moderno brezžični internet se zelo hitro razvija. Še pred 3 leti nihče ni razmišljal o množični distribuciji 4G na ozemlju skoraj vse osrednje Rusije, veliki operaterji pa so imeli to le v svojih načrtih. Zdaj se v novih naseljih pojavlja hitri internet. Medtem ko sta bili prejšnji generaciji 2G in 3G že dolgo uveljavljeni standardi, 4G in LTE napredujeta vsako leto. V tem članku boste izvedeli, kakšna je največja hitrost interneta 4G in kako jo izmeriti. V naslednjem razdelku preberite tudi koristno gradivo o tem, kako in kako se med seboj razlikujejo.

Kakšno hitrost naj ima 4 Ji?

Glede na omrežje 4G LTE, ki je prva generacija nova tehnologija 4 Joj, potem bodo kazalniki veliko nižji od navedenih. Že leta 2008 so bili postavljeni standardi, po katerih bi morala biti največja hitrost v omrežjih 4G naslednja:

• 100Mb/s za mobilne naročnike. Sem spadajo avtomobili, vlaki in tako naprej;
• 1Gb / s za statične naročnike (pešci in stacionarni računalniki).

V resnici pa so stvari slabše od navedenih standardov. Te parametre so ustvarjalci tehnologije postavili v idealnih pogojih brez motenj, obremenitve omrežja in drugih neprijetnih trenutkov. Pravzaprav za statične naročnike prava figura ne presega 100Mb/s. Vendar operaterji glasno zahtevajo 200-300 Mb / s. Tej številki sta se najbolj približala Megafon in Beeline, ki sta zagnala omrežje s podporo LTE Advanced ali 4G +. Indikatorji tega standarda dosegajo do 150Mb/s v idealnih pogojih. Vendar pa je jasno, da bo na množično distribucijo LTE Advanced treba čakati dolgo. Poleg tega bo naraščajoče število naročnikov povečalo obremenitev omrežja, kar bo povzročilo zmanjšanje povprečja.

- Zakaj potrebuješ nubuk v situ?
- Izjemno uporabljati zmogljivosti bluetooth in komunicirati z drugimi naročniki po vsej regiji Rusije z uporabo Wi-Fi!
(C) Uralski cmoki

Prvič delovna skupina IEEE 802.11 je bil objavljen leta 1990 in deluje neprekinjeno že 25 let. brezžične standarde... Glavni trend je nenehno povečevanje hitrosti prenosa podatkov. V tem članku bom poskušal slediti razvoju tehnologije in pokazati, kako je bilo zagotovljeno povečanje produktivnosti in kaj je treba pričakovati v bližnji prihodnosti. Predpostavlja se, da bralec pozna osnovna načela brezžične komunikacije: vrste modulacije, globino modulacije, širino spektra itd. in pozna osnovna načela omrežij Wi-Fi. Pravzaprav ni veliko načinov za povečanje prepustnosti komunikacijskega sistema in večina jih je bila implementirana na različnih stopnjah izboljšanja standardov skupine 802.11.

Pregledani bodo standardi fizičnega sloja iz medsebojno združljive linije a / b / g / n / ac. 802.11af (Wi-Fi prek frekvenc prizemne televizije), 802.11ah (0,9 MHz Wi-Fi za implementacijo koncepta IoT) in 802.11ad (Wi-Fi za hitro komunikacijo perifernih naprav, kot so monitorji in zunanji pogoni) so nezdružljivi, po drugi strani pa imajo različne obsege in niso primerni za analizo razvoja tehnologij prenosa podatkov v daljšem časovnem obdobju. Poleg tega ne bodo upoštevani standardi, ki opredeljujejo standarde varnosti (802.11i), QoS (802.11e), gostovanja (802.11r) itd., saj le posredno vplivajo na hitrost prenosa podatkov. V nadaljevanju govorimo o kanalu, tako imenovani bruto stopnji, ki je zaradi velikega števila servisnih paketov v radijski izmenjavi očitno višja od dejanske hitrosti prenosa podatkov.

Prvi brezžični standard je bil 802.11 (brez črke). Zagotavljal je dve vrsti prenosnih medijev: radijsko frekvenco 2,4 GHz in infrardečo območje 850-950 nm. IR naprave niso bile razširjene in se v prihodnosti niso razvile. V pasu 2,4 GHz sta predvideni dve metodi širjenja spektra (širjenje spektra je sestavni del sodobnih komunikacijskih sistemov): frekvenčno skakanje razširjenega spektra (FHSS) in direktno zaporedno širjenje (DSSS). V prvem primeru vsa omrežja uporabljajo isti frekvenčni pas, vendar z različnimi algoritmi obnove. V drugem primeru že obstajajo frekvenčni kanali od 2412 MHz do 2472 MHz s korakom 5 MHz, ki so se ohranili do danes. Zaporedje širjenja je Barkerjevo zaporedje z 11 čipi. V tem primeru je bila največja hitrost prenosa podatkov od 1 do 2 Mbit / s. Takrat, tudi ob upoštevanju dejstva, da v najbolj idealnih pogojih uporabna hitrost prenosa podatkov prek Wi-Fi ne presega 50 % hitrosti kanala, so bile takšne hitrosti videti zelo privlačne v primerjavi s hitrostmi modemskega dostopa do internet.

Za prenos signala v standardu 802.11 je bilo uporabljeno 2- in 4-pozicijsko tipkanje, ki je zagotavljalo delovanje sistema tudi v neugodnih razmerah signal/šum in ni zahtevalo kompleksnih oddajno-sprejemnih modulov.
Na primer, da se doseže hitrost prenosa podatkov 2 Mbps, se vsak preneseni simbol nadomesti z zaporedjem 11 simbolov.

Tako je hitrost čipa 22 Mbps. Med enim prenosnim ciklom se preneseta 2 bita (4 nivoji signala). Tako je hitrost tipkanja 11 baud, glavni reženj spektra pa 22 MHz, vrednost, ki se pogosto imenuje širina kanala glede na 802.11 (pravzaprav je spekter signala neskončen).

