ความจุคืออะไร วิธีคำนวณความจุของท่อ ความจุของท่อน้ำ

แบนด์วิดท์อินเทอร์เน็ตเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ใช้เป็นหลัก เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลและการทำงานที่สะดวกสบายบนอินเทอร์เน็ต

ประมาณจากการวิเคราะห์ความสามารถของเครือข่ายในการส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหนึ่งเครื่อง อัตราการถ่ายโอนข้อมูลขึ้นอยู่กับการเลือกแหล่งที่มา ตัวเข้ารหัส และตัวถอดรหัสที่เหมาะสมที่สุดสำหรับช่องสัญญาณที่กำหนด

แยกแนวคิดเรื่องความเร็วที่ระบุและความเร็วที่มีประสิทธิภาพออกจากกัน Nominal จะกำหนดปริมาณงานเมื่อระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันผู้ใช้มีผล - เฉพาะเมื่อโหลดเครือข่ายด้วยโปรแกรมผู้ใช้เท่านั้น

เพื่อกำหนดความเร็วของการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของคุณ จะทำการทดสอบเครือข่ายพิเศษ ช่วยให้คุณสามารถวัดความสามารถของช่องสัญญาณกำหนดความเร็วจริงซึ่งมักไม่สอดคล้องกับที่ประกาศไว้ แผนภาษี.

การทดสอบความเร็วกำหนดอะไร:

• เข้ามา – ตัวบ่งชี้การดำเนินการดาวน์โหลดข้อมูลไปยังพีซีของคุณจากอินเทอร์เน็ต
• ขาออก – ลักษณะการอัพโหลดของการส่งข้อมูลจากพีซีของคุณไปยังเครือข่าย
• ping – ระยะเวลารายชั่วโมงที่ต้องใช้ในการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลจากพีซีไปยังเซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการและย้อนกลับ (กำหนดเวลาที่เปิดหน้าอินเทอร์เน็ต)
• เวลาในการทดสอบ – เมื่อทำการทดสอบ สามารถเปรียบเทียบตัวบ่งชี้ผลลัพธ์กับตัวบ่งชี้ปัจจุบันเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงได้

ปริมาณงานของเราเตอร์ขึ้นอยู่กับประเภทของสายเคเบิล (มาตรฐาน ไฟเบอร์ออปติก ฯลฯ) ผู้ให้บริการ และโหลดปัจจุบันบนเครือข่าย จากผลการทดสอบคุณจะไม่ได้รับข้อมูลวัตถุประสงค์เสมอไปซึ่งไม่ค่อยสอดคล้องกับที่ระบุไว้ในแผนภาษี แต่ในกรณีใด ๆ ตัวบ่งชี้ปริมาณงานไม่ควรเบี่ยงเบนเกิน 10%

วิธีการกำหนดแบนด์วิธ

การทดสอบกำลังการผลิตเป็นชุดมาตรการเบื้องต้นในการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดของสัญญา นอกจากนี้ยังควรดำเนินการหากคุณคิดว่าความเร็วอินเทอร์เน็ตต่ำกว่าที่คาดไว้

ดำเนินการโดยใช้เซิร์ฟเวอร์ออนไลน์พิเศษ ก่อนเริ่มการทดสอบ คุณควรปิดการใช้งานโปรแกรมดาวน์โหลดทั้งหมด (ทอร์เรนต์, มีเดียเก็ต, แฟลชเก็ต และอื่นๆ) หากวิทยุอินเทอร์เน็ต ไคลเอนต์อีเมล Skype, ICQ และโปรแกรมที่คล้ายกันกำลังทำงานอยู่ ควรยุติการทำงานเหล่านั้นผ่านทางตัวจัดการงาน ขอแนะนำให้ปิดโปรแกรมป้องกันไวรัสที่อาจมีการอัพเดตด้วย

คำแนะนำในการทดสอบ

ปริมาณงานเป็นลักษณะสากลที่อธิบายจำนวนหน่วยสูงสุดของวัตถุที่ผ่านช่องสัญญาณโหนดส่วน คุณลักษณะนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยคนให้สัญญาณ พนักงานขนส่ง ระบบไฮดรอลิกส์ เลนส์ เสียง และวิศวกรรมเครื่องกล ทุกคนให้คำจำกัดความของตัวเอง โดยปกติแล้วจะลากเส้นโดยใช้หน่วยเวลา เชื่อมโยงความหมายทางกายภาพกับความเร็วของกระบวนการอย่างชัดเจน ช่องทางการสื่อสารส่งข้อมูล ดังนั้นลักษณะของปริมาณงานคือบิตเรต (บิต/วินาที, บอด)

หน่วยวัด

บิต/วินาทีมาตรฐานมักถูกเสริมด้วยคำนำหน้า:

1. กิโล: kbps = 1,000 bps
2. เมกะ: Mbps = 1,000,000 bps
3. Giga: Gbit/s = 1 พันล้านบิต/วินาที
4. เทรา: Tbit/s = 1 ล้านล้าน ต่อวินาที
5. เพต้า: Pbit/s = 1 สี่ล้านล้านบิต/วินาที

ขนาดไบต์ถูกใช้ไม่บ่อย (1B = 8 บิต) โดยทั่วไปค่าจะอ้างอิงถึงเลเยอร์ฟิสิคัลของลำดับชั้น OSI ความจุช่องสัญญาณส่วนหนึ่งถูกพรากไปโดยระเบียบแบบแผนของโปรโตคอล: ส่วนหัว บิตเริ่มต้น... บอดใช้สำหรับวัดความเร็วมอดูเลต ซึ่งแสดงจำนวนสัญลักษณ์ต่อหน่วยเวลา สำหรับระบบไบนารี่ (0, 1) แนวคิดทั้งสองมีค่าเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ระดับการเข้ารหัสที่มีลำดับสัญญาณรบกวนเทียมจะเปลี่ยนความสมดุลของพลังงาน อัตรารับส่งข้อมูลจะน้อยลงที่บิตเรตเดียวกัน ความแตกต่างจะถูกกำหนดโดยฐานของสัญญาณที่ซ้อนทับ ขีดจำกัดบนที่ทำได้ตามทฤษฎีของอัตราการมอดูเลตนั้นสัมพันธ์กับความกว้างสเปกตรัมของช่องสัญญาณตามกฎหมาย Nyquist:

บอด ≤ 2 x ความกว้าง (Hz)

ในทางปฏิบัติ เกณฑ์ดังกล่าวจะบรรลุได้โดยการปฏิบัติตามเงื่อนไข 2 ประการพร้อมกัน:

• การมอดูเลตแถบข้างเดียว
• การเข้ารหัสเชิงเส้น (ฟิสิคัล)

ช่องทางเชิงพาณิชย์แสดงปริมาณงานเพียงครึ่งเดียว เครือข่ายจริงยังส่งเฟรมบิตซึ่งเป็นข้อมูลการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ซ้ำซ้อน อย่างหลังนี้ใช้กับโปรโตคอลไร้สายและสายทองแดงความเร็วสูงพิเศษเป็นสองเท่า ส่วนหัวของแต่ละเลเยอร์ OSI ที่ตามมาจะลดปริมาณงานของช่องสัญญาณจริงอย่างต่อเนื่อง

