvođenje novog materijala

Definicija 1

Brzina prijenosa informacija je količina informacija koja se prenosi po jedinici vremena.

Uvod

Informacija je osnovni pojam u disciplini informatike, koji nema precizan izraz, ali je u isto vrijeme:

Pružanje novih činjenica i znanja.
Podaci o objektima i događajima u okolišu koji podižu svijest ljudi.
Podaci o objektivnoj stvarnosti vanjskog okruženja, sužavaju praznine u poznavanju različitih pojava i pomažu u pronalaženju optimalnih rješenja.

Izraz "informacija" smatra se općenito znanstvenim, jer se koristi u različitim znanstvenim disciplinama. No, ipak, svaka znanstvena disciplina povezuje ovaj pojam s različitim konceptualnim aspektima. Na primjer, fizika vjeruje da je informacija antientropijska (određuje redoslijed i složenost sustava).

U zajednici ljudi neprestano se odvijaju procesi razmjene informacija. Osoba prima informacije iz vanjskog okruženja svojim osjetilima, analizira ih i razvija potrebne odluke, koje se potom utjelovljuju u praktičnim utjecajima na vanjsko okruženje. Informacijski procesi su prikupljanje, prijenos, pohrana i obrada informacijskih podataka. Prijenos informacija shvaćen je kao rad emitiranja poruka s izvora na prijemnik pomoću posebnih komunikacijskih kanala. Informacijski podaci mogu se prenositi u obliku različitih signala, koji nastaju iz zvuka, svjetla, ultrazvuka, elektromagnetskih valova, teksta, grafike itd. Kao komunikacijske kanale moguće je koristiti atmosferu, razne kabelske mreže, osobu, njezine živčane stanice itd.

Definicija 2

Pohrana podataka shvaća se kao radnja popravljanja poruke na nekom fizičkom mediju. Papir i druge površine, magnetska traka, laserski diskovi, tvrdi diskovi i druge.

Napomena 1

Obrada informacija shvaća se kao radnja formiranja nove poruke iz skupa postojećih. Prilikom obrade informacija postoji mogućnost povećanja njezine količine. Rezultat obrade poruka jedne vrste može biti razvoj poruka druge vrste.

Brzina prijenosa informacija

Napomena 2

Najmanja mjerna jedinica za brzinu prijenosa podataka je jedan bit u sekundi. Bit se smatra najmanjom jedinicom mjerenja volumena informacija. Bit / sec je osnovna jedinica za mjerenje brzine prijenosa informacija u području računarstva.

No budući da se količina informacija može mjeriti i u bajtovima, tada postoji i odgovarajuća jedinica za mjerenje brzine, bajtova u sekundi. Za referencu, jedan bajt je osam bita. I, prema tome, 1 bajt / s = 8 bita / s. Također biste trebali obratiti pažnju na činjenicu da se u skraćenom formatu malo piše malim slovom (bitovi / sek), a bajt velikim slovom (B / sek). No, budući da su bitovi i bajtovi relativno male količine podataka, za rad s velikim količinama informacija koriste se posebni prefiksi za množenje. Decimalni format prefiksa dobro nam je poznat iz svakodnevnog života pri mjerenju duljine, težine itd.

Ovi prilozi su posebno:

kilogram (k), znači da morate pomnožiti broj s tisuću (na primjer, jedan kilogram je tisuću grama).
mega (M), znači da morate pomnožiti broj s milijun (zanimljivo, ovaj je pojam uveden relativno nedavno, 1960.).
giga (G), znači da se broj treba pomnožiti s milijardom (još je čudnije da je ovaj pojam nastao davne 1947. godine, dakle trinaest godina ranije od izraza mega).

U industriji elektroničkog računalstva koriste se i binarni prefiksi. Ovo su sljedeći izrazi:

Kibi (Ki), znači da se broj mora pomnožiti s 1024 (to jest, dva na stupanj desetke).
Mobi (Me), znači da se broj treba pomnožiti s 1.048.576 (220).
Gibi (Gi), znači da se broj mora pomnožiti s 1 073 741 824 (230).

Također imajte na umu da je ovu binarnu terminologiju uvela Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) 1999. godine. Decimalni prefiksi također se mogu koristiti za mjerenje karakteristika brzine prijenosa informacija. Ako se binarni koeficijenti koriste za označavanje količine podataka, tada se kod određivanja brzine prijenosa informacija obično koriste decimalni koeficijenti. Odnosno, jedan kbps odgovara 1000 bps. Prema tome, jedan megabit u sekundi sadrži milijun bitova u sekundi, a jedan gigabit u sekundi jedna je milijarda bitova u sekundi. Prilikom korištenja bajtova sve će biti potpuno isto, ali uz kratice bit će veliko slovo B i, naravno, morate se sjetiti da bajt sadrži osam bitova.

To jest: 1 kilobajt u sekundi (kb / s ili kB / s ili kB / s) jednako je 1000 bajtova / s.