Poleg tega po Nyquistovem merilu (število neodvisnih impulzov na enoto časa je omejeno na dvakratno največjo pasovno širino kanala) za prenos takega signala zadostuje pasovna širina 5,5 MHz. Teoretično bi morale naprave 802.11 zadovoljivo delovati na kanalih, ki so drug od drugega oddaljeni 10 MHz (v nasprotju s poznejšimi izvedbami standarda, ki zahtevajo oddajanje na frekvencah, ki niso manjše od 20 MHz narazen).

Zelo hitro hitrosti 1-2 Mbit / s niso bile dovolj in standard 802.11 je nadomestil standard 802.11b, pri katerem se je hitrost prenosa podatkov povečala na 5,5, 11 in 22 (neobvezno) Mbit / s. Povečanje hitrosti je bilo doseženo z zmanjšanjem redundance kodiranja za popravljanje napak z 1/11 na ½ in celo 2/3 zaradi uvedbe blokovne (CCK) in superfine (PBCC) kod. Poleg tega je bilo največje število stopenj modulacije povečano na 8 na preneseni simbol (3 bite na 1 baud). Širina kanala in uporabljene frekvence se niso spremenile. Toda z zmanjševanjem redundance in povečanjem globine modulacije so se zahteve po razmerju signal/šum neizogibno povečale. Ker je povečanje moči naprav nemogoče (zaradi varčevanja z energijo mobilne naprave in zakonske omejitve), se je ta omejitev pokazala v rahlem zmanjšanju območja storitve pri novih hitrostih. Območje storitve pri starejših hitrostih 1-2 Mbps se ni spremenilo. Odločeno je bilo, da popolnoma opustimo metodo širjenja spektra z metodo frekvenčnega skoka. V družini Wi-Fi se ni več uporabljal.

Naslednji korak povečanja hitrosti na 54 Mbps je bil implementiran v standardu 802.11a (ta standard se je začel razvijati prej kot standard 802.11b, končna različica pa je bila izdana pozneje). Povečanje hitrosti je bilo v glavnem doseženo s povečanjem globine modulacije na 64 nivojev na simbol (6 bitov na 1 baud). Poleg tega je bil radiofrekvenčni del radikalno revidiran: neposredno zaporedno širjenje je bilo zamenjano s širjenjem z delitvijo serijskega signala na vzporedno ortogonalno podzaznavanje (OFDM). Uporaba vzporednega prenosa na 48 podkanalih je s povečanjem trajanja posameznih simbolov omogočila zmanjšanje intersimbolnih motenj. Prenos podatkov je potekal v območju 5 GHz. V tem primeru je širina enega kanala 20 MHz.

Za razliko od standardov 802.11 in 802.11b lahko celo delno prekrivanje tega pasu povzroči napake pri prenosu. Na srečo je v območju 5 GHz razdalja med kanali teh istih 20 MHz.

802.11g ni preboj v smislu hitrosti prenosa podatkov. Pravzaprav je ta standard postal kompilacija 802.11a in 802.11b v pasu 2,4 GHz: podpiral je hitrosti obeh standardov.

ampak to tehnologijo zahteva Visoka kvaliteta proizvodnja radijskih delov naprav. Poleg tega te hitrosti v osnovi niso uresničljive mobilnih terminalih(glavna ciljna skupina standarda Wi-Fi): prisotnost 4 anten na zadostnem razmiku ni mogoče implementirati v majhne naprave, tako zaradi pomanjkanja prostora kot zaradi pomanjkanja energije, ki bi zadostovala za 4 oddajnike.

V večini primerov hitrost 600 Mbps ni nič drugega kot marketinški trik in v praksi ni izvedljiva, saj jo je dejansko mogoče doseči le med fiksnimi dostopnimi točkami, nameščenimi v istem prostoru, z dobrim razmerjem signal/šum.

Naslednji korak pri hitrosti prenosa je naredil standard 802.11ac: največja hitrost, ki jo zagotavlja standard, je do 6,93 Gbps, vendar te hitrosti pravzaprav še ni dosegla nobena oprema na trgu. Povečanje hitrosti je bilo doseženo s povečanjem pasovne širine do 80 in celo do 160 MHz. Te pasovne širine ni mogoče zagotoviti v pasu 2,4 GHz, zato standard 802.11ac deluje samo v pasu 5 GHz. Drugi dejavnik pri povečanju hitrosti je povečanje globine modulacije do 256 nivojev na simbol (8 bitov na 1 baud). Žal je tako globino modulacije mogoče doseči le blizu točke zaradi povečanih zahtev za razmerje signal/šum. Te izboljšave so omogočile povečanje hitrosti do 867 Mbps. Preostanek povečanja je posledica prej omenjenih tokov 8x8: 8 MIMO. 867 x 8 = 6,93 Gbps. Tehnologija MIMO je bila izboljšana: prvič v standardu Wi-Fi se lahko informacije v enem omrežju prenašajo do dveh naročnikov hkrati z uporabo različnih prostorskih tokov.

V bolj vizualni obliki so rezultati v tabeli:

V tabeli so navedeni glavni načini za povečanje prepustnosti: "-" - metoda ni uporabna, "+" - hitrost se je povečala zaradi tega faktorja, "=" - ta faktor je ostal nespremenjen.

Viri za zmanjšanje redundance so že izčrpani: največja stopnja kode za popravljanje napak 5/6 je bila dosežena v standardu 802.11a in se od takrat ni povečala. Povečanje globine modulacije je teoretično možno, naslednji korak pa je 1024QAM, ki je zelo zahteven glede razmerja signal/šum, kar bo pri velikih hitrostih izjemno zmanjšalo doseg dostopne točke. Hkrati se bodo povečale zahteve za izvedbo strojnega dela oddajnikov. Zmanjševanje medsimbolnega zaščitnega intervala prav tako verjetno ne bo smer za izboljšanje hitrosti – zmanjšanje grozi povečanju napak, ki jih povzročajo motnje med simboli. Povečanje pasovne širine kanala nad 160 MHz je prav tako težko možno, saj bodo možnosti za organizacijo celic, ki se ne prekrivajo, močno omejene. Povečanje števila kanalov MIMO je videti še manj realistično: celo 2 kanala sta težava za mobilne naprave (zaradi porabe energije in velikosti).