ผู้เชี่ยวชาญแยกกันกำหนดค่าสูงสุด - ตัวเลขที่ได้รับโดยใช้เงื่อนไขในอุดมคติ ความเร็วในการเชื่อมต่อที่แท้จริงนั้นถูกกำหนดโดยอุปกรณ์พิเศษซึ่งไม่บ่อยนัก ซอฟต์แวร์- เมตรออนไลน์มักจะแสดงค่าที่ไม่สมจริงซึ่งอธิบายสถานะของสาขาเดียวของเวิลด์ไวด์เว็บ การขาดมาตรฐานทำให้เกิดความสับสน บางครั้งบิตเรตหมายถึงความเร็วทางกายภาพ บ่อยครั้งน้อยกว่า – ความเร็วเครือข่าย (ลบจำนวนข้อมูลบริการ) ค่ามีความเกี่ยวข้องดังนี้:

ความเร็วเครือข่าย = ความเร็วกายภาพ x ความเร็วโค้ด

ค่าหลังคำนึงถึงความสามารถในการแก้ไขข้อผิดพลาดซึ่งน้อยกว่าหนึ่งเสมอ ความเร็วเครือข่ายต่ำกว่าความเร็วจริงอย่างแน่นอน ตัวอย่าง:

1. ความเร็วเครือข่ายของโปรโตคอล IEEE 802.11a คือ 6..54 Mbit/s บิตเรตที่แท้จริง – 12..72 Mbit/s
2. ความเร็วในการส่งข้อมูลจริงของ 100Base-TX Ethernet คือ 125 Mbps ด้วยระบบการเข้ารหัส 4B5B ที่นำมาใช้ อย่างไรก็ตาม เทคนิคการปรับเชิงเส้นของ NRZI ที่ใช้ทำให้สามารถระบุอัตราสัญลักษณ์ที่ 125 Mbaud ได้
3. Ethernet 10Base-T ไม่มีรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด ความเร็วเครือข่ายเท่ากับความเร็วจริง (10 Mbit/s) อย่างไรก็ตาม รหัสแมนเชสเตอร์ที่ใช้จะกำหนดค่าสัญลักษณ์สุดท้ายให้กับ 20 Mbaud
4. ความไม่สมดุลของความเร็วของแชนเนลอัปสตรีม (48 กิโลบิต/วินาที) และดาวน์สตรีม (56 กิโลบิต/วินาที) ของโมเด็มเสียง V.92 เป็นที่รู้จักกันดี เครือข่ายการสื่อสารเซลลูล่าร์หลายรุ่นทำงานในลักษณะเดียวกัน

ความจุของช่องสัญญาณมีชื่อว่า Shannon ซึ่งเป็นขีดจำกัดบนทางทฤษฎีของบิตเรตเครือข่ายในกรณีที่ไม่มีข้อผิดพลาด

ทฤษฎีการเพิ่มขีดความสามารถ

ทฤษฎีสารสนเทศได้รับการพัฒนาโดย Claude Shannon โดยสังเกตความน่าสะพรึงกลัวของสงครามโลกครั้งที่สอง แนะนำแนวคิดเกี่ยวกับความจุของช่องสัญญาณ และพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ การจำลองเส้นที่เชื่อมต่อประกอบด้วยสามช่วงตึก:

1. เครื่องส่ง.
2. ช่องสัญญาณรบกวน (มีแหล่งสัญญาณรบกวน)
3. ผู้รับ

ข้อมูลที่ส่งและรับจะแสดงด้วยฟังก์ชันการแจกแจงแบบมีเงื่อนไข แบบจำลองตัวเก็บประจุของแชนนอนอธิบายด้วยกราฟ ตัวอย่าง Wikipedia ให้ภาพรวมของสื่อที่มีคุณลักษณะของสัญญาณที่ต้องการแยกกันห้าระดับ เสียงรบกวนจะถูกเลือกจากช่วงเวลา (-1..+1) จากนั้นความจุของช่องสัญญาณจะเท่ากับผลรวมของสัญญาณที่มีประโยชน์และโมดูโลการรบกวน 5 ค่าผลลัพธ์มักจะเป็นเศษส่วน ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะกำหนดขนาดของข้อมูลที่ส่งในตอนแรก (ปัดขึ้นหรือลง)

ค่าที่อยู่ห่างกันออกไป (เช่น 1; 3) ไม่สามารถสับสนได้ แต่ละชุดประกอบด้วยข้อความที่สามารถแยกแยะได้ตั้งแต่สามข้อความขึ้นไป เสริมด้วยข้อความคลุมเครือหนึ่งข้อความ แม้ว่าความจุปกติของช่องสัญญาณจะอนุญาตให้ส่ง 5 ค่าพร้อมกันได้ แต่คู่ที่อนุญาตให้เข้ารหัสข้อความโดยไม่มีข้อผิดพลาดก็มีประสิทธิภาพ หากต้องการเพิ่มระดับเสียง ให้ใช้ชุดค่าผสมต่อไปนี้: 11, 23, 54, 42 ระยะโค้ดของลำดับจะมากกว่าสองเสมอ ดังนั้นการรบกวนจึงไม่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันการรับรู้ชุดค่าผสมที่ถูกต้อง การทำมัลติเพล็กซ์สามารถทำได้ โดยเพิ่มปริมาณงานของช่องทางการสื่อสารอย่างมาก

ค่าที่ไม่ต่อเนื่องห้าค่าจะรวมกันด้วยกราฟด้านเท่า ปลายขอบบ่งบอกถึงคู่ของค่าที่ผู้รับอาจสับสนเนื่องจากมีเสียงรบกวน จากนั้นจำนวนชุดค่าผสมจะแสดงด้วยชุดกราฟที่สร้างขึ้นโดยอิสระ กราฟิกชุดนี้ประกอบขึ้นโดยการรวมกันซึ่งไม่รวมจุดทั้งสองของขอบด้านเดียว แบบจำลองของแชนนอนสำหรับสัญญาณห้าระดับประกอบด้วยคู่ของค่าเท่านั้น (ดูด้านบน) ความสนใจคำถาม!

• การคำนวณทางทฤษฎีที่ซับซ้อนเกี่ยวข้องกับหัวข้อที่กล่าวถึงเกี่ยวกับความจุของช่องสัญญาณอย่างไร

สิ่งที่ตรงไปตรงมาที่สุด ระบบส่งข้อมูลรหัสดิจิทัลระบบแรก Green Bumblebee (สงครามโลกครั้งที่สอง) ใช้สัญญาณ 6 ระดับ การคำนวณทางทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ทำให้พันธมิตรได้รับการสื่อสารที่เข้ารหัสที่เชื่อถือได้ ทำให้พวกเขาจัดการประชุมได้มากกว่า 3,000 ครั้ง ยังไม่ทราบความซับซ้อนในการคำนวณของกราฟแชนนอน พวกเขาพยายามที่จะได้รับความหมายในลักษณะวงเวียน และดำเนินคดีต่อไปเมื่อคดีเริ่มซับซ้อนมากขึ้น เราถือว่าหมายเลข Lovas เป็นตัวอย่างที่มีสีสันของสิ่งที่กล่าวไว้

บิตเรต

ความจุของช่องสัญญาณจริงคำนวณตามทฤษฎี แบบจำลองทางเสียงถูกสร้างขึ้น เช่น การบวกเกาส์เซียน และได้รับการแสดงออกของทฤษฎีบทแชนนอน-ฮาร์ตลีย์:

C = B log2 (1 + S/N)