Da biste pretvorili kilobite i megabite u kilobajte i megabajte, trebate:

Da biste količinu podataka u bajtima pretvorili u bitove, morate ih pomnožiti s osam.
Za pretvaranje volumena informacija u bitovima u bajtove podijelite s osam.

Na primjer, 100 Mbps = 100/8 = 12,5 Mbps.

Binarni koeficijenti ne koriste se često za označavanje brzine prijenosa informacija. Na primjer, 1 kibit u sekundi (1Kib / sec ili 1Kib / s) = 1024 bit / sec. Ovdje postoji jedna opasnost. Ponekad uporaba binarnih koeficijenata jednostavno nije naznačena i postoji mogućnost da simbol "M" ne znači "Mega", već "Mebi".

Brzina interneta

Od pojave Interneta brzina prijenosa podataka u mreži mjeri se brojem bitova u sekundi. Količina podataka pohranjenih na tvrdom disku (ili drugom mediju) u pravilu se broji u bajtima. Stoga se treba sjetiti da pri povezivanju na Internet, u predloženom tarifni planovi brzina je naznačena u megabitima u sekundi i uz stvarno preuzimanje podataka softver označava brzinu u MB u sekundi. To jest, navodi se, na primjer, da će brzina interneta biti 20 Mbit / s, ali u stvarnosti vidimo 2,5 MB / s. Ali ovdje nema ulova, to je samo osam puta razlika između bita i bajta.

U slučaju brzina prijenosa informacija, ti su "lijepi brojevi" zbunjujući. Naravno, ovdje je situacija i dalje drugačija - ovo je zabuna između standarda (gdje se brzina imenuje prema onome što je na razini podatkovne veze) i stvarnosti, ali značenje je vrlo slično: brojka na naljepnici čini ne odgovara onome što vidite očima kada uključite računalo. Pokušajmo to riješiti s ovom zabunom.

Postoje dvije vrste povezivanja - putem kabela, te bežičnim putem, bežično.

Kabelska veza.

U ovom slučaju najmanje je problema s brojevima. Veza se odvija brzinom od 10, 100 ili 1000 megabita (1 gigabit) u sekundi. Ovo nije "brzina interneta", niti brzina otvaranja stranica ili preuzimanja datoteka. Takav kabel povezuje samo brzina između dvije točke. S vašeg računala kabel može ići do usmjerivača (modema), do drugog računala ili do ulaza, do opreme davatelja usluga, ali u svakom slučaju ta brzina samo ukazuje na to da se veza između ove dvije točke dogodila navedenom brzinom.

Brzina prijenosa podataka nije ograničena samo vrstom kabela, već i prilično snažno - brzinom vašeg tvrdog diska. Na gigabitnoj vezi brzina prijenosa datoteka bit će suprotna tome, a moguće je postići stvarnih 120 megabajta u sekundi samo u nekim slučajevima.

Brzina veze odabire se automatski ovisno o tome kako se vaši spojni uređaji "slažu", prema najsporijem od njih. Ako imate gigabit Mrežna kartica(a sada je većina njih u računalima), a s drugog kraja nalazi se oprema od 100 megabita, tada će se brzina veze postaviti na 100mbita. Ne dodatne instalacije brzina nije potrebna, ako je potrebno, to je pokazatelj da postoji problem s kabelom, ili s opremom na vama ili na drugom kraju, pa se stoga maksimalna brzina ne postavlja automatski.

Bežična veza.

No, s ovom vrstom veze postoji mnogo više problema i zabune. Poanta je da za bežična veza brzina prijenosa podataka je oko dva puta manja od standardne brojke. Kako to izgleda u stvarnim podacima - pogledajte tablicu.

Standard	Frekvencija i propusnost	Standardna brzina	Prava brzina prijenosa datoteka	dodatne informacije
Wi-Fi 802.11 a	5 GHz. (20 MHz)	54 mbit / s		Trenutno se rijetko koristi u opremi za kućanstvo, nalazi se u mrežama davatelja usluga.
Wi-Fi 802.11 b	2,4 GHz (20 MHz)	11 mbit / s	U REDU. 0,6 megabajta (4,8 megabita) u sekundi	Trenutno se koristi samo za komunikaciju računalo-računalo (Ad-Hoc)
Wi-Fi 802.11 g	2,4 GHz (20 MHz)	54 mbit / s	U REDU. 3 megabajta (24 megabita) u sekundi	Do sada najčešći tip veze.
Wi-Fi 802.11 n	2,4 GHz / 5 GHz (20 MHz / 40 MHz)	150, 300, 600 mbit / s	5-10 megabajta u sekundi.	Uobičajeno 1 tok (antena) - 150 megabita, usmjerivač (mreža) s 4 antene podržava 600 Mb / s