Od naštetih metod povečanja hitrosti prenosa večina povračila za njihovo uporabo odvzame uporabno območje pokritosti: pasovna širina valov se zmanjša (prehod z 2,4 na 5 GHz) in zahteve za razmerje signal/šum ( povečanje globine modulacije, povečanje kodne hitrosti). Zato si omrežja Wi-Fi pri svojem razvoju nenehno prizadevajo zmanjšati območje, ki ga oskrbujejo, za eno točko v korist hitrosti prenosa podatkov.

Kot razpoložljiva področja za izboljšave se lahko uporabijo: dinamično dodeljevanje podnosilnikov OFDM med naročniki v širokih kanalih, izboljšanje algoritma za dostop do medija za zmanjšanje prometa storitev in uporaba tehnik kompenzacije motenj.

Če povzamem zgoraj, bom poskušal napovedati trende v razvoju omrežij Wi-Fi: malo verjetno je, da bo v naslednjih standardih mogoče resno povečati hitrost prenosa podatkov (mislim, da ne bo več kot 2- 3-krat), če ni kvalitativnega preskoka brezžične tehnologije: skoraj vse možnosti za kvantitativno rast so izčrpane. Rastoče potrebe uporabnikov po prenosu podatkov bo mogoče zadovoljiti le s povečanjem gostote pokritosti (zmanjšanjem obsega točk zaradi nadzora moči) in z racionalnejšo razporeditvijo obstoječe pasovne širine med naročniki.

Na splošno se zdi trend zmanjševanja storitvenih območij glavni trend v sodobnih brezžičnih komunikacijah. Nekateri strokovnjaki menijo, da je standard LTE dosegel vrhunec svoje zmogljivosti in se zaradi temeljnih razlogov, povezanih z omejenim frekvenčnim virom, ne bo mogel nadalje razvijati. Zato v zahodnem mobilna omrežja Razvijajo se tehnologije razkladanja: telefon se ob vsaki priložnosti poveže z Wi-Fi istega operaterja. To se imenuje eden glavnih načinov odrešenja. mobilni internet... V skladu s tem se vloga omrežij Wi-Fi z razvojem omrežij 4G ne le ne zmanjša, ampak se povečuje. Kar predstavlja vedno več novih izzivov visoke hitrosti za tehnologijo.

Ta članek vam bo pomagal samostojno razumeti tehnične tankosti, povezane z omrežji WiFi, tehnične parametre usmerjevalnikov, merske enote pasovne širine komunikacijskih kanalov in zakaj pasovna širina, navedena v specifikacijah (izračunana teoretično), ne ustreza resničnosti.

V kakšnih enotah se meri hitrost internetne povezave?

V tehničnih specifikacijah naprav in pogodbah za zagotavljanje komunikacijskih storitev pri ponudniku interneta se pojavljajo enote kilobitov na sekundo in v večini primerov megabitov na sekundo (Kbps; Kb/s; Kb/s; Kbps, Mbps; Mb / s ; Mb / s; Mbps - mala črka "b"). Te merske enote so splošno sprejete v telekomunikacijah in merijo pasovno širino naprav, vrat, vmesnikov in komunikacijskih kanalov. Redni uporabniki in ponudniki internetnih storitev raje ne uporabljajo tako specializiranega izraza in ga imenujejo "hitrost interneta" ali "hitrost povezave".

Številni uporabniški programi (torrent odjemalci, prenosniki, internetni brskalniki) prikazujejo hitrost prenosa podatkov v drugih enotah, ki so zelo podobne Kilobitom na sekundo in Megabitom na sekundo, vendar sta to povsem različni merski enoti – Kilobajti in Megabajti na sekundo. Te vrednosti se pogosto zamenjujejo med seboj, saj imajo podoben zapis.

Kilobajti na sekundo (ki predstavljajo hitrost prenosa podatkov uporabniških programov) se običajno imenujejo KB/s, KB/s, KB/s ali KBps.

Megabajti na sekundo - MB / s, MB / s, MB / s ali MBps.

Kilobajti in megabajti na sekundo so vedno napisani z veliko črko "B" v angleškem in ruskem črkovanju: MB / s, MB / s, MB / s, MBps.

En bajt vsebuje 8 bitov, zato se megabajt od megabita (kot kilobajt od kilobita) razlikuje za 8-krat.

Če želite pretvoriti "Megabajte na sekundo" v "Megabajte na sekundo", morate vrednost, izraženo v MB/s (Megabajtov na sekundo), pomnožiti z osem.

Na primer, če brskalnik ali torrent odjemalec prikaže hitrost prenosa podatkov 3 MB / s (megabajtov na sekundo), potem bo v megabitih osemkrat več - 24 Mbit / s (megabitov na sekundo).

Če želite pretvoriti iz "Megabitov na sekundo" v "Megabajtov na sekundo", morate vrednost, izraženo v megabitih na sekundo, deliti z osem.

Na primer, če ponudnikov tarifni načrt predvideva dodelitev pasovne širine 8 Mbit / s (Megabitov na sekundo), potem bo pri prenosu torrenta v računalnik odjemalski program prikazal največjo vrednost 1 Mbyte / s ( če na strani strežnika ni omejitev in ni preobremenitve).

Kako preveriti hitrost internetne povezave na spletu?

Za testiranje pasovne širine lahko uporabite enega od brezplačnih virov za merjenje hitrosti interneta: Speedtest.net ali 2ip.ru.

Obe strani merita pasovno širino od izbirnega strežnika do računalnika, kjer se meri hitrost. Ker je dolžina komunikacijskega kanala lahko od nekaj sto metrov do nekaj tisoč kilometrov, je priporočljivo izbrati geografsko najbližji strežnik (čeprav je lahko tudi močno obremenjen). Testiranje je najbolje opraviti v času, ko je aktivnost odjemalcev omrežja ponudnika najmanjša (na primer zjutraj ali pozno zvečer). Natančnost merjenja hitrosti internetne povezave ni idealna zaradi velikega števila različnih dejavnikov, ki močno vplivajo na pasovno širino, vendar je precej sposobna dati predstavo o resnični hitrosti internetne povezave.