B – แบนด์วิดท์ (Hz); S/N – อัตราส่วนสัญญาณ/เสียงรบกวน ลอการิทึมฐาน 2 ช่วยให้คุณคำนวณบิตเรต (บิต/วินาที) ขนาดของสัญญาณและเสียงจะเขียนเป็นหน่วยตารางโวลต์หรือวัตต์ การแทนที่เดซิเบลให้ผลลัพธ์ที่ผิด สูตรสำหรับเครือข่ายไร้สายแบบเพียร์ทูเพียร์นั้นแตกต่างกันเล็กน้อย นำความหนาแน่นสเปกตรัมของสัญญาณรบกวนคูณด้วยแบนด์วิธ แยกนิพจน์สำหรับช่องสีซีดจางที่เร็วและช้า

ไฟล์มัลติมีเดีย

สำหรับแอปพลิเคชันด้านความบันเทิง บิตเรตจะแสดงจำนวนข้อมูลที่จัดเก็บและเล่นทุกๆ วินาที:

1. อัตราการสุ่มตัวอย่างข้อมูลจะแตกต่างกันไป
2. ตัวอย่างขนาดต่างๆ (บิต)
3. บางครั้งมีการเข้ารหัส
4. อัลกอริธึมเฉพาะทางบีบอัดข้อมูล

เลือกค่าเฉลี่ยสีทองที่ช่วยลดบิตเรตให้เหลือน้อยที่สุดและทำให้มั่นใจในคุณภาพที่ยอมรับได้ บางครั้งการบีบอัดจะบิดเบือนวัสดุต้นทางอย่างถาวรด้วยเสียงการบีบอัด บ่อยครั้งที่ความเร็วจะแสดงจำนวนบิตต่อหน่วยเวลาของเสียงหรือวิดีโอที่กำลังเล่น (แสดงโดยเครื่องเล่น) บางครั้งค่าจะคำนวณโดยการหารขนาดไฟล์ด้วยระยะเวลาทั้งหมด เนื่องจากระบุมิติข้อมูลเป็นไบต์ จึงป้อนตัวคูณ 8 บ่อยครั้งบิตเรตมัลติมีเดียจะผันผวน อัตราเอนโทรปีเรียกว่าอัตราขั้นต่ำที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเก็บรักษาวัสดุดั้งเดิมอย่างสมบูรณ์

ซีดี

มาตรฐานซีดีเพลงกำหนดให้สตรีมต้องส่งที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง 44.1 kHz (ความลึก 16 บิต) เพลงสเตอริโอทั่วไปประกอบด้วยสองช่องสัญญาณ (ลำโพงซ้าย, ขวา) บิตเรตเพิ่มเป็นสองเท่าเป็นโมโน ปริมาณงานของช่องสัญญาณมอดูเลตรหัสพัลส์ถูกกำหนดโดยนิพจน์:

• บิตเรต = อัตราการสุ่มตัวอย่าง x ความลึก x จำนวนช่องสัญญาณ

มาตรฐานซีดีเพลงให้ตัวเลขสุดท้ายที่ 1.4112 Mbit/s การคำนวณอย่างง่ายแสดงให้เห็นว่า: การบันทึก 80 นาทีใช้พื้นที่ 847 MB ​​ไม่รวมส่วนหัว ขนาดใหญ่ไฟล์ถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการบีบอัดเนื้อหา นี่คือหมายเลขรูปแบบ MP3:

• 32 กิโลบิต/วินาที – ยอมรับได้สำหรับคำพูดที่ชัดแจ้ง
• 96 kbps – การบันทึกคุณภาพต่ำ
• .160 kbit/s ถือเป็นระดับที่อ่อนแอ
• 192 kbps เป็นสิ่งที่อยู่ระหว่างนั้น
• 256 kbps เป็นค่าปกติสำหรับแทร็กส่วนใหญ่
• 320 kbps – คุณภาพระดับพรีเมียม

เห็นผลชัดเจน ลดความเร็วในขณะที่เพิ่มคุณภาพการเล่น ตัวแปลงสัญญาณโทรศัพท์ที่ง่ายที่สุดใช้เวลา 8 kbit/s, Opus - 6 kbit/s วิดีโอมีความต้องการมากขึ้น การสตรีม Full HD แบบไม่บีบอัด 10 บิต (24 เฟรม) กินพื้นที่สูงสุด 1.4 Gbps ความจำเป็นที่ผู้ให้บริการจะต้องดำเนินการเกินกว่าบันทึกที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้อย่างต่อเนื่องมีความชัดเจน การรับชมวันอาทิตย์สำหรับครอบครัวขั้นพื้นฐานวัดจากประสบการณ์โดยรวมของผู้ชม เป็นการยากที่จะอธิบายให้คนที่คุณรักทราบว่าข้อผิดพลาดในการแปลงภาพเป็นดิจิทัลคืออะไร

กำลังสร้างช่องทางจริง จัดหาแหล่งจ่ายที่มั่นคง เหตุผลที่คล้ายกันนี้อยู่เบื้องหลังความก้าวหน้าของมาตรฐานสื่อดิจิทัล Dolby Digital (1994) ให้ไว้อย่างชัดเจนสำหรับการสูญเสียข้อมูล การแสดงครั้งแรกของ Batman Returns (1992) เล่นจากฟิล์ม 35 มม. ที่มีเสียงบีบอัด (320 kbps) เฟรมวิดีโอถูกถ่ายโอนโดยเครื่องสแกน CCD และอุปกรณ์ก็แยกเสียงออกมาตลอดทาง เมื่อติดตั้งระบบดิจิตอลเซอร์ราวด์ 5.1 ห้องโถงจำเป็นต้องมีการประมวลผลสตรีมแบบดิจิทัลเพิ่มเติม

ระบบจริงมักถูกสร้างขึ้นโดยชุดของช่องสัญญาณ ปัจจุบันความเก๋ไก๋ในอดีตถูกแทนที่ด้วย Dolby Surround 7.1 และ Atmos ก็ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น เทคโนโลยีที่เหมือนกันสามารถนำไปใช้ได้ในรูปแบบดั้งเดิมเกือบทั้งหมด นี่คือตัวอย่างเสียงแปดแชนเนล (7.1):

• ระบบเสียงดอลบี้ดิจิตอลพลัส (3/1.7Mbps)
• Dolby TrueHD (18 เมกะบิต/วินาที)

แบนด์วิธที่ระบุจะแตกต่างกันไป

ตัวอย่างความจุของช่อง

ลองพิจารณาวิวัฒนาการของเทคโนโลยีการส่งข้อมูลดิจิทัล

โมเด็ม

1. คู่อะคูสติก (1972) – 300 บอด
2. โมเด็ม Vadik&Bell 212A (1977) – 1200 บอด
3. ช่อง ISDN (1986) – 2 ช่อง 64 kbit/s (ความเร็วรวม – 144 kbit/s)
4. 32bis (1990) – สูงสุด 19.2 กิโลบิต/วินาที
5. 34 (1994) – 28.8 กิโลบิตต่อวินาที
6. 90 (1995) – 56 kbit/s ดาวน์สตรีม, 33.6 kbit/s อัพสตรีม
7. 92 (1999) – 56/48 kbps ดาวน์สตรีม/อัปสตรีม
8. ADSL (1998) – สูงสุด 10 Mbit/s
9. ADSL2 (2003) – สูงสุด 12 Mbit/s
10. ADSL2+ (2005) – สูงสุด 26 Mbit/s
11. VDSL2 (2005) – 200 เมกะบิต/วินาที
12. เร็ว (2014) – 1 Gbit/s

