Kako določiti hitrost prenosa informacij. Kako izračunati hitrost prenosa. Uvedba novega materiala

Opredelitev 1

Hitrost prenosa informacij je količina informacij, ki se prenesejo na časovno enoto.

Uvod

Informacija je osnovni izraz v disciplini računalništvo, ki nima natančnega besedila, hkrati pa so informacije:

Zagotavljanje novih dejstev in znanja.
Podatki o predmetih in dogodkih v okolju, ki ozaveščajo ljudi.
Podatki o objektivni realnosti zunanjega okolja, zmanjšanje vrzeli v poznavanju različnih pojavov in pomoč pri iskanju optimalnih rešitev.

Izraz "informacija" velja za splošno znanstvenega, saj se uporablja v različnih znanstvenih disciplinah. Kljub temu pa vsaka znanstvena disciplina povezuje ta izraz z različnimi konceptualnimi vidiki. Na primer, fizika meni, da so informacije proti entropiji (določa vrstni red in kompleksnost sistema).

V skupnosti ljudi se nenehno odvijajo procesi izmenjave informacij. Oseba prejema informacije iz zunanjega okolja s svojimi čutili, jih analizira in razvija potrebne odločitve, ki se nato utelešajo v praktičnih vplivih na zunanje okolje. Informacijski procesi so zbiranje, prenos, shranjevanje in obdelava podatkovnih podatkov. Prenos informacij se razume kot delovanje oddajanja sporočil iz vira v sprejemnik s pomočjo posebnih komunikacijskih kanalov. Informacijski podatki se lahko prenašajo v obliki različnih signalov, ki nastanejo iz zvoka, svetlobe, ultrazvoka, elektromagnetnih valov, besedila, grafike itd. Kot komunikacijske kanale je mogoče uporabiti ozračje, različna kabelska omrežja, osebo, njene živčne celice itd.

Opredelitev 2

Shranjevanje informacij je razumevanje operacije pritrditve sporočila na neki fizični medij. Papir in druge površine, magnetni trak, laserski diski, trdi diski in druge.

Opomba 1

Obdelavo informacij razumemo kot operacijo oblikovanja novega sporočila iz niza obstoječih. Pri obdelavi informacij obstaja možnost povečanja njihove količine. Rezultat obdelave sporočil ene vrste je lahko razvoj sporočil druge vrste.

Hitrost prenosa informacij

Opomba 2

Najmanjša merska enota za hitrost prenosa podatkov je en bit na sekundo. Bit velja za najmanjšo enoto merjenja obsega informacij. Bit / sec je osnovna enota za merjenje hitrosti prenosa informacij na področju računalništva.

Ker pa je mogoče količino informacij izmeriti tudi v bajtih, obstaja tudi ustrezna enota za merjenje hitrosti, bajtov na sekundo. Za referenco je en bajt osem bitov. Skladno s tem je 1 bajt / s = 8 bit / s. Prav tako morate biti pozorni na dejstvo, da je v skrajšani obliki bit zapisan z majhno črko (bit / sec), bajt pa z veliko začetnico (B / sec). Ker pa so bitovi in bajti relativno majhne količine podatkov, se za delo z velikimi količinami informacij uporabljajo posebne predpone za množenje. Decimalni format predpone nam je dobro znan iz vsakdanjega življenja pri merjenju dolžine, teže itd.

Te priloge so zlasti:

kilo (k), pomeni, da morate število pomnožiti s tisoč (na primer en kilogram je tisoč gramov).
mega (M) pomeni, da morate število pomnožiti z milijonom (zanimivo je, da je bil ta izraz uveden relativno nedavno, leta 1960).
giga (G), pomeni, da je treba število pomnožiti z eno milijardo (še bolj čudno je, da je ta izraz nastal leta 1947, torej trinajst let prej kot izraz mega).

V elektronski računalniški industriji se uporabljajo tudi binarne predpone. To so naslednji izrazi:

Kibi (Ki) pomeni, da je treba število pomnožiti z 1024 (to je dva na število deset).
Mobi (Me) pomeni, da je treba število pomnožiti z 1.048.576 (220).
Gibi (Gi) pomeni, da je treba število pomnožiti z 1.073.741.824 (230).

Upoštevajte tudi, da je to binarno terminologijo leta 1999 uvedla Mednarodna elektrotehniška komisija (IEC). Decimalne predpone lahko uporabite tudi za merjenje značilnosti hitrosti prenosa informacij. Če se za označevanje količine podatkov uporabljajo binarni koeficienti, se pri določanju hitrosti prenosa informacij običajno uporabljajo decimalni koeficienti. To pomeni, da en kbps ustreza 1000 bps. V skladu s tem en megabit na sekundo vsebuje milijon bitov na sekundo, en gigabit na sekundo pa milijardo bitov na sekundo. Pri uporabi bajtov bo vse popolnoma enako, vendar bo pri okrajšavah velika črka B in seveda se je treba spomniti, da bajt vsebuje osem bitov.