Ponudnik interneta vsakemu naročniku dodeli pasovno širino za dostop do interneta v skladu z naročnikovim tarifnim načrtom (ponudnik "zniža" hitrost v skladu z tarifni načrt). Vendar pa številni internetni brskalniki, pa tudi čarovniki za prenos datotek, torrent odjemalci prikazujejo pasovno širino komunikacijskega kanala ne v megabitih na sekundo, ampak v megabajtih na sekundo, kar pogosto povzroča zmedo.

Preizkusimo hitrost internetne povezave na primeru vira speedtest.net. Morate klikniti gumb "ZAČNI TEST priporočeni strežnik".

Vir bo samodejno izbral strežnik, ki vam je najbližji, in začel preizkušati hitrost interneta. Rezultat testiranja bo pasovna širina od ponudnika do naročnika (»DOWNLOAD SPEED«) in pasovna širina od naročnika do ponudnika (»UPLOAD SPEED«), ki bo izražena v megabitih na sekundo.

Hitrost skozi usmerjevalnik "ni to", usmerjevalnik "reže" hitrost

Pogosto se uporabniki po nakupu usmerjevalnika, njegovi povezavi in ​​konfiguraciji soočajo s težavo, da je hitrost internetne povezave nižja kot pred nakupom usmerjevalnika. Ta težava je še posebej pogosta pri tarifah za hitri internet.

Na primer, če imate tarifni načrt, ki predvideva "hitrost internetne povezave" 100 Mbit / s, in ko kabel ponudnika povežete "neposredno" z omrežno kartico računalnika, je hitrost interneta v celoti skladna s tarifnim načrtom. :

Ko kabel ponudnika priključite na vrata WAN usmerjevalnika, računalnik pa na vrata LAN, lahko pogosto opazite zmanjšanje pasovne širine (ali, kot pravijo, "usmerjevalnik zmanjša hitrost tarifnega načrta"):

Najbolj logično je domnevati, da je v tej shemi težava v samem usmerjevalniku in hitrost usmerjevalnika ne ustreza hitrosti tarifnega načrta. Če pa povežete "počasnejši" tarifni načrt (na primer 50 Mbit / s), boste opazili, da usmerjevalnik ne zmanjšuje več hitrosti in "hitrost interneta" ustreza tisti, ki je določena v tarifnem načrtu:

Med inženirji terminologija »usmerjevalnik zmanjša hitrost« ali »hitrost usmerjevalnika« ni sprejeta – običajno uporabljajo izraze »hitrost usmerjanja WAN-LAN«, »hitrost preklapljanja WAN-LAN« ali »pasovna širina WAN-LAN«.

Pasovna širina WAN-LAN se meri v megabitih na sekundo (Mbps) in je odgovorna za delovanje usmerjevalnika. Za hitrost preklapljanja WAN-LAN in za delovanje usmerjevalnika kot celote je odgovorna strojna oprema usmerjevalnika (H / W - iz angleškega "Hardware", navedeno na nalepki, ki je prilepljena na dno naprave) - to je model in taktna frekvenca procesorja usmerjevalnika, glasnost pomnilnik z naključnim dostopom, model stikala (stikalo vgrajeno v usmerjevalnik), standard in model WI-Fi radijskega modula (Wi-Fi dostopna točka), vgrajenega v usmerjevalnik. Poleg različice strojne opreme naprave (H / W), različica nameščenega mikro programsko opremo(»Firmware«), nameščen na usmerjevalniku. Zato je priporočljivo posodobiti različico vdelane programske opreme naprave takoj po nakupu.

Po "utripanju" ali, strokovno rečeno, po posodobitvi vdelane programske opreme na priporočeno različico vdelane programske opreme bi se morala povečati stabilnost usmerjevalnika, raven optimizacije naprave za delo v omrežjih ruskih ponudnikov, pa tudi WAN-LAN pasovne širine.

Upoštevati je treba, da hitrost preklapljanja WAN-LAN ni odvisna samo od različice strojne opreme naprave (H / W) in različice vdelane programske opreme, temveč tudi od protokola povezave s ponudnikom.

Najvišja hitrost usmerjanja WAN-LAN je dosežena s protokoloma DHCP in Static IP, najpočasnejša - ko ponudnik uporablja tehnologijo VPN, in če se uporablja PPTP - najnižja.

hitrost WiFi

Mnogi uporabniki, povezani z omrežjem Wi-Fi, niso vedno zadovoljni s hitrostjo povezave. Zadeva je precej zapletena in zahteva podrobno obravnavo.

a. Resnične hitrosti tehnologije Wi-Fi

Takole izgledajo pogosto zastavljena vprašanja na to temo:

"Moj tarifni načrt predvideva hitrost 50 Mbit / s - zakaj je samo 20?"

Zakaj na polju piše 54 Mbit / s, odjemalski program pa pri prenosu torrenta prikaže največ 2,5 MB / s (kar je enako 20 Mbit / s)?

"Zakaj je na škatli zapisano 150 Mbit / s, odjemalski program pa pri prenosu torrenta prikaže 2,5 - 6 MB / s (kar je enako 20 - 48 Mbit / s)?"

"Zakaj je na škatli zapisano 300 Mbit / s, odjemalski program pa pri prenosu torrenta prikaže 2,5 - 12 MB / s (kar je enako 20 - 96 Mbit / s)?"

Na škatlah in specifikacijah za naprave je navedena teoretično izračunana največja prepustnost za idealne pogoje določenega standarda Wi-Fi (pravzaprav za vakuum).

V resničnih razmerah se pasovna širina in pokritost omrežja razlikujeta glede na motnje drugih naprav, preobremenjenost WiFi, ovire (in materiale, iz katerih so izdelane) in druge dejavnike.