อีเทอร์เน็ตแลน

1. เวอร์ชันทดลอง (1975) – 2.94 Mbit/s
2. 10BASES (1981, สายโคแอกเชียล) – 10 Mbit/s
3. 10BASE-T (1990, สายคู่บิดเกลียว) – 10 Mbit/s
4. ฟาสต์อีเธอร์เน็ต (1995) – 100 Mbit/s
5. กิกะบิตอีเทอร์เน็ต (1999) – 1 Gbit/s
6. 10 กิกะบิตอีเทอร์เน็ต (2546) – 10 Gbit/s
7. 100 กิกะบิตอีเทอร์เน็ต (2010) – 100 Gbit/s

อินเตอร์เน็ตไร้สาย

1. IEEE 802.11 (1997) – 2 เมกะบิต/วินาที
2. IEEE 802.11b (1999) – 11 เมกะบิต/วินาที
3. IEEE 802.11a (1999) – 54 เมกะบิต/วินาที
4. IEEE 802.11g (2003) – 54 เมกะบิต/วินาที
5. IEEE 802.11n (2007) – 600 เมกะบิต/วินาที
6. IEEE 802.11ac (2012) – 1,000 Mbps

การเชื่อมต่อเซลลูล่าร์

1. รุ่นแรก:
   1. NMT (1981) – 1.2 กิโลบิต/วินาที
2. 2จี:
   1. GSM CSD, D-AMPS (1991) – 14.4 กิโลบิต/วินาที
   2. EDGE (2003) – 296/118.4 กิโลบิตต่อวินาที
3. 3จี:
   1. UMTS-FDD (2001) – 384 กิโลบิต/วินาที
   2. UMTS HSDPA (2007) – 14.4 Mbit/s
   3. UMTS HSPA (2008) – 14.4/5.76 Mbit/s
   4. HSPA+ (2009) – 28/22 Mbit/s
   5. CDMA2000 EV-DO รายได้ B (2010) – 14.7 เมกะบิต/วินาที
   6. HSPA+ MIMO (2011) – 42 เมกะบิต/วินาที
4. 3จี+:
   1. IEEE 802.16e (2007) – 144/35 เมกะบิต/วินาที
   2. LTE (2009) – 100/50 Mbit/s
5. 4จี:
   1. LTE-A (2012) – 115 เมกะบิต/วินาที
   2. WiMAX 2 (2011-2013, IEEE 802.16m) – 1 Gbit/s (สูงสุดจากวัตถุคงที่)

ปัจจุบันญี่ปุ่นกำลังเปิดตัวการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ 5 ซึ่งเพิ่มขีดความสามารถในการส่งแพ็คเกจดิจิทัล

ในเครือข่าย IP ในปัจจุบัน เนื่องจากมีแอปพลิเคชันเครือข่ายใหม่ๆ เกิดขึ้นมากมาย การประเมินแบนด์วิดท์ที่ต้องการจึงกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว คุณจำเป็นต้องทราบว่าแอปพลิเคชันใดที่คุณวางแผนจะใช้ โปรโตคอลข้อมูลใดบ้างที่ใช้ และจะสื่อสารอย่างไร

อิลยา นาซารอฟ
วิศวกรระบบที่ INTELCOM Line

หลังจากประเมินแบนด์วิธที่ต้องการในแต่ละส่วนของเครือข่าย IP แล้ว จำเป็นต้องตัดสินใจเลือกเครือข่าย OSI และเทคโนโลยีชั้นลิงก์ ตามเทคโนโลยีที่เลือกจะมีการกำหนดรุ่นอุปกรณ์เครือข่ายที่เหมาะสมที่สุด คำถามนี้ก็เป็นเรื่องยากเช่นกัน เนื่องจากปริมาณงานขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์โดยตรง และประสิทธิภาพก็ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ด้วยเช่นกัน มาดูเกณฑ์และวิธีการประเมินความจุของช่องและอุปกรณ์ในเครือข่าย IP กันดีกว่า

เกณฑ์การประเมินแบนด์วิธ

นับตั้งแต่การเกิดขึ้นของทฤษฎีการจราจรทางไกล มีการพัฒนาวิธีการมากมายสำหรับการคำนวณความจุของช่องสัญญาณ อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับวิธีการคำนวณที่ใช้กับเครือข่ายแบบสลับวงจร การคำนวณปริมาณงานที่ต้องการในเครือข่ายแพ็กเก็ตนั้นค่อนข้างซับซ้อนและไม่น่าจะบรรลุผลสำเร็จ ผลลัพธ์ที่แม่นยำ- ประการแรก นี่เป็นเพราะปัจจัยจำนวนมาก (โดยเฉพาะปัจจัยที่มีอยู่ในเครือข่ายมัลติเซอร์วิสสมัยใหม่) ซึ่งค่อนข้างยากที่จะคาดเดา ในเครือข่าย IP โดยทั่วไปแอปพลิเคชันจำนวนมากจะใช้โครงสร้างพื้นฐานทั่วไป ซึ่งแต่ละแอปพลิเคชันอาจใช้รูปแบบการรับส่งข้อมูลที่แตกต่างกันของตัวเอง นอกจากนี้ ภายในเซสชันเดียว การรับส่งข้อมูลที่ส่งไปในทิศทางข้างหน้าอาจแตกต่างจากการรับส่งข้อมูลที่ส่งไปในทิศทางตรงกันข้าม นอกจากนี้ การคำนวณยังมีความซับซ้อนเนื่องจากความเร็วของการรับส่งข้อมูลระหว่างแต่ละโหนดเครือข่ายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่เมื่อสร้างเครือข่าย การประเมินขีดความสามารถจริง ๆ แล้วถูกกำหนดโดยคำแนะนำทั่วไปของผู้ผลิต การศึกษาทางสถิติ และประสบการณ์ขององค์กรอื่น ๆ

หากต้องการระบุจำนวนแบนด์วิธที่จำเป็นสำหรับเครือข่ายที่ออกแบบได้อย่างแม่นยำมากขึ้นหรือน้อยลง คุณต้องทราบก่อนว่าจะใช้แอปพลิเคชันใด ถัดไป สำหรับแต่ละแอปพลิเคชัน คุณควรวิเคราะห์ว่าข้อมูลจะถูกถ่ายโอนอย่างไรในช่วงเวลาที่เลือก และโปรโตคอลใดที่ใช้สำหรับสิ่งนี้

สำหรับ ตัวอย่างง่ายๆพิจารณาการใช้งานเครือข่ายองค์กรขนาดเล็ก

ตัวอย่างการคำนวณแบนด์วิธ

สมมติว่ามีคอมพิวเตอร์ที่ทำงาน 300 เครื่องและโทรศัพท์ IP จำนวนเท่ากันบนเครือข่าย มีการวางแผนที่จะใช้บริการต่อไปนี้: อีเมล, ระบบโทรศัพท์ IP, การเฝ้าระวังวิดีโอ (รูปที่ 1) สำหรับการเฝ้าระวังวิดีโอจะใช้กล้อง 20 ตัวซึ่งสตรีมวิดีโอจะถูกส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ ลองประเมินแบนด์วิดท์สูงสุดที่จำเป็นสำหรับบริการทั้งหมดบนช่องสัญญาณระหว่างสวิตช์หลักเครือข่ายและที่ทางแยกกับแต่ละเซิร์ฟเวอร์