To pomeni: 1 kilobajt na sekundo (kb / s ali kB / s ali kB / s) je enako 1000 bajtov / s.

Za pretvorbo kilobajtov in megabitov v kilobajte in megabajte morate:

Če želite količino informacij v bajtih pretvoriti v bite, jih morate pomnožiti z osem.
Če želite pretvoriti količino informacij v bitih v bajte, delite z osem.

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

Binarni koeficienti se ne uporabljajo pogosto za označevanje hitrosti prenosa informacij. Na primer, 1 kibit na sekundo (1 kib / s ali 1 Kib / s) = 1024 bit / sek. Tu obstaja ena nevarnost. Včasih uporaba binarnih koeficientov preprosto ni navedena in obstaja možnost, da simbol "M" ne pomeni "Mega", ampak "Mebi".

Hitrost interneta

Od nastanka interneta se hitrost prenosa podatkov v omrežju meri v številu bitov na sekundo. Količina podatkov, shranjenih na trdem disku (ali drugem mediju), se običajno šteje v bajtih. Zato je treba spomniti, da je pri povezovanju z internetom v predlaganem tarifni načrti hitrost je navedena v megabitih na sekundo in s prenosom dejanskih podatkov programsko opremo označuje hitrost v MB na sekundo. To pomeni, da je na primer navedeno, da bo internetna hitrost 20 Mbit / s, v resnici pa vidimo 2,5 MB / s. Toda tu ni nobenega ulova, razlika je le med bitom in bajtom le osemkrat.

V primeru hitrosti prenosa informacij so te "lepe številke" zmedene. Seveda je tu situacija še vedno drugačna - gre za zmedo med standardom (kjer je hitrost poimenovana glede na to, kakšna je na ravni podatkovne povezave) in realnostjo, vendar je pomen zelo podoben: številka na nalepki ne ustreza tistemu, kar vidite z očmi, ko vklopite računalnik. Poskusimo to težavo rešiti.

Obstajata dve vrsti povezave - prek kabla in brezžično, brezžično.

Kabelska povezava.

V tem primeru je najmanj težav s številkami. Povezava se pojavi pri hitrosti 10, 100 ali 1000 megabitov (1 gigabit) na sekundo. To ni "hitrost interneta", ne hitrost odpiranja strani ali nalaganja datotek. Ta kabel povezuje le hitrost med obema točkama. Iz vašega računalnika lahko kabel gre do usmerjevalnika (modema), do drugega računalnika ali do vhoda, do opreme ponudnika, vsekakor pa ta hitrost samo kaže, da je povezava med tema dvema točkama potekala z določeno hitrostjo.

Hitrost prenosa podatkov ni omejena le s tipom kabla, temveč tudi s hitrostjo trdega diska. Pri gigabitni povezavi bo hitrost prenosa datotek v nasprotju s tem in resničnih 120 megabajtov na sekundo je mogoče doseči le v nekaterih primerih.

Hitrost povezave se samodejno izbere glede na to, kako se vaše povezovalne naprave "strinjajo", glede na najpočasnejšo od njih. Če imate gigabit Omrežna kartica(in zdaj jih je večina v računalnikih), na drugem koncu pa je 100 megabitna oprema, nato pa bo hitrost povezave nastavljena na 100mbit. Ne dodatne inštalacije hitrost ni potrebna, če je potrebna, je to znak, da je prišlo do težave s kablom ali z opremo na vas ali na drugem koncu, zato največja hitrost ni samodejno nastavljena.

Brezžična povezava.

Toda s to vrsto povezave je veliko več težav in zmede. Bistvo je, da za brezžično povezavo hitrost prenosa podatkov je približno dvakrat manjša od standardne številke. Kako je videti v resničnih podatkih - glejte tabelo.

Standardno	Frekvenca in pasovna širina	Standardna hitrost	Dejanska hitrost prenosa datotek	Dodatne informacije
Wi-Fi 802.11 a	5 GHz. (20 MHz)	54 mbit / s		Trenutno se le redko uporablja v gospodinjski opremi, najdemo ga v omrežjih ponudnikov.
Wi-Fi 802.11 b	2,4 GHz (20 MHz)	11 mbit / s	V REDU. 0,6 megabajta (4,8 megabita) na sekundo	Trenutno se uporablja samo za komunikacijo med računalniki in računalniki (Ad-Hoc)
Wi-Fi 802.11 g	2,4 GHz (20 MHz)	54 mbit / s	V REDU. 3 megabajti (24 megabitov) na sekundo	Doslej najpogostejša vrsta povezave.
Wi-Fi 802.11 n	2,4 GHz / 5 GHz (20 MHz / 40 MHz)	150, 300, 600 mbit / s	5-10 megabajtov na sekundo.	Običajno 1 tok (antena) - 150 megabitov, usmerjevalnik (omrežje) s 4 antenami podpira 600 Mb / s