Številni pripomočki za odjemalce, ki jih proizvajalci dobavljajo z adapterji WiFi, pa tudi pripomočki operacijski sistem Windows, ko je povezan prek Wi-Fi, prikazuje točno "teoretično" pasovno širino in ne realno hitrost prenosa podatkov, kar zavaja uporabnike.

Kot kažejo rezultati testa, je največja dejanska pasovna širina približno 3-krat nižja od tiste, ki je navedena v specifikacijah za napravo ali za en ali drug standard IEEE 802.11 (standardi tehnologije Wi-Fi):

b. WLAN-WLAN. Hitrost Wi-Fi (odvisno od razdalje)

Vsi sodobni in ustrezni standardi Wi-Fi danes delujejo na podoben način.

V vsakem trenutku aktivna oprema Wi-Fi (dostopna točka ali usmerjevalnik) deluje samo z enim odjemalcem (adapter WiFi) od vseh WiFi omrežja, vse omrežne naprave pa prejmejo posebne storitvene informacije o tem, kako dolgo bo radijski kanal rezerviran za prenos podatkov. Prenos poteka v pol-dupleksnem načinu, tj. po vrsti - od aktivne opreme Wi-Fi do adapterja odjemalca, nato obratno in tako naprej. Sočasni "vzporedni" proces prenosa podatkov (dupleks) v tehnologiji Wi-Fi ni mogoč.

Tako bo hitrost izmenjave podatkov med dvema odjemalcema (hitrost preklapljanja WLAN-WLAN) enega omrežja Wi-Fi, ki ga ustvari ena naprava (dostopna točka ali usmerjevalnik), (v idealnem primeru) dvakrat ali večkrat nižja (odvisno od oddaljenost), kot je največja realna hitrost prenosa podatkov v celotnem omrežju.

Primer:

Dva računalnika z Wi-Fi adapter Povezani so z enim IEEE 802.11g Wi-Fi usmerjevalnikom. Oba računalnika sta na kratki razdalji od usmerjevalnika. Celotno omrežje ima največjo dosegljivo teoretično pasovno širino 54 Mbit/s (kar je zapisano v specifikacijah naprave), medtem ko dejanska hitrost izmenjave podatkov ne bo presegla 24 Mbit/s.

Ker pa je tehnologija Wi-Fi pol-dupleksni prenos podatkov, mora radijski modul Wi-Fi dvakrat pogosteje preklapljati med dvema omrežnima odjemalcema (Wi-Fi adapterji), kot če bi bil samo en odjemalec. V skladu s tem bo dejanska hitrost prenosa podatkov med dvema adapterjema dvakrat nižja od največje dejanske za enega odjemalca. V ta primer, bo najvišja realna hitrost izmenjave podatkov za vsak računalnik 12 Mbps. Spomnimo se, da govorimo o prenosu podatkov iz enega računalnika v drugega prek usmerjevalnika prek povezave wifi (WLAN-WLAN).

Glede na oddaljenost omrežnega odjemalca od dostopne točke ali usmerjevalnika se bo spremenila "teoretična" in posledično "prava" hitrost prenosa podatkov prek WiFi. Naj spomnimo, da je približno 3-krat manj od "teoretičnega".

To je posledica dejstva, da aktivna oprema WiFi, ki deluje v poldupleksnem načinu, skupaj z adapterji spreminja parametre signala (vrsta modulacije, konvolucijska hitrost kodiranja itd.) Glede na pogoje v radijskem kanalu (razdalja, prisotnost ovire in motnje) ...

Ko je omrežni odjemalec v območju pokritosti s "teoretično" pasovno širino 54 Mbps, bo njegova največja realna hitrost 24 Mbps. Ko se odjemalec premakne na razdaljo 50 metrov v pogojih neposredne optične vidljivosti (brez ovir in motenj), bo ta znašala 2 Mbps. Podoben učinek lahko povzroči tudi ovira v obliki debele nosilne stene ali masivne kovinske konstrukcije – lahko ste na razdalji 10-15 metrov, vendar za to oviro.

c. Usmerjevalnik IEEE 802.11n, adapter IEEE 802.11g

Razmislite o primeru, kjer Wi-Fi omrežje ustvari usmerjevalnik Wi-Fi po standardu IEEE 802.11 n (150 Mbps). Prenosnik z Wi-Fi adapterjem standarda IEEE 802.11n (300 Mbps) in stacionarni računalnik z Wi-Fi adapterjem standarda IEEE 802.11g (54 Mbps):

V tem primeru ima celotno omrežje največjo "teoretično" hitrost 150 Mbps, saj je zgrajeno na Wi-Fi usmerjevalniku standarda IEEE 802.11n, 150 Mbps. Največja realna hitrost WiFi ne bo presegla 50 Mbps. Ker so vsi standardi WiFi, ki delujejo na istem frekvenčnem območju, med seboj združljivi nazaj, se lahko na takšno omrežje povežete z WiFi adapterjem standarda IEEE 802.11g, 54 Mbps. Hkrati največja dejanska hitrost ne bo presegla 24 Mbit / s. Ko je prenosnik z WiFi adapterjem standarda IEEE 802.11n (300 Mbps) priključen na ta usmerjevalnik, lahko odjemalski pripomočki prikažejo vrednost največje "teoretične" hitrosti 150 Mbps, (omrežje ustvari naprava standard IEEE 802.11n, 150 Mbps), vendar največja realna hitrost ne bo višja od 50 Mbps. V tej shemi bo usmerjevalnik WiFi deloval z odjemalskim adapterjem IEEE 802.11g pri realni hitrosti, ki ne presega 24 Mbps, in z adapterjem IEEE 802.11n pri realni hitrosti, ki ne presega 50 Mbps. Pri tem se moramo spomniti, da je tehnologija WiFi poldupleksna povezava in dostopna točka (ali usmerjevalnik) lahko deluje samo z enim odjemalcem omrežja, vsi drugi odjemalci omrežja pa so »obveščeni« o času, za katerega radijski kanal je rezerviran za prenos podatkov.

d. Hitrost WiFi prek usmerjevalnika. WAN-WLAN

Ko gre za povezavo preko Wi-Fi povezava na usmerjevalnik Wi-Fi je lahko hitrost prenosa torrentov celo nižja od vrednosti, ki so bile navedene zgoraj.