Kao što vidite, sve je vrlo tužno i ružno, a hvaljeno slovo "N" ni približno ne prikazuje brojeve koje bih želio vidjeti. Osim toga, ova je brzina osigurana u gotovo idealnim uvjetima okoline: bez smetnji, bez metalnih zidova između usmjerivača i računala (bolja vidljivost), a što je kraća udaljenost, to bolje. U tipičnom trosobnom stanu armiranobetonska kuća bežična pristupna točka instalirana u stražnjem dijelu stana može biti gotovo nedostižna sa suprotne strane. “N” standard pruža najbolju pokrivenost, a ta je prednost meni osobno važnija od brzine; i visokokvalitetna pokrivenost ima dobar učinak na brzinu: gdje je brzina prijenosa podataka pri uporabi opreme s "G" 1 megabit, samo pomoću "N" može se povećati nekoliko puta. Međutim, uopće nije činjenica da će to uvijek biti slučaj - to je u rasponima, u nekim slučajevima takav prekidač ne daje rezultat.

Na brzinu utječu i performanse uređaja koji distribuira Internet (usmjerivač, pristupna točka). Uz aktivno korištenje torenta, na primjer, brzina prijenosa podataka kroz usmjerivač može značajno pasti - njegov procesor jednostavno se ne može nositi s tok podataka.

Odabrana vrsta šifriranja također utječe na brzinu. Već iz samog naziva jasno je da je “enkripcija” obrada podataka radi njihovog kodiranja. Mogu se koristiti različite metode šifriranja, pa su stoga i performanse uređaja koje ova enkripcija-dešifriranje izvodi različite. Stoga se preporučuje postavljanje parametara bežična mreža Vrsta šifriranja WPA2 najbrža je i najsigurnija ovaj trenutak vrsta šifriranja. Zapravo, prema standardu, bilo koja druga vrsta šifriranja neće dopustiti da se "N" uključi na "punoj snazi", ali neki kineski usmjerivači pljuju po standardima.

Još jedna točka. Kako biste u potpunosti iskoristili N standard (posebno za opremu koja podržava MIMO), pristupna točka mora biti postavljena na način rada "Samo N".

Ako odaberete "G + N Mješovito" (bilo koji "mješoviti" način rada), velike su šanse da se vaši uređaji neće pokušati povezati najvećom brzinom. Ovo je plaćanje za interoperabilnost standarda. Ako vaši uređaji podržavaju "N", zaboravite na druge načine rada - zašto biste izgubili ponuđene prednosti? Korištenje G i N hardvera na istoj mreži oduzeti će vam ih. Međutim, postoje usmjerivači koji imaju dva odašiljača i omogućuju vam rad u dva različita frekvencijska raspona u isto vrijeme, ali to je prilično rijetko, a njihova cijena je mnogo veća (na primjer, Asus RT-N56U).

Druge vrste veza.

Osim opisanih, naravno, postoje i druge vrste povezivanja. Zastarjela opcija - povezivanje preko koaksijalnog kabela, neobična mogućnost povezivanja putem električne mreže zgrade, mnoge mogućnosti povezivanja pomoću mobilnih mreža - 3G, novi LTE, relativno neuobičajen WiMAX. Bilo koja od ovih vrsta veza ima karakteristike brzine, a svaka od njih radi s konceptom "brzine TO". Niste prevareni (dobro, formalno se ne varaju), ali ima smisla obratiti pažnju na ove brojke, shvaćajući što oni u stvarnosti znače.

Jedinice.

Postoji zabuna uzrokovana nepravilnom uporabom jedinica. Vjerojatno je ovo tema za drugi članak (o mrežama i vezama, koji ću uskoro napisati), ali ipak, ovdje (komprimirano) bit će na mjestu.

U računalnom svijetu usvojen je binarni brojčani sustav. Najmanja jedinica mjerenje - bit... Slijedi bajt.

Uzlazni:

1 bajt = 8 bita

1024 bita = 1 kilobit (kb)

8 kilobita = 1 kilobajt (KB)

128 kilobajta = 1 megabita (mb)

8 megabita = 1 megabajt (MB)

1024 kilobajta = 1 megabajt (MB)

128 megabajta = 1 gigabit (gb)

8 gigabita = 1 gigabajt (GB)

1024 megabajta = 1 gigabajt (GB)

Čini se da je sve jasno. Ali! Odjednom se pokazalo da i ovdje postoji zabuna. Evo što wikipedia kaže:

Pri označavanju brzina telekomunikacijskih veza, na primjer, 100 Mbit / s u standardu 100BASE-TX ("bakreni" Fast Ethernet) odgovara brzini prijenosa od točno 100.000.000 bit / s, a 10 Gbit / s u 10GBASE-X (Ten Gigabit Ethernet) standard - 10.000.000.000 bit / s.

Kome vjerovati? Odlučite sami, što vam je prikladnije, pročitajte istu Wikipediju. Činjenica je da ono što je napisano na Wikipediji nije krajnja istina, to pišu ljudi (zapravo, bilo koja osoba tu može nešto napisati). Ali u udžbenicima (osobito u udžbeniku "Računalne mreže" od Olifera VG, Olifer NA) - račun je normalan, binarni i u 100 megabita - 12,5 megabajta, a to je 12 megabajta koje ćete vidjeti prilikom preuzimanja datoteku na 100-megabitnom LAN-u, u gotovo svakom programu.