Kot lahko vidite, je vse zelo žalostno in grdo, hvaljeni "N" pa niti približno ne pokaže številk, ki bi jih rad videl. Poleg tega je ta hitrost zagotovljena v skoraj idealnih okoljskih pogojih: brez motenj, brez sten s kovino med usmerjevalnikom in računalnikom (boljša vidna linija) in čim krajša je razdalja, tem bolje. V tipičnem trisobnem stanovanju hiša iz armiranega betona brezžična dostopna točka, nameščena v zadnjem delu stanovanja, je lahko skoraj nedosegljiva z nasprotne strani. Standard "N" zagotavlja najboljšo pokritost in ta prednost je zame osebno pomembnejša od hitrosti; kakovostna pokritost pa dobro vpliva na hitrost: kjer je hitrost prenosa podatkov pri uporabi opreme z “G” 1 megabit, jo lahko le z uporabo “N” večkrat povečate. Vendar pa sploh ni dejstvo, da bo vedno tako - je v razponih, v nekaterih primerih takšno preklapljanje ne daje rezultata.

Na hitrost vpliva tudi delovanje naprave, ki distribuira internet (usmerjevalnik, dostopna točka). Pri aktivni uporabi hudournikov se lahko na primer hitrost prenosa podatkov prek usmerjevalnika znatno zmanjša - njegov procesor preprosto ne more obvladati podatkovni tok.

Izbrana vrsta šifriranja vpliva tudi na hitrost. Že iz imena je jasno, da je "šifriranje" obdelava podatkov za njihovo kodiranje. Uporabljajo se lahko različni načini šifriranja, zato je delovanje naprave, ki jo izvaja to šifriranje-dešifriranje, različno. Zato je priporočljivo nastaviti parametre brezžično omrežje Vrsta šifriranja WPA2 je najhitrejša in najvarnejša ta trenutek vrsta šifriranja. Pravzaprav v skladu s standardom nobena druga vrsta šifriranja ne dovoljuje vklopa "N" pri "polni moči", vendar nekateri kitajski usmerjevalniki pljuvajo po standardih.

Še ena točka. Če želite v celoti izkoristiti standard N (zlasti za opremo, ki podpira MIMO), mora biti dostopna točka nastavljena na način »Samo N«.

Če ste izbrali »G + N Mixed« (kateri koli »mešani« način), obstaja velika verjetnost, da se vaše naprave ne bodo poskušale povezati z največjo hitrostjo. To je plačilo za interoperabilnost standardov. Če vaše naprave podpirajo »N«, pozabite na druge načine - zakaj bi izgubili ponujene prednosti? Z uporabo strojne opreme G in N v istem omrežju jih boste prikrajšali. Vendar pa obstajajo usmerjevalniki, ki imajo dva oddajnika in vam omogočajo delo v dveh različnih frekvenčnih območjih hkrati, vendar je to precej redko, njihova cena pa je veliko višja (na primer Asus RT-N56U).

Druge vrste povezav.

Poleg opisanih seveda obstajajo še druge vrste povezav. Zastarela možnost - povezava preko koaksialnega kabla, nenavadna možnost za povezavo prek električnega omrežja stavbe, številne možnosti povezave z uporabo mobilnih omrežij - 3G, nov LTE, razmeroma redek WiMAX. Vsaka od teh vrst povezav ima lastnosti hitrosti in vsaka od njih deluje s konceptom "hitrost TO". Niste zavedeni (no, formalno niso zavedeni), vendar je smiselno biti pozoren na te številke in razumeti, kaj pomenijo v resnici.

Enote.

Nepravilna uporaba enot povzroča zmedo. Verjetno je to tema za drug članek (o omrežjih in povezavah, ki ga bom napisal v kratkem), kljub temu pa bo tukaj (stisnjen) na mestu.

V računalniškem svetu je sprejet binarni številski sistem. Najmanjša enota meritev - bit... Naslednji je bajt.

Naraščajoče:

1 bajt = 8 bitov

1024 bitov = 1 kilobit (kb)

8 kilobitov = 1 kilobajt (KB)

128 kilobajtov = 1 megabita (mb)

8 megabitov = 1 megabajt (MB)

1024 kilobajtov = 1 megabajt (MB)

128 megabajtov = 1 gigabit (gb)

8 gigabitov = 1 gigabajt (GB)

1024 megabajtov = 1 gigabajt (GB)

Zdi se, da je vse jasno. Ampak! Nenadoma se izkaže, da je tudi tukaj zmeda. Takole piše wikipedia:

Pri označevanju hitrosti telekomunikacijskih povezav na primer 100 Mbit / s v standardu 100BASE-TX ("bakreni" hitri Ethernet) ustreza hitrosti prenosa natančno 100.000.000 bit / s in 10 Gbit / s v 10GBASE-X (Ten Gigabit Ethernet) standard - 10.000.000.000 bit / s.