Te vrednosti ne morejo preseči hitrosti preklapljanja WAN-LAN, saj je to glavna značilnost delovanja usmerjevalnika.

Torej, če specifikacije (in na škatli) naprave kažejo hitrost prenosa podatkov Wi-Fi do 300 Mbps in parameter WAN-LAN za določen model, njegovo različico strojne opreme, različico vdelane programske opreme in vrsta in protokol povezave je 24 Mbps, potem hitrost prenosa podatkov prek Wi-Fi (na primer pri prenosu torrenta) v nobenem primeru ne sme presegati 3 Mbps (24 Mbps). Ta parameter se imenuje WAN-WLAN, kar je neposredno odvisno od hitrosti usmerjanja WAN-LAN, različice vdelane programske opreme ("firmware"), nameščene na usmerjevalniku Wi-Fi, radijskega modula Wi-Fi (točke WiFi dostop vgrajeno v WiFi usmerjevalnik), pa tudi na značilnosti adapterja Wi-Fi, njegove gonilnike, oddaljenost od usmerjevalnika, radijski šum in druge dejavnike.

Vir

To navodilo je pripravil in objavil Ivan Morozov - vodja centra za usposabljanje predstavništva TRENDnet v Rusiji in SND. Če želite izboljšati lastno znanje na področju sodobnih omrežnih tehnologij in omrežne opreme - vas vabimo na naše brezplačne seminarje!

110 Poglavje 2. Fizična plast

motnje na liniji. Z drugimi besedami, omejitev pasovne širine kanala omejuje njegovo pasovno širino za prenos binarnih podatkov, tudi za idealne kanale. Vendar obstajajo vezja, ki uporabljajo več napetostnih nivojev in omogočajo doseganje višjih hitrosti podatkov. O tem bomo razpravljali kasneje v tem poglavju.

Tabela 2.1. Razmerje med hitrostjo prenosa in številom harmonikov za naš primer

		1. harmonika, Hz	Harmonika je minila

Glede izraza "pasovna širina" je veliko zmede, ker elektroinženirjem in računalničarjem pomeni različne stvari. Za inženirja elektrotehnike je (analogna) pasovna širina, kot je opisano zgoraj, vrednost v hertzih, ki označuje pasovno širino. Za računalničarja je (digitalna) pasovna širina največja hitrost prenosa podatkov na kanalu, to je vrednost, merjena v bitih na sekundo. Dejansko je hitrost prenosa podatkov določena z analogno pasovno širino fizičnega kanala, ki se uporablja za prenos digitalnih informacij, in obe sta povezani, kot bomo videli kasneje. V tej knjigi bo iz konteksta jasno, kateri izraz je mišljen v posameznem primeru – analogna (Hz) ali digitalna (bps) pasovna širina.

2.1.3. Največja hitrost prenos podatkov po kanalu

Leta 1924 je ameriški znanstvenik H. Nyquist iz AT&T ugotovil, da obstaja določena najvišja hitrost prenosa, tudi za idealne kanale. Izvedel je enačbo za iskanje največje hitrosti prenosa podatkov v brezšumnem kanalu z omejeno pasovno širino. Leta 1948 je Claude Shannon nadaljeval Nyquistovo delo in ga razširil na primer kanala z naključnim (t.j. termodinamičnim) šumom. To je najpomembnejše delo v celotni teoriji prenosa informacij. Na kratko bomo pregledali rezultate dela Nyquista in Shannon, ki so danes postali klasika.

Nyquist je dokazal, da če bi poljuben signal prešel skozi nizkoprepustni filter s pasom B, bi lahko tak filtriran signal popolnoma rekonstruirali iz diskretnih vrednosti tega signala, merjenega na frekvenci.

2.1. Teoretična osnova prenos podatkov   111

2B na sekundo. Ni smiselno meriti signala pogosteje kot 2B na sekundo, saj so bile višje frekvenčne komponente signala filtrirane. Če je signal sestavljen iz V diskretnih nivojev, bo Nyquistova enačba videti takole:

največja hitrost prenosa podatkov = 2B log2 V, bit / s.

Na primer, brezšumni kanal s pasovno širino 3 kHz ne more oddajati binarnih (tj. dvonivojskih) signalov s hitrostjo, ki presega 6000 bps.

Torej, obravnavali smo primer tihih kanalov. Ob prisotnosti naključnega hrupa v kanalu se stanje močno poslabša. Raven termodinamičnega šuma v kanalu se meri z razmerjem med močjo signala in močjo šuma in se imenuje razmerje signal/šum... Če označimo moč signala kot S in moč šuma kot N, bo razmerje signal/šum enako S / N. Običajno je vrednost razmerja izražena z njegovim decimalnim logaritmom, pomnoženim z 10: 10 lgS / N, saj se njegova vrednost lahko spreminja v zelo velikem območju. Enota takšne logaritemske lestvice se imenuje decibel (dB, dB); tukaj predpona "deci" pomeni "deset", "bel" pa je enota, poimenovana po izumitelju telefona Alexanderu Grahamu Bellu. Tako je razmerje signal/šum 10 enako 10 dB, razmerje 100 je enako 20 dB, razmerje 1000 je enako 30 dB itd. Proizvajalci stereo ojačevalcev pogosto navedejo frekvenčni pas (frekvenčno območje), v katerem ima njihova oprema linearni frekvenčni odziv znotraj 3 dB. Odstopanje 3 dB ustreza približno dvakratnemu slabljenju signala (ker je 10 log10 0,5 ≈ –3).

Glavni rezultat, ki ga je Shannon pridobil, je bila izjava, da se največja hitrost prenosa podatkov ali zmogljivost kanala s pasovno širino B Hz in razmerjem signal/šum, enakim S / N, izračuna po formuli:

največja hitrost prenosa podatkov = B log2 (1 + S / N), bit / s.