ควรสังเกตทันทีว่าการคำนวณทั้งหมดจะต้องดำเนินการในช่วงเวลาที่มีกิจกรรมเครือข่ายมากที่สุดของผู้ใช้ (ในทฤษฎีการรับส่งข้อมูลทางไกล - ชั่วโมงเร่งด่วน) เนื่องจากโดยปกติในช่วงเวลาดังกล่าวประสิทธิภาพของเครือข่ายจะมีความสำคัญที่สุดและความล่าช้าและความล้มเหลวในการทำงานของแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับ การขาดแบนด์วิธเกิดขึ้น เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ ในองค์กรต่างๆ โหลดที่หนักที่สุดเครือข่ายอาจเกิดขึ้น เช่น เมื่อสิ้นสุดระยะเวลาการรายงานหรือในช่วงที่มีลูกค้าหลั่งไหลเข้ามาตามฤดูกาล เมื่อมีการโทรออกเป็นจำนวนมากที่สุดและข้อความอีเมลส่วนใหญ่ถูกส่งไป

อีเมล
กลับมาที่ตัวอย่างของเรา ลองพิจารณาบริการอีเมล ใช้โปรโตคอลที่ทำงานบน TCP ซึ่งหมายความว่าอัตราการถ่ายโอนข้อมูลจะถูกปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อรองรับแบนด์วิธที่มีอยู่ทั้งหมด ดังนั้นเราจะเริ่มจากค่าการหน่วงเวลาสูงสุดในการส่งข้อความ - สมมติว่า 1 วินาทีก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ผู้ใช้รู้สึกสบายใจ ถัดไป คุณต้องประมาณขนาดเฉลี่ยของข้อความที่ส่ง สมมติว่าในช่วงที่มีการใช้งานสูงสุด ข้อความอีเมลมักจะมีไฟล์แนบต่างๆ (สำเนาใบแจ้งหนี้ รายงาน ฯลฯ) ดังนั้นสำหรับตัวอย่างของเรา เราจะใช้ขนาดข้อความโดยเฉลี่ยเป็น 500 KB สุดท้าย พารามิเตอร์สุดท้ายที่เราต้องเลือกคือจำนวนพนักงานสูงสุดที่สามารถส่งข้อความพร้อมกันได้ สมมติว่าในช่วงเวลาฉุกเฉิน พนักงานครึ่งหนึ่งกดปุ่ม "ส่ง" ในโปรแกรมรับส่งเมลพร้อมกัน ปริมาณงานสูงสุดที่จำเป็นสำหรับการรับส่งอีเมลจะเป็น (500 kB x 150 โฮสต์)/1 วินาที = 75,000 kB/s หรือ 600 Mbps จากที่นี่เราสามารถสรุปได้ทันทีว่าในการเชื่อมต่อเมลเซิร์ฟเวอร์กับเครือข่ายจำเป็นต้องใช้ช่องสัญญาณ Gigabit Ethernet ที่แกนหลักของเครือข่าย ค่านี้จะเป็นหนึ่งในคำศัพท์ที่ประกอบเป็นปริมาณการประมวลผลที่ต้องการทั้งหมด

การเฝ้าระวังทางโทรศัพท์และวิดีโอ
แอปพลิเคชันอื่นๆ เช่น ระบบโทรศัพท์และกล้องวงจรปิด - มีโครงสร้างการส่งกระแสข้อมูลคล้ายคลึงกัน โดยการรับส่งข้อมูลทั้งสองประเภทจะถูกส่งโดยใช้โปรโตคอล UDP และมีอัตราการส่งข้อมูลคงที่ไม่มากก็น้อย ข้อแตกต่างที่สำคัญคือในระบบโทรศัพท์ สตรีมเป็นแบบสองทิศทางและจำกัดตามเวลาของการโทร ในการเฝ้าระวังด้วยวิดีโอ สตรีมจะถูกส่งไปในทิศทางเดียวและตามกฎแล้วจะเป็นแบบต่อเนื่อง

ในการประมาณปริมาณงานที่ต้องการสำหรับการรับส่งข้อมูลระบบโทรศัพท์ สมมติว่าในระหว่างที่มีกิจกรรมสูงสุด จำนวนการเชื่อมต่อพร้อมกันที่ผ่านเกตเวย์สามารถมีได้สูงสุด 100 เมื่อใช้ตัวแปลงสัญญาณ G.711 ใน เครือข่ายอีเทอร์เน็ตความเร็วของสตรีมหนึ่งครั้ง โดยคำนึงถึงส่วนหัวและแพ็กเก็ตบริการจะอยู่ที่ประมาณ 100 kbit/s ดังนั้น ในช่วงที่มีกิจกรรมของผู้ใช้มากที่สุด แบนด์วิธที่ต้องการในแกนเครือข่ายจะอยู่ที่ 10 Mbit/s

ปริมาณการใช้วิดีโอวงจรปิดนั้นคำนวณได้ง่ายและแม่นยำ สมมติว่าในกรณีของเรา กล้องวิดีโอส่งสตรีมครั้งละ 4 Mbit/s แบนด์วิดท์ที่ต้องการจะเท่ากับผลรวมความเร็วของสตรีมวิดีโอทั้งหมด: 4 Mbit/s x 20 กล้อง = 80 Mbit/s

สิ่งที่เหลืออยู่คือการเพิ่มค่าสูงสุดผลลัพธ์สำหรับแต่ละบริการเครือข่าย: 600 + 10 + 80 = 690 Mbit/s นี่จะเป็นแบนด์วิธที่จำเป็นในแกนเครือข่าย การออกแบบควรรวมถึงความเป็นไปได้ในการขยายขนาดเพื่อให้ช่องทางการสื่อสารสามารถรองรับการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายที่กำลังเติบโตได้นานที่สุด ในตัวอย่างของเรา การใช้ Gigabit Ethernet เพื่อตอบสนองความต้องการด้านบริการก็เพียงพอแล้ว และในขณะเดียวกันก็สามารถพัฒนาเครือข่ายได้อย่างราบรื่นด้วยการเชื่อมต่อโหนดมากขึ้น

แน่นอนว่าตัวอย่างที่ให้มานั้นยังห่างไกลจากตัวอย่างมาตรฐาน - แต่ละกรณีจะต้องพิจารณาแยกกัน ในความเป็นจริงโทโพโลยีเครือข่ายอาจซับซ้อนกว่านี้มาก (รูปที่ 2) และต้องทำการประเมินความจุสำหรับแต่ละส่วนของเครือข่าย

ควรคำนึงว่าการรับส่งข้อมูล VoIP (โทรศัพท์ IP) ไม่เพียงถูกกระจายจากโทรศัพท์ไปยังเซิร์ฟเวอร์เท่านั้น แต่ยังกระจายระหว่างโทรศัพท์โดยตรงด้วย นอกจากนี้ กิจกรรมเครือข่ายอาจแตกต่างกันในแผนกต่างๆ ขององค์กร: บริการสนับสนุนด้านเทคนิคโทรออกมากขึ้น แผนกโครงการใช้อีเมลอย่างแข็งขันมากกว่าแผนกอื่นๆ แผนกวิศวกรรมใช้การรับส่งข้อมูลอินเทอร์เน็ตมากกว่าแผนกอื่นๆ เป็นต้น ส่งผลให้บางส่วนของเครือข่ายอาจต้องการแบนด์วิธมากกว่าส่วนอื่นๆ

ใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพ

ในตัวอย่างของเรา เมื่อคำนวณอัตราการไหลของระบบโทรศัพท์ IP เราคำนึงถึงตัวแปลงสัญญาณที่ใช้และขนาดของส่วนหัวของแพ็คเก็ต นี่เป็นรายละเอียดที่สำคัญที่ต้องคำนึงถึง ขึ้นอยู่กับวิธีการเข้ารหัส (ตัวแปลงสัญญาณที่ใช้) ปริมาณข้อมูลที่ส่งในแต่ละแพ็กเก็ต และโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ที่ใช้ ปริมาณงานทั้งหมดของสตรีมจะเกิดขึ้น เป็นปริมาณงานทั้งหมดที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่อประมาณปริมาณงานเครือข่ายที่ต้องการ สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับระบบโทรศัพท์ IP และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่ใช้การส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ของสตรีมความเร็วต่ำ ซึ่งขนาดของส่วนหัวของแพ็คเก็ตเป็นส่วนสำคัญของขนาดของแพ็คเก็ตทั้งหมด เพื่อความชัดเจน ลองเปรียบเทียบสตรีม VoIP สองรายการ (ดูตาราง) สตรีมเหล่านี้ใช้การบีบอัดเดียวกัน แต่มีขนาดเพย์โหลดต่างกัน (อันที่จริงคือสตรีมเสียงดิจิทัล) และโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ต่างกัน

อัตราการถ่ายโอนข้อมูลใน รูปแบบบริสุทธิ์โดยไม่คำนึงถึงส่วนหัวของโปรโตคอลเครือข่าย (ในกรณีของเราคือสตรีมเสียงดิจิทัล) มีแบนด์วิดท์ที่มีประโยชน์ ดังที่คุณเห็นจากตาราง ด้วยปริมาณงานของสตรีมที่มีประโยชน์เท่ากัน ปริมาณงานรวมอาจแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นเมื่อคำนวณความจุเครือข่ายที่ต้องการสำหรับการโทรศัพท์ในช่วงที่มีการใช้งานสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ให้บริการโทรคมนาคม การเลือกโปรโตคอลช่องสัญญาณและพารามิเตอร์การไหลจึงมีบทบาทสำคัญ

การเลือกอุปกรณ์

การเลือกโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์มักจะไม่ใช่ปัญหา (ทุกวันนี้คำถามมักเกิดขึ้นว่าช่องสัญญาณอีเธอร์เน็ตควรมีแบนด์วิธเท่าใด) แต่การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมอาจทำให้เกิดปัญหาได้แม้แต่กับวิศวกรที่มีประสบการณ์ก็ตาม

การพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่าย ควบคู่ไปกับความต้องการแอพพลิเคชั่นแบนด์วิธเครือข่ายที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายต้องพัฒนาสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ใหม่ๆ บ่อยครั้งจากผู้ผลิตรายเดียวมักมีอุปกรณ์รุ่นที่คล้ายกัน แต่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาเครือข่ายที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สวิตช์อีเธอร์เน็ต: ผู้ผลิตส่วนใหญ่พร้อมกับสวิตช์ทั่วไปที่ใช้ในองค์กร มีสวิตช์สำหรับสร้างเครือข่ายจัดเก็บข้อมูล จัดระเบียบบริการของผู้ให้บริการ ฯลฯ โมเดลที่มีหมวดหมู่ราคาเดียวกันมีความแตกต่างกันในสถาปัตยกรรม "ปรับแต่ง" สำหรับงานเฉพาะ

นอกเหนือจากประสิทธิภาพโดยรวมแล้ว การเลือกใช้อุปกรณ์ควรขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่รองรับด้วย ขึ้นอยู่กับประเภทของฮาร์ดแวร์ ชุดฟังก์ชันและประเภทของการรับส่งข้อมูลบางชุดสามารถประมวลผลได้ในระดับฮาร์ดแวร์โดยไม่ต้องใช้ทรัพยากร CPU และหน่วยความจำ ในเวลาเดียวกัน การรับส่งข้อมูลจากแอปพลิเคชันอื่นจะได้รับการประมวลผลในระดับซอฟต์แวร์ ซึ่งจะลดประสิทธิภาพโดยรวมลงอย่างมาก และส่งผลให้ปริมาณงานสูงสุด ตัวอย่างเช่น สวิตช์หลายเลเยอร์สามารถส่งแพ็กเก็ต IP โดยไม่ลดประสิทธิภาพเมื่อพอร์ตทั้งหมดมีโหลดสูงสุด เนื่องด้วยสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น หากเราต้องการใช้การห่อหุ้มที่ซับซ้อนมากขึ้น (GRE, MPLS) สวิตช์ดังกล่าว (อย่างน้อยรุ่นที่มีราคาไม่แพง) ไม่น่าจะเหมาะกับเรา เนื่องจากสถาปัตยกรรมไม่รองรับโปรโตคอลที่เกี่ยวข้อง และอย่างดีที่สุดการห่อหุ้มดังกล่าวจะเกิดขึ้นที่ ค่าใช้จ่ายของโปรเซสเซอร์กลางผลผลิตต่ำ ดังนั้น เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว เราสามารถพิจารณา เช่น เราเตอร์ที่มีสถาปัตยกรรมที่ใช้โปรเซสเซอร์กลางประสิทธิภาพสูง และขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์มากกว่าการใช้งานฮาร์ดแวร์ ในกรณีนี้ เราได้รับโปรโตคอลและเทคโนโลยีที่รองรับชุดใหญ่ซึ่งไม่ได้รับการสนับสนุนจากสวิตช์ในหมวดหมู่ราคาเดียวกัน โดยต้องเสียปริมาณการรับส่งข้อมูลสูงสุด

ประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์

ในเอกสารประกอบของอุปกรณ์ ผู้ผลิตมักจะระบุค่าปริมาณงานสูงสุดสองค่า ค่าหนึ่งแสดงเป็นแพ็กเก็ตต่อวินาที และอีกค่าหนึ่งแสดงเป็นบิตต่อวินาที นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าประสิทธิภาพส่วนใหญ่ของอุปกรณ์เครือข่ายนั้นถูกใช้ไปในการประมวลผลส่วนหัวของแพ็กเก็ตตามกฎ โดยคร่าวแล้ว อุปกรณ์จะต้องได้รับแพ็กเก็ต ค้นหาเส้นทางสวิตชิ่งที่เหมาะสม สร้างส่วนหัวใหม่ (หากจำเป็น) และส่งต่อไป เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้ ไม่ใช่ปริมาณข้อมูลที่ส่งต่อหน่วยเวลาที่มีบทบาท แต่เป็นจำนวนแพ็กเก็ต

หากคุณเปรียบเทียบสองสตรีมที่ส่งด้วยความเร็วเท่ากัน แต่มีขนาดแพ็คเก็ตต่างกัน สตรีมที่มีขนาดแพ็คเก็ตเล็กกว่าจะต้องมีประสิทธิภาพในการส่งมากกว่า ข้อเท็จจริงนี้ควรคำนึงถึงหากเครือข่ายมีจุดประสงค์การใช้งาน เช่น จำนวนมากกระแสข้อมูลโทรศัพท์ IP - ปริมาณงานสูงสุดเป็นบิตต่อวินาทีที่นี่จะน้อยกว่าที่ประกาศไว้มาก

เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยการรับส่งข้อมูลแบบผสมและแม้กระทั่งคำนึงถึงบริการเพิ่มเติม (NAT, VPN) ซึ่งเกิดขึ้นในกรณีส่วนใหญ่ การคำนวณภาระในทรัพยากรอุปกรณ์จึงเป็นเรื่องยากมาก บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตอุปกรณ์หรือพันธมิตรทำการทดสอบโหลด รุ่นที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและประกาศผลทางอินเทอร์เน็ตในรูปแบบ ตารางเปรียบเทียบ- การทำความคุ้นเคยกับผลลัพธ์เหล่านี้ช่วยลดความยุ่งยากในการเลือกงานได้อย่างมาก รุ่นที่เหมาะสม.