Komu verjeti? Odločite se sami, kar vam ustreza, preberite isto Wikipedijo. Dejstvo je, da to, kar je napisano v Wikipediji, ni zadnja resnica, to pišejo ljudje (pravzaprav lahko katera koli tam kaj napiše). Toda v učbenikih (zlasti v učbeniku "Računalniška omrežja" iz Olifer VG, Olifer NA) - je izračun običajen, binarni in v 100 megabitah –12,5 megabajtov, in to je 12 megabajtov, ki jih boste videli pri prenosu datoteko v 100-megabitnem LAN-u v skoraj vsakem programu.

Različni programi prikazujejo hitrost na različne načine - nekateri v kilobajtih, drugi v kilobajtih. Formalno, ko govorimo o * bajtih, se vstavi velika črka, približno * bitov -majhnih (zapis KB (KB, včasih kB ali KB ali KB)) - pomeni "kilobajt", kb (kb ali kbit) - "Kilobit" itd.), Vendar to ni fiksno pravilo.

Mislite, da je vaša širokopasovna internetna povezava hitra? Pazite, po branju tega članka se lahko vaš odnos do besede "hitro" v zvezi s prenosom podatkov zelo spremeni. Predstavljajte si obseg svojega trdi disk v računalniku in se odločite, kakšna hitrost bo napolnil hitro -1 Gb / s ali morda 100 Gb / s, potem se bo 1 terabajtni disk napolnil v 10 sekundah? Če bi Guinnessova knjiga rekordov vzpostavila zapise o hitrosti prenosa informacij, bi morala obdelati vse spodnje poskuse.

Konec dvajsetega stoletja, to je še relativno nedavno, hitrosti v glavnih komunikacijskih kanalih niso presegle desetine Gbit / s. Hkrati so uporabniki interneta, ki uporabljajo telefonske linije in modeme, uživali pri hitrostih več deset kilobitov na sekundo. Internet je bil na karticah in cene storitev so bile precej visoke - tarife so bile praviloma v USD. Prenos ene slike je včasih trajal celo več ur in kot je eden od takratnih uporabnikov interneta natančno zapisal: "To je bil internet, ko si v eni noči na internetu lahko opazoval le nekaj žensk." Ali je ta hitrost prenosa podatkov počasna? Mogoče. Vendar se je treba spomniti, da je vse na svetu relativno. Če bi bilo na primer leto 1839, bi najdaljša optična telegrafska komunikacijska linija na svetu Petersburg-Varšava za nas predstavljala nekakšen internet. Dolžina te komunikacijske linije v devetnajstem stoletju se zdi preprosto transcendentalna - 1200 km, sestavljena je iz 150 prenosnih tranzitnih stolpov. Vsak državljan lahko uporabi to linijo in pošlje "optični" telegram. Hitrost je "ogromna" - 45 znakov na razdalji 1200 km je mogoče prenesti v samo 22 minutah, tu in tam ni bilo nobene konjske pošte!

Vrnimo se v XXI stoletje in poglejmo, kaj imamo danes v primerjavi s časi, opisanimi zgoraj. Najnižje cene velikih ponudnikov žični internet se ne izračunajo več v enotah, ampak v nekaj deset Mbit / s; ne želimo gledati videoposnetkov z ločljivostjo manj kot 480 pik, ta kakovost slike nam ne ustreza več.

Poglejmo povprečno hitrost interneta različne države svet. Predstavljene rezultate je zbral ponudnik CDN Akamai Technologies. Kot lahko vidite, je tudi v Republiki Paragvaj že leta 2015 povprečna hitrost povezave v državi presegla 1,5 Mbit / s (mimogrede, Paragvaj ima domeno, ki nam je v transliteraciji blizu - Rusom) - * .py) .

Danes je povprečna hitrost internetnih povezav na svetu 6,3 Mb / s... Največja povprečna hitrost je v Južni Koreji - 28,6 Mbit / s, Norveška je na drugem mestu - 23,5 Mbit / s, Švedska je na tretjem - 22,5 Mbit / s. Spodaj je grafikon, ki prikazuje povprečno hitrost interneta v najuspešnejših državah na začetku leta 2017.

Časovnica svetovnih rekordov glede hitrosti prenosa podatkov

Ker so danes optični prenosni sistemi nesporni rekorder po dosegu in hitrosti prenosa, bo poudarek na njih.

S kakšnimi hitrostmi se je vse skupaj začelo? Po številnih študijah v obdobju od 1975 do 1980. pojavil se je prvi komercialni optični sistem, ki je deloval z sevanjem pri valovni dolžini 0,8 μm na polprevodniškem laserju na osnovi galijevega arzenida.

22. aprila 1977 je družba General Telephone and Electronics na Long Beachu v Kaliforniji prvič uporabila optična vlakna za prenos telefonskega prometa na 6 Mb / s... S to hitrostjo je mogoče organizirati hkraten prenos do 94 najpreprostejših digitalnih telefonskih kanalov.

Največja hitrost dosegli optični prenosni sistemi v eksperimentalnih raziskovalnih objektih tega časa 45 Mb / s, največja razdalja med regeneratorji je 10 km.