To je najboljša vrednost kapacitivnosti, ki jo je mogoče opaziti za resnični kanal. Na primer, pasovna širina kanala Asimetrične digitalne naročniške linije (ADSL), ki dostopa do interneta prek telefonskih omrežij, je približno 1 MHz. Razmerje signal/šum je v veliki meri odvisno od razdalje med računalnikom uporabnika in telefonsko centralo. Za kratke povezave dolžine 1 do 2 km se vrednost približno 40 dB šteje za zelo dobro. S takšnimi lastnostmi kanal nikoli ne bo mogel oddajati več kot 13 Mbit/s, ne glede na način modulacije signala, torej število uporabljenih nivojev signala, hitrost vzorčenja itd. Ponudniki storitev trdijo, da se hitrost prenosa podatkov dvigne. do 12 Mbit / s, vendar uporabnikom le redko uspe opaziti takšno kakovost prenosa podatkov. Kljub temu je to odličen rezultat za šestdeset let razvoja tehnologij prenosa informacij, v katerem je prišlo do velikega preskoka od kanalske zmogljivosti, značilne za Shannonove čase, do tiste, ki obstaja v sodobnih realnih omrežjih.

Rezultat, ki ga je pridobil Shannon in podprt s postulati teorije informacij, je uporaben za kateri koli kanal z Gaussovim (toplotnim) šumom. Poskusi dokazovanja nasprotnega so obsojeni na neuspeh. Za doseganje hitrosti nad 13 Mbit/s v kanalu ADSL je potrebno bodisi izboljšati razmerje

Zakaj je pri uporabi tehnologije ADSL hitrost prenosa podatkov vedno počasnejša od hitrosti povezave? Zakaj se ADSL modem povezuje pri 12 Mbps, vendar hitrost, ki jo meri speedtest.net, ne presega 8 Mbps?

Pri uporabi tehnologije ADSL je hitrost prenosa podatkov vedno nižja od hitrosti povezave vsaj za 13-15% ... To je tehnološka omejitev, ki jo bomo podrobneje obravnavali v nadaljevanju. Ni odvisno od ponudnika internetnih storitev ali uporabljenega modema.
V idealnih pogojih lahko pri hitrosti povezave 12 Mbps pričakujete največjo realno hitrost ~ 10 Mbps.

V resnici poleg tehnoloških omejitev obstajajo številni dejavniki, ki zmanjšujejo hitrost prenosa. O teh dejavnikih bomo razpravljali v nadaljevanju.

Tehnologija ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) je asimetrična tehnologija prenosa podatkov, pri kateri se razpoložljiva pasovna širina kanala porazdeli med dohodne ( Prenesi) in odhodni ( Naloži) promet je asimetričen. Tako se pri priključitvi ADSL modema uporablja hitrost do naročnika ( Prenesi) in hitrost od naročnika ( Naloži).
V omrežjih za prenos podatkov ADSL se hitrost povezave meri v Megabitov na sekundo (Mbps) oz Kilobitov na sekundo (Kbps).
Na primer: številki 10240/768 pomenita, da bo največja hitrost dohodne povezave do naročnika 10240 Kbps (hitrost, s katero bodo podatki prispeli v vaš lokalni računalnik), največja hitrost odhodne povezave od naročnika pa bo 768 Kbps ( hitrost, s katero bodo podatki prišli iz vašega lokalni računalnik na oddaljeni strežnik).
V tem primeru bo največja hitrost pri prenosu datotek (hitrost nalaganja) ~ 1000 Kilobajt na sekundo (KB/s).
Ta številka se dobi z naslednjo formulo:
hitrost povezave (10240) - 15% (1500) / 8 (za pretvorbo kilobitov v kilobajte).

Dejstvo je, da internetni brskalniki ali upravitelji prenosov / prenosov prikazujejo hitrost prenosa Kilobajtov na sekundo.

Na primer, v brskalniku Internet Expolrer je v polju prikazana hitrost prenosa datoteke Hitrost prenosa(Hitrost prenosa): xxx KB/s(KB/s).

Brskalniki in/ali upravitelji prenosov/prenosov uporabljajo to številko za oceno hitrosti prenosa, da bi izračunali skupni čas prenosa datoteke. Upoštevajte pa, da je iz več razlogov hitrost prenosa podatkov prikazana netočno. Podatke je na primer mogoče shraniti v medpomnilnik (kar povzroči, da se časovniki začnejo z rahlo zamudo, kar ima za posledico napačne odčitke). Tudi hitrost prenosa podatkov se lahko razlikuje glede na zmogljivost računalnika.

Priporočamo, da preverite dejansko hitrost povezave, kot sledi. Najbolj zanesljiv način za bolj zanesljive rezultate je merjenje hitrosti prenosa datoteke s spletnega mesta vašega ponudnika internetnih storitev.
Prenesti morate datoteko s spletnega mesta ponudnika in si ogledati hitrost prenosa te datoteke.

Mnogi uporabniki pogosto uporabljajo priljubljene internetne storitve za preverjanje hitrosti internetnega kanala (na primer speedtest.net). Opozarjamo vas na dejstvo, da preverjanje hitrosti z internetnimi storitvami ne zagotavlja zanesljivega merjenja. V tem primeru bo natančnost merjenja hitrosti vašega internetnega kanala odvisna od izbranega strežnika in njegove obremenitve, njegove lokacije, obremenitve vašega internetnega kanala in drugih dejavnikov.