Različiti programi prikazuju brzinu na različite načine - neki u kilobajtima, neki u kilobitima. Formalno, kada govorimo o * bajtovima, stavlja se veliko slovo, oko * bitova -mali (oznaka KB (KB, ponekad kB ili KB, ili KB)) - znači "kilobajt", kb (kb ili kbit) - "Kilobit" itd.), Ali ovo nije fiksno pravilo.

Mislite da je vaša širokopojasna internetska veza brza? Pazite, nakon čitanja ovog članka vaš stav prema riječi "brzo" u odnosu na prijenos podataka može se jako promijeniti. Zamislite volumen vašeg tvrdi disk na vašem računalu i odlučite kojom će se brzinom puniti velika -1 Gb / s ili možda 100 Gb / s, tada će se 1 terabajtni disk napuniti za 10 sekundi? Kad bi Guinnessova knjiga rekorda uspostavila zapise o brzini prijenosa informacija, tada bi morala obraditi sve dolje navedene eksperimente.

Krajem dvadesetog stoljeća, odnosno još relativno nedavno, brzine u glavnim komunikacijskim kanalima nisu prelazile desetke Gbit / s. Istodobno, korisnici interneta koji koriste telefonske linije i modeme uživali su u brzinama od nekoliko desetaka kilobita u sekundi. Internet je bio na karticama, a cijene usluge bile su prilično velike - tarife su u pravilu bile u USD. Ponekad je čak trebalo nekoliko sati za preuzimanje jedne slike, a kako je jedan od tadašnjih korisnika Interneta točno primijetio: "Bio je to Internet, kad ste u jednoj noći mogli gledati samo nekoliko žena na internetu." Je li ova brzina prijenosa podataka spora? Možda. Međutim, vrijedi zapamtiti da je sve na svijetu relativno. Na primjer, ako je sada 1839., tada bi najduža optička telegrafska komunikacijska linija na svijetu Petersburg-Varšava za nas predstavljala neku vrstu interneta. Duljina ove komunikacijske linije za devetnaesto stoljeće izgleda jednostavno transcendentalna - 1200 km, sastoji se od 150 prijenosnih tornjeva. Svaki građanin može koristiti ovu liniju i poslati "optički" brzojav. Brzina je "kolosalna" - 45 znakova na udaljenosti od 1200 km može se prenijeti u samo 22 minute, nijedna poštanska služba nije bila tu i tamo!

Vratimo se u XXI stoljeće i vidimo što imamo danas u usporedbi s gore opisanim vremenima. Minimalne tarife velikih pružatelja usluga žičani internet ne računaju se više u jedinicama, već u nekoliko desetaka Mbit / s; ne želimo gledati video zapise rezolucije manje od 480 pipa, ova nam kvaliteta slike više ne odgovara.

Pogledajmo prosječnu brzinu interneta u različite zemlje svijet. Predstavljene rezultate sastavio je davatelj CDN -a Akamai Technologies. Kao što vidite, čak je i u Republici Paragvaj već 2015. prosječna brzina veze u zemlji prešla 1,5 Mbit / s (usput, Paragvaj ima domenu koja je nama Rusima bliska po transliteraciji - * .py) .

Danas je prosječna brzina internetskih veza u svijetu 6,3 Mbps... Najveća prosječna brzina zabilježena je u Južnoj Koreji od 28,6 Mbit / s, Norveška je na drugom mjestu - 23,5 Mbit / s, Švedska je na trećem mjestu - 22,5 Mbit / s. Dolje se nalazi grafikon koji prikazuje prosječnu brzinu interneta u zemljama s najboljim učinkom početkom 2017.

Vremenska traka svjetskih rekorda u brzinama prijenosa podataka

Budući da su danas optički prijenosni sustavi neosporni rekorder u dometu i brzini prijenosa, naglasak će biti na njima.

Kojim je brzinama sve počelo? Nakon brojnih studija u razdoblju od 1975. do 1980. godine. pojavio se prvi komercijalni optički sustav koji radi s zračenjem na valnoj duljini od 0,8 μm na poluvodičkom laseru na bazi galijevog arsenida.

Dana 22. travnja 1977. u Long Beachu u Kaliforniji General Telephone and Electronics prvi je put upotrijebio optički kanal za prijenos telefonskog prometa na 6 Mbps... Ovom brzinom moguće je organizirati istovremeni prijenos do 94 najjednostavnijih digitalnih telefonskih kanala.

Maksimalna brzina dosegnuti optički prijenosni sustavi u eksperimentalnim istraživačkim objektima ovog vremena 45 Mbps, najveća udaljenost između regeneratora je 10 km.

Početkom 1980 -ih, prijenos svjetlosnog signala odvijao se u višemodnim vlaknima već na valnoj duljini od 1,3 μm pomoću InGaAsP lasera. Maksimalna brzina prijenosa bila je ograničena vrijednošću 100 Mbps zbog disperzije.