ข้อผิดพลาดของอุปกรณ์โมดูลาร์

หากอุปกรณ์เครือข่ายที่เลือกเป็นแบบโมดูลาร์ นอกเหนือจากการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับขนาดที่ผู้ผลิตสัญญาไว้แล้ว คุณยังได้รับข้อผิดพลาดมากมายอีกด้วย

เมื่อเลือกโมดูลคุณควรอ่านคำอธิบายอย่างละเอียดหรือปรึกษาผู้ผลิต การแนะนำเฉพาะประเภทของอินเทอร์เฟซและหมายเลขนั้นไม่เพียงพอ - คุณต้องทำความคุ้นเคยกับสถาปัตยกรรมของโมดูลด้วย สำหรับโมดูลที่คล้ายกัน ไม่ใช่เรื่องแปลกที่เมื่อส่งทราฟฟิก บางตัวสามารถประมวลผลแพ็กเก็ตได้โดยอัตโนมัติ ในขณะที่โมดูลอื่น ๆ เพียงส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังโมดูลประมวลผลกลางเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติม (ดังนั้นสำหรับโมดูลที่เหมือนกันภายนอก ราคาสำหรับโมดูลเหล่านั้นอาจแตกต่างกันได้หลายครั้ง ). ในกรณีแรกประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์และด้วยเหตุนี้ปริมาณงานสูงสุดจึงสูงกว่าในวินาทีเนื่องจากโปรเซสเซอร์กลางเปลี่ยนงานบางส่วนไปที่โปรเซสเซอร์ของโมดูล

นอกจากนี้ อุปกรณ์โมดูลาร์มักจะมีสถาปัตยกรรมแบบบล็อก (เมื่อปริมาณงานสูงสุดต่ำกว่าความเร็วรวมของพอร์ตทั้งหมด) นี่เป็นเพราะความจุที่จำกัดของบัสภายในซึ่งโมดูลจะแลกเปลี่ยนการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน ตัวอย่างเช่น หากสวิตช์โมดูลาร์มีบัสภายใน 20 Gbps ไลน์การ์ดอีเธอร์เน็ตกิกะบิต 48 พอร์ตจะสามารถใช้ได้เพียง 20 พอร์ตเมื่อโหลดเต็มเท่านั้น คุณควรคำนึงถึงรายละเอียดดังกล่าวและอ่านเอกสารประกอบอย่างละเอียดเมื่อเลือกอุปกรณ์

เมื่อออกแบบเครือข่าย IP แบนด์วิดท์เป็นพารามิเตอร์สำคัญที่จะกำหนดสถาปัตยกรรมของเครือข่ายโดยรวม เพื่อการประเมินปริมาณงานที่แม่นยำยิ่งขึ้น คุณสามารถปฏิบัติตามคำแนะนำต่อไปนี้:

1. ศึกษาแอปพลิเคชันที่คุณวางแผนจะใช้บนเครือข่าย เทคโนโลยีที่ใช้ และปริมาณการรับส่งข้อมูล ใช้คำแนะนำของนักพัฒนาและประสบการณ์ของเพื่อนร่วมงานเพื่อคำนึงถึงความแตกต่างของแอปพลิเคชันเหล่านี้เมื่อสร้างเครือข่าย
2. เจาะลึกโปรโตคอลเครือข่ายและเทคโนโลยีที่ใช้โดยแอปพลิเคชันเหล่านี้
3. อ่านเอกสารประกอบอย่างละเอียดเมื่อเลือกอุปกรณ์ หากต้องการมีสต็อกโซลูชันสำเร็จรูป โปรดดูกลุ่มผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตหลายราย

ด้วยเหตุนี้ เมื่อมีตัวเลือกเทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่เหมาะสม คุณจึงมั่นใจได้ว่าเครือข่ายจะตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันทั้งหมดได้อย่างเต็มที่ และจะมีความยืดหยุ่นและปรับขนาดได้เพียงพอ และจะมีอายุการใช้งานยาวนาน

1.กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลมีขั้นตอนอย่างไร?

การถ่ายโอนข้อมูล- กระบวนการทางกายภาพที่ข้อมูลเคลื่อนที่ไปในอวกาศ เราบันทึกข้อมูลลงในดิสก์และย้ายไปยังห้องอื่น กระบวนการนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการมีอยู่ของส่วนประกอบต่อไปนี้:

แหล่งที่มาของข้อมูล ผู้รับข้อมูล. ผู้ให้บริการข้อมูล สื่อส่ง

รูปแบบการส่งข้อมูล:

แหล่งที่มาของข้อมูล – ช่องทางข้อมูล – ผู้รับข้อมูล

ข้อมูลจะถูกนำเสนอและส่งผ่านในรูปแบบของลำดับสัญญาณและสัญลักษณ์ จากแหล่งที่มาถึงผู้รับ ข้อความจะถูกส่งผ่านสื่อวัสดุบางชนิด หากใช้วิธีการสื่อสารทางเทคนิคในกระบวนการส่งสัญญาณจะเรียกว่าช่องทางการส่งข้อมูล (ช่องทางข้อมูล) ได้แก่โทรศัพท์ วิทยุ โทรทัศน์ อวัยวะรับสัมผัสของมนุษย์มีบทบาทเป็นช่องทางข้อมูลทางชีวภาพ

กระบวนการส่งข้อมูลผ่านช่องทางการสื่อสารทางเทคนิคเป็นไปตามรูปแบบดังต่อไปนี้ (ตาม Shannon):

คำว่า "เสียงรบกวน" หมายถึงการรบกวนประเภทต่างๆ ที่บิดเบือนสัญญาณที่ส่งและทำให้ข้อมูลสูญหาย ก่อนอื่นการแทรกแซงดังกล่าวเกิดขึ้นด้วยเหตุผลทางเทคนิค: คุณภาพของสายการสื่อสารไม่ดี, ความไม่มั่นคงของกระแสข้อมูลที่แตกต่างกันที่ส่งผ่านช่องทางเดียวกันจากกันและกัน เพื่อป้องกันเสียงรบกวน มีการใช้วิธีการต่างๆ เช่น การใช้ตัวกรองประเภทต่างๆ ที่แยกสัญญาณที่เป็นประโยชน์ออกจากเสียงรบกวน

Claude Shannon พัฒนาทฤษฎีการเข้ารหัสพิเศษที่ให้วิธีการจัดการกับเสียงรบกวน แนวคิดที่สำคัญประการหนึ่งของทฤษฎีนี้คือรหัสที่ส่งผ่านสายการสื่อสารจะต้องซ้ำซ้อน ด้วยเหตุนี้จึงสามารถชดเชยการสูญเสียข้อมูลบางส่วนระหว่างการส่งข้อมูลได้ อย่างไรก็ตาม ความซ้ำซ้อนไม่ควรใหญ่เกินไป ซึ่งจะนำไปสู่ความล่าช้าและต้นทุนการสื่อสารที่เพิ่มขึ้น

2. รูปแบบทั่วไปของการถ่ายโอนข้อมูล

3.ระบุช่องทางการสื่อสารที่คุณรู้จัก

ช่องทางการสื่อสาร (ช่องภาษาอังกฤษ, สายข้อมูล) - ระบบวิธีการทางเทคนิคและสื่อการแพร่กระจายสัญญาณสำหรับการส่งข้อความ (ไม่ใช่เฉพาะข้อมูล) จากแหล่งหนึ่งไปยังผู้รับ (และในทางกลับกัน) ช่องทางการสื่อสารที่เข้าใจในความหมายแคบ (เส้นทางการสื่อสาร) แสดงถึงสื่อทางกายภาพของการแพร่กระจายสัญญาณเท่านั้น เช่น สายการสื่อสารทางกายภาพ

ตามประเภทของสื่อกระจายสินค้า ช่องทางการสื่อสารแบ่งออกเป็น:

มีสาย; อะคูสติก; แสง; อินฟราเรด; สถานีวิทยุ

4. โทรคมนาคมและโทรคมนาคมคอมพิวเตอร์คืออะไร?