Oglejmo si podrobneje dejavnike, ki vplivajo na dejansko hitrost povezave:

• Kot transportni protokol komunikacijska oprema (IP ADSL stikala) uporablja tehnologijo bankomat(Asinhroni način prenosa je asinhroni način prenosa podatkov). ATM je omrežna visoko zmogljiva tehnologija preklapljanja in multipleksiranja, ki temelji na prenosu podatkov v obliki okvirjev (celic) fiksne velikosti (53 bajtov).
  Kot veste, internet uporablja protokol IP kot komunikacijski protokol, zlasti protokol TCP / IP. ADSL uporablja ATM kot transportni protokol, zato se podatki prenašajo po vaši ADSL liniji s pomočjo TCP/IP preko ATM. tiste. Okvirji IP so pakirani (inkapsulirani) v celice ATM in posredovani po liniji DSL, nato pa jih sprejemna oprema ponovno dekomprimirala, pri čemer se dobijo običajni okvirji IP.
  Veliki paketi bodo razdeljeni na 48-bajtne dele. Če paket ni enakomerno deljiv z 48, se mu doda oblazinjenje, da dobimo celo število celic 48 bajtov. Po razdelitvi paketa na celice po 48 bajtov se vsaki od nastalih celic doda glava (5 bajtov).
  Posledično pride do zmanjšanja hitrosti na ravni 10% o hitrosti prenosa podatkov.
• Uporaba protokola TCP/IP pri prenosu podatkov zmanjša hitrost na nivoju 3% na hitrost prenosa, saj prenesena koristne informacije(podatki) dopolnjujejo informacije o storitvi (protokol).

Zgornji dejavniki so enake tehnološke omejitve, ki so bile obravnavane na začetku članka. Te omejitve vodijo v dejstvo, da je hitrost prenosa podatkov vedno manjša od hitrosti povezave vsaj za 13-15% .

Vendar pa obstajajo tudi drugi dejavniki, ki zmanjšujejo hitrost prenosa podatkov.

• Teoretično bi morali v oknu brskalnika ali upravitelju prenosov / prenosov pri prenosu datoteke videti hitrost prenosa, izračunano po formuli hitrost povezave - 15% (stroški pri uporabi TCP / IP in ATM) / 8 (za pretvorbo kilobitov v kilobajte), v resnici pa je hitrost prikazana nižje in za to obstajajo razlogi:
  
  
  • Nastavitve računalnika. Na primer, premalo pomnilnika (virtualni / operativni), zastarel procesor, nestabilno delovanje (napake) operacijskega sistema ( moder zaslon) ali napaka v programski opremi prosti prostor na trdem disku, prisotnost zlonamerne programske opreme / virusov v računalniku itd.
  
  
  • Izguba paketov pri prenosu podatkov. Možne so velike izgube na slabih linijah (komunikacijskih kanalih) ali pri uporabi največje dovoljene hitrosti povezave.
    Če med prenosom okvirjev pride do izgube paketov, protokol TCP/IP opazi manjkajoči paket v splošnem podatkovnem toku, ne prepozna njegovega prejema in nato sproži ponovni prenos izgubljenih podatkov. Postopek ponovnega pošiljanja prinaša dodatne zamude.
    Tako protokol TCP/IP poleg pomembne funkcije spremljanja in prenosa podatkov upočasni hitrost prenosa podatkov ob velikih izgubah paketov na liniji.
    Če želite preveriti kakovost povezave s strežnikom v internetu, lahko uporabite pripomoček ping(ping). V ukazna vrstica operacijskega sistema, zaženite ukaz ping -t ime_mesta, na primer ping -t www.download.com... Počakajte 30 sekund in nato pritisnite Ctrl + C, da zaprete pripomoček. Statistični podatki bodo pokazali odstotek izgube paketov. Če je izguba paketov večja od 5%, bo zmogljivost TCP/IP na določenem mestu slaba.
  
  
  • Preobremenjenost ponudnikovih strežnikov in prehodov. Odvisno od strukture ponudnikovega omrežja (na primer veliko prehodov) ali nizke pasovne širine ponudnikovega odhodnega kanala. Težava se pojavi, ko je največja obremenitev uporabnikov. Preveč zadetkov strežnika lahko preseže njegovo največjo izkoriščenost v času konic in povzroči upočasnitev.
  
  
  • Težave pri usmerjanju lahko povzročijo tudi padec hitrosti. Če se odkrijejo težave pri usmerjanju, se lahko paketi preusmerijo po alternativnih poteh, kar povzroči zamude pri prenosu podatkov.
  
  
  • Uporaba protokol PPPoE lahko povzroči zmanjšanje hitrosti. PPPoE je tuneliranje omrežni protokol prenos okvirjev PPP prek povezovalne plasti preko Etherneta. Uporabljajo ga predvsem storitve DSL. PPPoE je protokol, ki zahteva vire in zahteve CPE se pri prenosu omrežnih podatkov povečajo. Glede na implementacijo in uporabo PPPoE lahko opazite zmanjšanje največje hitrosti do 5-25%.
  
  
  • Nezadostna (nizka) zmogljivost strežnika BRAS (Broadband Remote Access Server). Usmerjevalnik za širokopasovni oddaljeni dostop (BRAS) usmerja promet do/iz stikala DSL (DSLAM) v omrežjih ponudnika internetnih storitev. BRAS je v središču ponudnikovega omrežja in združuje uporabniške povezave iz omrežja dostopne plasti. Usmerjevalnik izvaja logično prekinitev tunelov od točke do točke (PPP). To so lahko PPP over Ethernet (PPPoE) ali PPP over ATM (PPPoA) enkapsulirani tuneli. BRAS je tudi vmesnik za sisteme avtentikacije, avtorizacije in obračunavanja prometa.
  
  
  • Možna omejitev hitrosti glede na tarifni načrt na strežniku BRAS. Tipičen primer, ko je hitrost fizične povezave enaka, hitrost sprejema podatkov pa je omejena s plačljivim tarifnim načrtom.
  
  
  • Pri uporabi dodatne storitve, na primer IPTV ( digitalna televizija), prejeti TV tok zaseda tudi določeno pasovno širino, običajno približno 4 Mbit / s za kanale standardne ločljivosti. Največjo hitrost sprejema podatkov pri uporabi storitve IPTV je mogoče izračunati z naslednjo formulo:
    hitrost povezave - 15% - stopnja pretoka IPTV.
    na primer hitrost povezave (10240) - 15% (1500) - Hitrost pretoka IPTV (4000) = 4700 Kbps (587 Kbps).