Kada su 1981. korištena jednomodna optička vlakna, u laboratorijskim ispitivanjima postignuta je rekordna brzina prijenosa za to vrijeme 2 Gbps na udaljenost 44 km.

Komercijalno uvođenje takvih sustava 1987. omogućilo je brzine do 1,7 Gbps s duljinom rute 50 km.

Kao što vidite, vrijedno je ocijeniti zapis komunikacijskog sustava ne samo u smislu brzine prijenosa, već je i iznimno važno za koju udaljenost ovaj sustav u stanju pružiti zadana brzina... Stoga se za karakteriziranje komunikacijskih sustava obično koristi umnožak ukupnog kapaciteta sustava B [bit / s] na njegov raspon L [km].

2001. primjenom WDM tehnologije postignuta je brzina prijenosa 10,92 Tbit / s(273 optička kanala pri 40 Gbps), ali je raspon prijenosa bio ograničen vrijednošću 117 km(B ∙ L = 1278 Tbit / s ∙ km).

Iste godine proveden je eksperiment organiziranja 300 kanala sa brzinom od 11,6 Gbps svaki (ukupna širina pojasa 3,48 Tbit / s), duljina linije je završila 7380 km(B ∙ L = 25 680 Tbit / s ∙ km).

Godine 2002. interkontinentalna optička linija duljine 250.000 km s ukupnom propusnošću 2,56 Tbit / s(64 WDM kanala pri 10 Gbps, transatlantski kabel sadržavao je 4 para vlakana).

Sada se 3 milijuna može prenositi istovremeno s jednim vlaknom! telefonskih signala ili 90.000 televizijskih signala.

Godine 2006., Telegrafska i telefonska korporacija Nippon uspostavila je brzinu prijenosa od 14 bilijuna bitova u sekundi ( 14 Tbps) jedan po jedan optičko vlakno na duljini crte 160 km(B ∙ L = 2240 Tbit / s ∙ km).

U ovom eksperimentu javno su demonstrirali prijenos 140 digitalnih HD filmova u jednoj sekundi. Vrijednost od 14 Tbit / s pojavila se kao rezultat kombiniranja 140 kanala od po 111 Gbit / s. Korišteni su multipleksiranje s podjelom valnih duljina i polarizacijsko multipleksiranje.

Godine 2009. Bell Labs je postigao B ∙ L = 100 peta bitova u sekundi puta više od kilometra, čime je razbijena barijera od 100.000 Tbit / s ∙ km.

Da bi postigli takve rekordne rezultate, istraživači u Bell Labs -u u Villarceauxu u Francuskoj koristili su 155 lasera, od kojih je svaki radio na različitoj frekvenciji i odašiljao podatke brzinom od 100 gigabita u sekundi. Prijenos je izvršen putem mreže regeneratora, čija je prosječna udaljenost bila 90 km. Multipleksiranje 155 optičkih kanala pri 100 Gbit / s osiguralo je ukupnu propusnost 15,5 Tbit / s na udaljenost 7000 km... Da biste shvatili značaj ove brzine, zamislite da se podaci prenose iz Jekaterinburga u Vladivostok brzinom od 400 DVD -ova u sekundi.

U 2010. NTT Network Innovation Laboratories postavili su rekord u brzini prijenosa 69,1 terabita u sekundi jedan po jedan 240 km optičko vlakno. Koristeći tehnologiju multipleksiranja s valnom duljinom (WDM), multipleksirali su 432 toka (razmak frekvencija 25 GHz) pri brzinama kanala od 171 Gbps.

U eksperimentu su korišteni koherentni prijemnici, pojačala s niskom razinom unutarnje buke i s ultraširokopojasnim pojačanjem u C i u proširenim L opsezima. U kombinaciji s QAM-16 modulacijom i polarizacijskim multipleksiranjem pokazalo se da je postignuta spektralna učinkovitost od 6,4 bps / Hz.

Donji grafikon prikazuje trend u razvoju optičkih komunikacijskih sustava tijekom 35 godina od njihovog početka.

Iz ovog grafikona postavlja se pitanje: "što dalje?" Kako možete povećati brzinu i raspon prijenosa za nekoliko puta?

2011. NEC je postavio svjetski rekord u propusnosti, prenoseći više od 100 terabita informacija u sekundi preko jednog optičkog vlakna. Ova količina podataka prenesena u 1 sekundi dovoljna je za neprekidno gledanje HD filmova tri mjeseca. Ili je ekvivalentno prijenosu sadržaja 250 obostranih Blu-ray diskova u sekundi.

101,7 terabita prenose se u sekundi na daljinu 165 kilometara multipleksiranjem 370 optičkih kanala, od kojih je svaki imao brzinu od 273 Gbps.