V začetku osemdesetih let je prenos svetlobnega signala potekal v multimodnih vlaknih že pri valovni dolžini 1,3 μm z laserji InGaAsP. Največja hitrost prenosa je bila omejena z vrednostjo 100 Mb / s zaradi razpršenosti.

Pri uporabi enosmernih optičnih vlaken leta 1981 je bila v laboratorijskih testih dosežena rekordna hitrost prenosa za ta čas 2 Gbps na razdaljo 44 km.

Komercialna uvedba takšnih sistemov leta 1987 je omogočila hitrosti do 1,7 Gbps z dolžino poti 50 km.

Kot lahko vidite, je vredno oceniti zapis komunikacijskega sistema ne le glede hitrosti prenosa, temveč je tudi izjemno pomembno, za kakšno razdaljo ta sistem sposoben zagotoviti glede na hitrost... Zato se za karakterizacijo komunikacijskih sistemov običajno uporablja zmnožek celotne sistemske zmogljivosti B [bit / s] za njen doseg L [km].

Leta 2001 je bila z uporabo tehnologije WDM dosežena hitrost prenosa 10,92 Tbit / s(273 optičnih kanalov pri 40 Gbps), vendar je bilo območje prenosa omejeno z vrednostjo 117 km(B ∙ L = 1278 Tbit / s ∙ km).

Istega leta je bil izveden poskus organizacije 300 kanalov s hitrostjo 11,6 Gbps (skupna pasovna širina) 3,48 Tbit / s), je bila dolžina črte končana 7380 km(B ∙ L = 25 680 Tbit / s ∙ km).

Leta 2002 je bila zgrajena medcelinska optična linija v dolžini 250.000 km s skupno pasovno širino 2,56 Tbit / s(64 kanalov WDM pri 10 Gbps, čezatlantski kabel je vseboval 4 pare vlaken).

Zdaj se lahko z enim vlaknom hkrati prenašajo 3 milijone! telefonskih signalov ali 90.000 televizijskih signalov.

Leta 2006 je Telegrafska in telefonska korporacija Nippon vzpostavila hitrost prenosa 14 bilijonov bitov na sekundo ( 14 Tbps) enega po enega optična vlakna na dolžini črte 160 km(B ∙ L = 2240 Tbit / s ∙ km).

V tem poskusu so javno pokazali prenos 140 digitalnih HD filmov v eni sekundi. Vrednost 14 Tbit / s se je pojavila kot posledica združevanja 140 kanalov po 111 Gbit / s vsak. Uporabili smo multipleksiranje z valovno dolžino in polarizacijsko multipleksiranje.

Leta 2009 je Bell Labs dosegel B ∙ L = 100 peta bitov na sekundo krat na kilometer in s tem prebil mejo 100.000 Tbit / s ∙ km.

Da bi dosegli tako rekordne rezultate, so raziskovalci v Bell Labs v Villarceauxu v Franciji uporabili 155 laserjev, od katerih je vsak deloval na drugačni frekvenci in prenašal podatke s hitrostjo 100 gigabitov na sekundo. Prenos je potekal prek mreže regeneratorjev, povprečna razdalja med katerimi je bila 90 km. Multipleksiranje 155 optičnih kanalov pri 100 Gbit / s je zagotovilo skupno pasovno širino 15,5 Tbit / s na razdaljo 7000 km... Za razumevanje pomena te hitrosti si predstavljajte, da se podatki prenašajo iz Jekaterinburga v Vladivostok s hitrostjo 400 DVD -jev na sekundo.

Leta 2010 je NTT Network Innovation Laboratories postavil rekord v hitrosti prenosa 69,1 terabita na sekundo enega za drugim 240 km optična vlakna. S tehnologijo multipleksiranja z valovno dolžino (WDM) so multipleksirali 432 tokov (frekvenčni razmik 25 GHz) s hitrostjo kanala 171 Gbps.

V poskusu so bili uporabljeni koherentni sprejemniki, ojačevalniki z nizko stopnjo notranjega šuma in z ultra širokopasovnim ojačanjem v C in v razširjenih L pasovih. V kombinaciji z modulacijo QAM-16 in polarizacijskim multipleksiranjem se je izkazalo, da je dosegla spektralno učinkovitost 6,4 bps / Hz.

Spodnji graf prikazuje trend razvoja optičnih komunikacijskih sistemov v 35 letih od njihovega nastanka.

Iz tega grafa se postavlja vprašanje: "kaj naprej?" Kako lahko za nekajkrat povečate hitrost in doseg prenosa?

Leta 2011 je NEC postavil svetovni rekord v prepustnosti, ki po enem optičnem vlaknu prenaša več kot 100 terabitov informacij na sekundo. Ta količina podatkov, prenesenih v 1 sekundi, zadostuje za neprekinjeno gledanje filmov visoke ločljivosti tri mesece. Ali pa je to enako prenosu vsebine 250 dvostranskih diskov Blu-ray na sekundo.

101,7 terabita so bili preneseni v sekundi na daljavo 165 kilometrov z multipleksiranjem 370 optičnih kanalov, od katerih je vsak imel hitrost 273 Gbit / s.

Istega leta je Nacionalni inštitut za informacijsko in komunikacijsko tehnologijo (Tokio, Japonska) objavil doseganje praga 100 terab hitrosti prenosa z uporabo večjedrnih optičnih vlaken. Namesto da bi uporabljali vlakna samo z enim pramenom, ki vodi svetlobo, kot to velja za sodobna komercialna omrežja, je ekipa uporabila sedemjedrna vlakna. Vsak od njih se je prenašal s hitrostjo 15,6 Tbit / s, s čimer je bil dosežen skupni pretok 109 terabitov na sekundo.

Kot so takrat povedali raziskovalci, je uporaba večjedrnih vlaken še vedno precej zapleten proces. Imajo visoko dušenje in so ključnega pomena za medsebojne motnje, zato so močno omejeni v dosegu prenosa. Prva uporaba takšnih 100 terabitnih sistemov bo v velikanskih podatkovnih centrih Google, Facebook in Amazon.

Leta 2011 je skupina znanstvenikov iz Nemčije s Tehnološkega inštituta Karlsruhe (KIT) brez uporabe tehnologije xWDM hitro prenašala podatke po enem OF 26 terabitov na sekundo na razdaljo 50 km... To ustreza 700 DVD -jem na sekundo ali 400 milijonov telefonskih signalov hkrati na enem kanalu.

Začele so se pojavljati nove storitve, kot so računalništvo v oblaku, 3D televizija z visoko ločljivostjo in aplikacije za navidezno resničnost, kar je spet zahtevalo izjemno visoko optično zmogljivost. Za rešitev tega problema so raziskovalci iz Nemčije pokazali uporabo optične sheme FFT za kodiranje in prenos podatkovnih tokov s hitrostjo 26,0 Tbit / s. Za organizacijo tako visoke hitrosti prenosa ni bila uporabljena samo klasična tehnologija xWDM, temveč optično multipleksiranje z ortogonalnim frekvenčnim multipleksiranjem (OFDM) in s tem dekodiranje optičnih tokov OFDM.

Leta 2012 je japonska NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) in njeni trije partnerji, Fujikura Ltd., Univerza Hokkaido in Tehniška univerza na Danskem, s prehodom postavili svetovni rekord pasovne širine. 1000 terabit (1 Pbit/ z) informacije na sekundo preko enega optičnega vlakna na daljavo 52.4 km... Prenos enega petabita na sekundo je enakovreden prenosu 5000 dvournih HD filmov na sekundo.

Z namenom bistveno izboljšati prepustnost optičnih komunikacijskih sistemov so razvili in preizkusili vlakno z 12 jedri, ki je na poseben način razporejeno v obliki satja. V tem vlaknu se zaradi posebne zasnove medsebojne motnje med sosednjimi jedri, ki so običajno glavna težava pri običajnih večjedrnih optičnih vlaknih, znatno zavirajo. Zaradi uporabe polarizacijskega multipleksiranja, tehnologije xWDM, 32-QAM in digitalnega koherentnega sprejema so znanstveniki uspešno povečali učinkovitost prenosa na jedro za več kot 4-krat v primerjavi s prejšnjimi zapisi za večjedrna optična vlakna.

Pretok je bil 84,5 terabitov na sekundo na jedro (hitrost kanala 380 Gbit / s x 222 kanalov). Skupni pretok na vlakno je bil 1,01 petabita na sekundo (12 x 84,5 terabitov).

Tudi leta 2012, malo kasneje, so raziskovalci iz laboratorija NEC v Princetonu, New Jersey, ZDA, in Corning Inc., New York Research Center, uspešno pokazali izjemno visoke hitrosti prenosa podatkov pri 1,05 petabita na sekundo. Podatki so bili posredovani z enim večjedrnim vlaknom, ki je bilo sestavljeno iz 12 enosmernih in 2 nizkozmogljivih jeder.

To vlakno so razvili raziskovalci Corning. Z združevanjem prostorskega multipleksiranja in optičnih MIMO tehnologij ter z uporabo večstopenjskih modulacijskih formatov so raziskovalci dosegli skupno prepustnost 1,05 Pbps in tako postavili nov svetovni rekord za najhitrejšo hitrost prenosa preko enega samega vlakna.

Poletje 2014 delovna skupina na Danskem je z novim vlaknom, ki ga ponuja japonsko podjetje Telekom NTT, postavilo nov rekord - z enim laserskim virom organizira hitrost pri 43 Tbit / s... Signal iz enega laserskega vira se je prenašal po sedemjedrnem vlaknu.

Ekipa danske tehnične univerze je skupaj z NTT in Fujikuro prej dosegla najvišjo hitrost prenosa podatkov na svetu 1 petabit na sekundo. Vendar je bilo takrat uporabljenih na stotine laserjev. Zdaj je bil z enim laserskim oddajnikom dosežen rekord 43 Tbit / s, zaradi česar je prenosni sistem energetsko učinkovitejši.