Iste godine Nacionalni institut za informacijsku i komunikacijsku tehnologiju (Tokio, Japan) najavio je postizanje praga od 100 teraba brzine prijenosa korištenjem višejedrnih optičkih vlakana. Umjesto da koriste vlakna sa samo jednom jezgrom svjetlosnog vodiča, kao što je slučaj sa suvremenim komercijalnim mrežama, tim je koristio vlakna sa sedam jezgara. Svaki od njih prenosio se brzinom od 15,6 Tbit / s, čime je postignut ukupni protok 109 terabita po sekundi.

Kao što su tada istraživači rekli, upotreba višejezgrenih vlakana još je uvijek prilično kompliciran proces. Imaju veliko prigušenje i kritični su za međusobne smetnje, stoga su jako ograničeni u dometu prijenosa. Prva primjena takvih 100 terabitnih sustava bit će unutar ogromnih podatkovnih centara Googlea, Facebooka i Amazona.

Godine 2011., tim znanstvenika iz Njemačke s Tehnološkog instituta Karlsruhe (KIT), bez upotrebe xWDM tehnologije, prenosio je podatke preko jedne OF brzinom 26 terabita u sekundi po udaljenosti 50 km... To je ekvivalent 700 DVD -ova u sekundi ili 400 milijuna telefonskih signala istovremeno na jednom kanalu.

Počele su se pojavljivati nove usluge poput računalstva u oblaku, 3D televizije visoke razlučivosti i aplikacija za virtualnu stvarnost, koje su ponovno zahtijevale neviđeno veliki optički kapacitet. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači iz Njemačke demonstrirali su uporabu optičke FFT sheme za kodiranje i prijenos tokova podataka brzinom od 26,0 Tbit / s. Za organizaciju tako velike brzine prijenosa nije korištena samo klasična xWDM tehnologija, već optičko multipleksiranje s ortogonalnim multipleksiranjem s frekvencijskom diobom (OFDM) i, prema tome, dekodiranje optičkih OFDM tokova.

2012. japanska kompanija NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) i njena tri partnera, Fujikura Ltd., Sveučilište Hokkaido i Tehničko sveučilište u Danskoj, postavili su svjetski rekord u propusnosti prolaskom 1000 terabit (1 Pbit/ s) informacije u sekundi preko jednog optičkog vlakna na daljinu 52.4 km... Prijenos jednog petabita u sekundi ekvivalentan je prijenosu 5000 dvosatnih HD filmova u sekundi.

S ciljem značajnog poboljšanja protoka optičkih komunikacijskih sustava, razvijeno je i ispitano vlakno s 12 jezgara, raspoređeno na poseban način u obliku saća. U ovom vlaknu, zbog svog posebnog dizajna, međusobne smetnje između susjednih jezgri, što je obično glavni problem u konvencionalnim višejezgrenim optičkim vlaknima, značajno su potisnute. Kao rezultat primjene polarizacijskog multipleksiranja, xWDM tehnologije, 32-QAM-a i digitalnog koherentnog prijema, znanstvenici su uspješno povećali učinkovitost prijenosa po jezgri za više od 4 puta, u usporedbi s prethodnim zapisima za višejezgrena optička vlakna.

Propusnost je iznosila 84,5 terabita po sekundi po jezgri (brzina kanala 380 Gbit / s x 222 kanala). Ukupna propusnost po vlaknu iznosila je 1,01 petabita u sekundi (12 x 84,5 terabita).

Također 2012., nešto kasnije, istraživači iz laboratorija NEC u Princetonu, New Jersey, SAD i njujorškog istraživačkog centra Corning Inc., uspješno su pokazali iznimno visoke brzine prijenosa podataka na 1,05 petabita po sekundi. Podaci su se prenosili pomoću jednog višejezgrenog vlakna, koje se sastojalo od 12 jednomodnih i 2 jezgre niskog načina rada.

Ovo vlakno razvili su istraživači Corninga. Kombinirajući prostorno multipleksiranje i optičke MIMO tehnologije te koristeći višeslojne modulacijske formate, istraživači su postigli ukupnu propusnost od 1,05 Pbit / s, čime su postavili novi svjetski rekord za najbržu brzinu prijenosa preko jednog optičkog vlakna.

Ljeto 2014 radna skupina u Danskoj je, koristeći novo vlakno koje nudi japanska tvrtka Telekom NTT, postavilo novi rekord - organizirajući s jednim laserskim izvorom brzinu pri 43 Tbit / s... Signal iz jednog laserskog izvora prenosio se preko sedmožilnog vlakna.

Tim Danskog tehničkog sveučilišta, zajedno s NTT -om i Fujikurom, prethodno su postigli najveću svjetsku brzinu prijenosa podataka od 1 petabita u sekundi. Međutim, tada su korištene stotine lasera. Sada je rekord od 43 Tbit / s postignut jednim laserskim odašiljačem, što čini prijenosni sustav energetski učinkovitijim.

Kao što smo vidjeli, veza ima svoje zanimljive svjetske rekorde. Za one početnike u ovom području, valja napomenuti da se mnoge od prikazanih brojki još uvijek ne nalaze posvuda u komercijalnim operacijama, budući da su postignute u znanstvenim laboratorijima u pojedinačnim eksperimentalnim instalacijama. Međutim, mobilni telefon nekada bio prototip.

Kako ne bismo preopteretili vaš medij za pohranu, dok zaustavljamo trenutni protok podataka.

Nastavit će se…

Brzina prijenosa podataka putem komunikacijskog kanala mjeri se brojem bitova informacija prenesenih u jedinici vremena - sekundi.

Mjerna jedinica za brzinu prijenosa podataka su bitovi u sekundi.

Bilješka. Uobičajeno korištena mjerna jedinica za brzinu je baud. Baud je broj promjena stanja prijenosnog medija u sekundi. Budući da svaka promjena stanja može odgovarati nekoliko bitova podataka, tada stvarna brzina bitova u sekundi može premašiti brzinu prijenosa.

Brzina prijenosa podataka ovisi o vrsti i kvaliteti komunikacijskog kanala, vrsti korištenih modema i prihvaćen način sinkronizacija.

Dakle, za asinkrone modeme i telefonski komunikacijski kanal raspon brzina je 300-9600 bps, a za sinkrone modeme 1200-19200 bps.

Za korisnike računalne mreže nisu važni apstraktni bitovi u sekundi, već informacije čija je jedinica bajtovi ili znakovi. Stoga je prikladnija karakteristika kanala njegova propusnost, koja se procjenjuje prema broju znakova koji se prenose po kanalu u jedinici vremena - sekundi. U tom slučaju svi su simboli usluge uključeni u poruku. Teoretska širina pojasa određena je brzinom prijenosa podataka. Stvarna propusnost ovisi o nizu čimbenika, uključujući način prijenosa, kvalitetu komunikacijskog kanala, uvjete njegova rada i strukturu poruka.

Mjerna jedinica propusnosti komunikacijskog kanala je znak u sekundi.

Bitna karakteristika komunikacijskog sustava bilo koje mreže je pouzdanost prenesenih informacija. Budući da se na temelju obrade informacija o stanju kontrolnog objekta donose odluke o određenom tijeku procesa, tada sudbina objekta može u konačnici ovisiti o pouzdanosti informacija. Vjernost prijenosa informacija procjenjuje se kao omjer broja pogrešno prenesenih znakova i ukupnog broja prenesenih znakova. Potrebnu razinu povjerenja treba osigurati i oprema i komunikacijski kanal. Nerazumno je koristiti skupu opremu ako komunikacijski kanal ne zadovoljava potrebne zahtjeve s obzirom na razinu pouzdanosti.

Jedinica valjanosti: broj pogrešaka po znaku - pogreške / znak.

Za računalne mreže ovaj bi pokazatelj trebao biti u rasponu od 10-6 -10-7 pogrešaka / znak, tj. dopuštena je jedna pogreška na milijun prenesenih znakova ili deset milijuna prenesenih znakova.

Konačno, pouzdanost komunikacijskog sustava određena je ili dijelom neprekidnog rada u ukupnom radnom vremenu, ili prosječnim radom. Druga karakteristika omogućuje vam učinkovitiju procjenu pouzdanosti sustava.

Jedinica pouzdanosti: MTBF - sat.

Za računalne mreže, MTBF bi trebao biti dovoljno velik i trajati najmanje nekoliko tisuća sati.

Brzina prijenosa podataka karakterizira količinu podataka koja se prenosi u određenom vremenskom razdoblju. Morate znati brzinu prijenosa ako preuzimate nešto s interneta ili kopirate podatke s jednog medija za pohranu na drugi. Prvo morate pretvoriti mjerne jedinice za veličinu datoteke i brzinu prijenosa kako bi ih ujedinili, a zatim zamijeniti vrijednosti u formulu S = A ÷ T, gdje je A količina podataka, T je vrijeme prijenosa, S je brzina prijenosa. Također, pomoću ove formule možete izračunati količinu podataka ili vrijeme prijenosa, ako znate jednu od varijabli i brzinu prijenosa.

Koraci

1. dio

Pretvorba jedinica

Pronađite mjerne jedinice za veličinu datoteke. Veličina datoteke može se navesti u bitovima (bitovima), bajtovima (B), kilobajtima (KB), megabajtima (MB), gigabajtima (GB), pa čak i terabajtima (TB).