Kot smo videli, ima povezava svoje zanimive svetovne rekorde. Za tiste, ki so novi na tem področju, velja omeniti, da se številni predstavljeni podatki še vedno ne nahajajo povsod v komercialnih operacijah, saj so bili doseženi v znanstvenih laboratorijih v posameznih poskusnih napravah. Vendar pa mobilnega telefona nekoč je bil prototip.

Da ne bi preobremenili vašega pomnilniškega medija, medtem ko ustavimo trenutni tok podatkov.

Se nadaljuje…

Hitrost prenosa podatkov po komunikacijskem kanalu se meri s številom bitov posredovanih informacij na enoto časa - sekundo.

Merska enota za hitrost prenosa podatkov je bit na sekundo.

Opomba. Pogosto uporabljena merska enota za hitrost je baud. Baud je število sprememb stanja prenosnega medija na sekundo. Ker lahko vsaka sprememba stanja ustreza več bitov podatkov, potem realna hitrost bitov na sekundo lahko preseže hitrost prenosa.

Hitrost prenosa podatkov je odvisna od vrste in kakovosti komunikacijskega kanala, vrste uporabljenih modemov in sprejeto pot sinhronizacijo.

Tako je za asinhrone modeme in telefonski komunikacijski kanal obseg hitrosti 300-9600 bps, za sinhrone modeme pa 1200-19200 bps.

Za uporabnike računalniška omrežja pomembni niso abstraktni bitovi na sekundo, ampak informacije, katerih enota so bajti ali znaki. Zato je bolj priročna značilnost kanala njegova prepustnost, ki je ocenjena s številom znakov, ki se prenašajo po kanalu na enoto časa - sekundo. V tem primeru so v sporočilo vključeni tudi vsi simboli storitev. Teoretična pasovna širina je določena s hitrostjo prenosa podatkov. Dejanska prepustnost je odvisna od številnih dejavnikov, vključno z načinom prenosa in kakovostjo komunikacijskega kanala ter pogoji njegovega delovanja in strukturo sporočil.

Merska enota prepustnosti komunikacijskega kanala je znak na sekundo.

Bistvena značilnost komunikacijskega sistema katerega koli omrežja je zanesljivost prenesenih informacij. Ker se na podlagi obdelave informacij o stanju nadzornega objekta sprejemajo odločitve o določenem poteku procesa, je lahko usoda predmeta na koncu odvisna od zanesljivosti informacij. Zanesljivost prenosa informacij se ocenjuje kot razmerje med številom napačno prenesenih znakov in skupnim številom poslanih znakov. Zahtevano raven zaupanja morata zagotoviti oprema in komunikacijski kanal. Uporaba drage opreme je nerazumna, če komunikacijski kanal ne izpolnjuje potrebnih zahtev glede stopnje zanesljivosti.

Enota veljavnosti: število napak na znak - napake / znak.

Za računalniška omrežja bi moral biti ta kazalnik v območju 10-6 -10-7 napak / znak, tj. dovoljena je ena napaka na milijon prenesenih znakov ali deset milijonov znakov.

Nazadnje je zanesljivost komunikacijskega sistema določena z deležem neprekinjenega delovanja v celotnem času delovanja ali s povprečnim časom delovanja. Druga značilnost vam omogoča učinkovitejšo oceno zanesljivosti sistema.

Enota zanesljivosti: MTBF - ura.

Za računalniška omrežja mora biti MTBF dovolj velik in znašati vsaj nekaj tisoč ur.

Hitrost prenosa podatkov označuje količino podatkov, ki se prenesejo v določenem časovnem obdobju. Hitrost prenosa morate poznati, če prenesete nekaj iz interneta ali kopirate podatke z enega medija za shranjevanje na drugega. Najprej morate pretvoriti enote velikosti datoteke in hitrosti prenosa, da bi jih poenotili, nato pa vrednosti zamenjati v formulo S = A ÷ T, kjer je A obseg podatkov, T čas prenosa, S je hitrost prenosa. S to formulo lahko izračunate tudi količino podatkov ali čas prenosa, če poznate eno od spremenljivk in hitrost prenosa.

Koraki

1. del

Pretvorba enot

Poiščite merske enote za velikost datoteke. Velikost datoteke je mogoče določiti v bitih (bitih), bajtih (B), kilobajtih (KB), megabajtih (MB), gigabajtih (GB) in celo terabajtih (TB).

Bodite pozorni na velike in male črke. Na primer, bit je označen kot "bit" (z malimi črkami), bajt pa velika začetnica"B"

Bodite pozorni na merske enote hitrosti prenosa. Hitrosti prenosa so lahko izražene v bitih na sekundo (bps), bajtih na sekundo (B / s), kilobajtih na sekundo (KB / s), megabajtom na sekundo (MB / s) ali gigabajtom na sekundo (GB / s).
Pretvorite enote v bite ali bajte in se prepričajte, da imajo isto predpono (K, M, G). Pred uporabo formule se prepričajte, da imate enake velikosti datotek in enote bitne hitrosti. Ne razmišljajte o časovnih enotah.
- 8 bitov = 1 bajt (B); če želite pretvoriti bite v bajte, vrednost v bitih delite z 8. Če želite pretvoriti bajte v bite, pomnožite vrednost v bajtih z 8.
- 1.024 bajtov = 1 kilobajt (KB); če želite pretvoriti bajte v kilobajte, vrednost vrednost v bajtih razdelite na 1024. Če želite pretvoriti iz kilobajtov v bajte, pomnožite vrednost v kilobajtih z 1024.
- 1.024 kilobajtov = 1 megabajt (MB); če želite pretvoriti kilobajte v megabajte, vrednost v kilobajtih delite z 1024. Če želite pretvoriti iz megabajtov v kilobajte, vrednost v megabajtih pomnožite z 1024.
- 1.024 megabajtov = 1 gigabajt (GB); če želite pretvoriti megabajte v gigabajte, jih delite z 1024. Če želite pretvoriti gigabajte v megabajte, pomnožite gigabajte z 1024.
- 1.024 gigabajtov = 1 terabajt (TB) če želite pretvoriti gigabajte v terabajte, delite gigabajte s 1024. Če želite pretvoriti terabajte v gigabajte, pomnožite terabajte s 1024.
Po potrebi pretvorite časovne enote. V 1 minuti 60 sekund in v 1 uri 60 minut. Za pretvorbo sekund v minute delite sekunde s 60. Če želite pretvoriti minute v ure, jih delite s 60. Če želite pretvoriti ure v minute, pomnožite ure s 60. Če želite pretvoriti minute v sekunde, pomnožite minute s 60.
- Za pretvorbo sekund v ure delite s 3600 (60 x 60). Za pretvorbo ur v sekunde pomnožite s 3600.
- Običajno je hitrost prenosa prikazana v sekundah. Če je prenos velike datoteke trajal preveč sekund, jih pretvorite v minute ali celo ure.
2. del
Izračun hitrosti prenosa podatkov, časa in količine podatkov
1. Izračunajte hitrost prenosa tako, da količino podatkov delite s časom prenosa. Vrednosti obsega podatkov (A) in časa prenosa (T) priključite v formulo S = A ÷ T.
  - Na primer, datoteka 25 MB se prenese v 2 minutah. Najprej pretvorite 2 minuti v sekunde: 2 x 60 = 120 sekund. Torej je S = 25 MB ÷ 120 s = 0,208. Zato je hitrost prenosa 0,208 MB / s. Če želite to vrednost pretvoriti v kilobajte, pomnožite 0,208 s 1024: 0,208 x 1024 = 212,9. Hitrost prenosa je torej tudi 212,9 KB / s.
2. Izračunajte čas prenosa tako, da količino podatkov delite s hitrostjo prenosa. To pomeni, da uporabite formulo T = A ÷ S, kjer je T čas prenosa, A je količina podatkov, S je hitrost prenosa.
  - Na primer, datoteka s 134 GB je bila prenesena s hitrostjo 7 MB / s. Najprej pretvorite GB v MB, da poenotite enote: 134 x 1024 = 137217 MB. Torej je bilo pri hitrosti 7 MB / s prenesenih 137.217 MB. Če želite najti čas prenosa (T), delite 137217 s 7, da dobite 19602 sekund. Če želite pretvoriti sekunde v ure, delite 19602 s 3600, da dobite 5,445 ur. Z drugimi besedami, za prenos 134 GB podatkov pri 7 MB / s je bilo potrebnih 5,445 ur.
  - Če želite uporabiti ure in minute, ločite cele in delne dele decimalke. V našem primeru je to 5 ur in 0,445 ure. Če želite pretvoriti 0,445 ure v minute, pomnožite s 60: 0,445 x 60 = 26,7 (26 minut in 0,7 minute). Če želite decimalko pretvoriti v sekundo, pomnožite s 60: 0,7 x 60 = 42. Čas prenosa je bil torej 5 ur 26 minut in 42 sekund.
3. Izračunajte količino podatkov tako, da pomnožite čas prenosa s hitrostjo prenosa. To pomeni, da uporabite formulo A = T x S, kjer je T čas prenosa, A je količina podatkov, S je hitrost prenosa.
  - Na primer, morate ugotoviti, koliko podatkov je bilo prenesenih v 1,5 urah pri hitrosti 200 b / s. Najprej pretvorite ure v sekunde: 1,5 x 3600 = 5400 s. Torej A = 5.400 s x 200 bps = 1,080,000 bps. Če želite to vrednost pretvoriti v bajte, delite z 8: 1080000 ÷ 8 = 135000. Če želite vrednost pretvoriti v kilobajte, delite z 1024: 135000 ÷ 1024 = 131,84. Tako je bilo v 1,5 urah pri 200 bps prenesenih 131,84 KB podatkov.