Obratite pažnju na velika i mala slova. Na primjer, bit se označava kao "bit" (malim slovima), a bajt je veliko slovo"B"

Obratite pozornost na mjerne jedinice brzine prijenosa. Brzine prijenosa mogu se izraziti u bitovima u sekundi (bps), bajtima u sekundi (B / s), kilobajtima u sekundi (KB / s), megabajtima u sekundi (MB / s) ili gigabajtima u sekundi (GB / s).
Pretvorite jedinice u bitove ili bajtove i provjerite imaju li isti prefiks (K, M, G). Prije korištenja formule provjerite imate li istu veličinu datoteke i jedinice brzine prijenosa. Ne razmišljajte o vremenskim jedinicama.
- 8 bitova = 1 bajt (B); za pretvaranje bitova u bajtove podijelite vrijednost u bitovima s 8. Za pretvaranje bajtova u bitove pomnožite vrijednost u bajtovima s 8.
- 1.024 bajta = 1 kilobajt (KB); za pretvaranje bajtova u kilobajte podijelite vrijednost u bajtovima s 1024. Za pretvaranje iz kilobajta u bajtove pomnožite vrijednost u kilobajtima s 1024.
- 1.024 kilobajta = 1 megabajt (MB); za pretvaranje kilobajta u megabajte podijelite vrijednost u kilobajtima s 1024. Za pretvaranje iz megabajta u kilobajte pomnožite vrijednost u megabajtima s 1024.
- 1.024 megabajta = 1 gigabajt (GB); za pretvaranje megabajta u gigabajte, podijelite megabajte s 1024. Za pretvaranje gigabajta u megabajte pomnožite gigabajte s 1024.
- 1.024 gigabajta = 1 terabajt (TB); za pretvaranje gigabajta u terabajte podijelite gigabajte s 1024. Za pretvaranje terabajta u gigabajte pomnožite terabajte s 1024.
Pretvorite vremenske jedinice ako je potrebno. Za 1 minutu 60 sekundi, a za 1 sat 60 minuta. Za pretvaranje sekundi u minute, podijelite sekunde sa 60. Da biste minute pretvorili u sate, podijelite minute sa 60. Da biste sate pretvorili u minute, pomnožite sate sa 60. Da biste minute pretvorili u sekunde, pomnožite minute sa 60.
- Da biste sekunde pretvorili u sate, podijelite s 3600 (60 x 60). Za pretvaranje sati u sekunde, pomnožite s 3600.
- Obično se brzina prijenosa prikazuje u sekundama. Ako je prijenos velike datoteke trajao previše sekundi, pretvorite ih u minute ili čak sate.
2. dio
Izračun brzine prijenosa, vremena i količine podataka
1. Izračunajte brzinu prijenosa dijeljenjem količine podataka s vremenom prijenosa. Uključite vrijednosti volumena podataka (A) i vremena prijenosa (T) u formulu S = A ÷ T.
  - Na primjer, datoteka od 25 MB prenosi se u 2 minute. Prvo pretvorite 2 minute u sekunde: 2 x 60 = 120 sekundi. Dakle S = 25 MB ÷ 120 s = 0,208. Stoga je brzina prijenosa 0,208 MB / s. Za pretvaranje ove vrijednosti u kilobajte pomnožite 0,208 s 1024: 0,208 x 1024 = 212,9. Tako je i brzina prijenosa 212,9 KB / s.
2. Izračunajte vrijeme prijenosa dijeljenjem količine podataka sa brzinom prijenosa. To jest, upotrijebite formulu T = A ÷ S, gdje je T vrijeme prijenosa, A količina podataka, S brzina prijenosa.
  - Na primjer, datoteka od 134 GB prenesena je brzinom od 7 MB / s. Prvo, pretvorite GB u MB kako biste ujedinili jedinice: 134 x 1024 = 137217 MB. Dakle, 137.217 MB preneseno je pri 7 MB / s. Da biste pronašli vrijeme prijenosa (T), podijelite 137217 sa 7 kako biste dobili 19602 sekunde. Da biste pretvorili sekunde u sate, podijelite 19602 sa 3600 da biste dobili 5,445 sati. Drugim riječima, bilo je potrebno 5,445 sati za prijenos 134 GB podataka pri 7 MB / s.
  - Da biste koristili sate i minute, odvojite cijeli i razlomljeni dio decimalnog mjesta. U našem primjeru ovo je 5 sati i 0,445 sati. Za pretvaranje 0,445 sati u minute, pomnožite s 60: 0,445 x 60 = 26,7 (26 minuta i 0,7 minuta). Za pretvaranje decimalnog mjesta u sekundu, pomnožite s 60: 0,7 x 60 = 42. Dakle, vrijeme prijenosa bilo je 5 sati 26 minuta i 42 sekunde.
3. Izračunajte količinu podataka množenjem vremena prijenosa s brzinom prijenosa. To jest, upotrijebite formulu A = T x S, gdje je T vrijeme prijenosa, A je količina podataka, S je brzina prijenosa.
  - Na primjer, morate odrediti koliko je podataka preneseno u 1,5 sata pri brzini od 200 bps. Prvo, pretvorite sate u sekunde: 1,5 x 3600 = 5400 s. Dakle, A = 5.400 s x 200 bps = 1.080.000 bps. Za pretvaranje ove vrijednosti u bajtove podijelite s 8: 1080000 ÷ 8 = 135000. Za pretvaranje vrijednosti u kilobajte podijelite s 1024: 135000 ÷ 1024 = 131,84. Tako je 131,84 KB podataka preneseno u 1,5 sati pri 200 bps.