โทรคมนาคม(กรีกเทเล - สู่ระยะไกล ไกล และ lat. communicatio - การสื่อสาร) คือการส่งและรับข้อมูลใดๆ (เสียง รูปภาพ ข้อมูล ข้อความ) ในระยะไกลผ่านระบบแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ (ช่องสัญญาณเคเบิลและใยแก้วนำแสง ช่องวิทยุ และการสื่อสารผ่านช่องทางแบบมีสายและไร้สายอื่นๆ)

โครงข่ายโทรคมนาคมเป็นระบบวิธีการทางเทคนิคที่ใช้โทรคมนาคม

เครือข่ายโทรคมนาคมได้แก่:

1. เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (สำหรับการส่งข้อมูล)

2. เครือข่ายโทรศัพท์ (การส่งข้อมูลเสียง)

3. เครือข่ายวิทยุ (การส่งข้อมูลเสียง - บริการออกอากาศ)

4. เครือข่ายโทรทัศน์ (บริการเสียงและวิดีโอ - ออกอากาศ)

โทรคมนาคมคอมพิวเตอร์เป็นโทรคมนาคมที่มีอุปกรณ์ปลายทางเป็นคอมพิวเตอร์

การถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ไปยังคอมพิวเตอร์เรียกว่าการสื่อสารแบบซิงโครนัสและผ่านคอมพิวเตอร์ระดับกลางซึ่งช่วยให้สามารถสะสมและถ่ายโอนข้อความไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลตามที่ผู้ใช้ร้องขอแบบอะซิงโครนัส

โทรคมนาคมคอมพิวเตอร์กำลังเริ่มเข้าสู่การศึกษา ในระดับอุดมศึกษาจะใช้สำหรับการประสานงาน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์การแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็วระหว่างผู้เข้าร่วมโครงการ การเรียนทางไกล การปรึกษาหารือ ในระบบการศึกษาของโรงเรียน - เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกิจกรรมอิสระของนักเรียนที่เกี่ยวข้องกับงานสร้างสรรค์ประเภทต่างๆ รวมถึงกิจกรรมการศึกษาโดยอาศัยวิธีการวิจัยอย่างแพร่หลาย การเข้าถึงฐานข้อมูลอย่างเสรี และการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพันธมิตรทั้งภายใน ประเทศและต่างประเทศ

5. ช่องทางการส่งข้อมูลมีแบนด์วิดท์เท่าใด?

แบนด์วิธ- ลักษณะเมตริกโดยแสดงอัตราส่วน จำนวนหน่วยที่ผ่านสูงสุด (ข้อมูล วัตถุ ปริมาณ ) ต่อหน่วยเวลาผ่านช่องทาง ระบบ โหนด

ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ คำจำกัดความของแบนด์วิดท์มักจะใช้กับช่องทางการสื่อสาร และถูกกำหนดโดยจำนวนข้อมูลสูงสุดที่ส่ง/รับต่อหน่วยเวลา

แบนด์วิธเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดจากมุมมองของผู้ใช้ มีการประมาณโดยจำนวนข้อมูลที่เครือข่ายสามารถถ่ายโอนได้ต่อหน่วยเวลาจากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งที่เชื่อมต่อไปยังอุปกรณ์อีกเครื่องหนึ่งตามขีดจำกัด

ความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลขึ้นอยู่กับความเร็วของการสร้าง (ประสิทธิภาพของแหล่งข้อมูล) วิธีการเข้ารหัสและการถอดรหัสเป็นส่วนใหญ่ ความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดที่เป็นไปได้ในช่องที่กำหนดเรียกว่าปริมาณงาน ความจุของช่องตามคำจำกัดความคือ

อัตราการส่งข้อมูลเมื่อใช้แหล่งตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัสที่ "ดีที่สุด" (เหมาะสมที่สุด) สำหรับช่องสัญญาณที่กำหนด ดังนั้นจึงกำหนดเฉพาะช่องสัญญาณเท่านั้น

5. ความจุของช่องรับส่งข้อมูลวัดในหน่วยใด

สามารถวัดได้ในหน่วยต่างๆ ซึ่งบางครั้งก็เฉพาะเจาะจงมาก เช่น ชิ้น บิต/วินาที ตัน ลูกบาศก์เมตร ฯลฯ

6. การจำแนกช่องทางการสื่อสารคอมพิวเตอร์ (โดยวิธีการเข้ารหัส, โดยวิธีการสื่อสาร, โดยวิธีการส่งสัญญาณ)

เครือข่ายออกอากาศ เครือข่ายที่มีการส่งผ่านจากโหนดหนึ่งไปอีกโหนดหนึ่ง

7. ลักษณะช่องสัญญาณเคเบิลสำหรับการส่งข้อมูล (สายโคแอกเชียล สายคู่ตีเกลียว สายโทรศัพท์ สายไฟเบอร์ออปติก)

สาย - โทรศัพท์, สายสื่อสารโทรเลข (ทางอากาศ) สายเคเบิล - สายคู่ตีเกลียวทองแดง โคแอกเชียล ไฟเบอร์ออปติก

และขึ้นอยู่กับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย:

สถานีวิทยุสื่อสารภาคพื้นดินและดาวเทียม ขึ้นอยู่กับรังสีอินฟราเรด

สายเคเบิลที่ใช้สายทองแดงคู่บิด (บิด) สายโคแอกเซียล (แกนกลางและถักเปียทองแดง); สายเคเบิลใยแก้วนำแสง

สายคู่บิดเกลียว

สายเคเบิลที่ใช้คู่บิดเกลียวใช้ในการส่งข้อมูลดิจิทัลและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อส่งสัญญาณอะนาล็อกได้อีกด้วย การบิดสายไฟจะช่วยลดอิทธิพลของการรบกวนจากภายนอกต่อสัญญาณที่เป็นประโยชน์ และลดการสั่นสะเทือนของแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกไปสู่พื้นที่ภายนอก การป้องกันจะทำให้ต้นทุนของสายเคเบิลเพิ่มขึ้น ทำให้การติดตั้งยุ่งยาก และต้องใช้สายดินคุณภาพสูง ในรูป มีการนำเสนอการออกแบบ UTP ทั่วไปโดยใช้คู่บิดสองคู่

ข้าว. การออกแบบสายเคเบิลที่มีสายคู่บิดเกลียวที่ไม่มีการป้องกัน

ขึ้นอยู่กับการป้องกัน - ถักเปียทองแดงหรืออลูมิเนียมฟอยล์ที่ต่อสายดินไฟฟ้ารอบคู่บิดเกลียว ประเภทของสายเคเบิลที่ใช้คู่บิดจะถูกกำหนด:

UTP คู่ตีเกลียวที่ไม่มีการป้องกัน (คู่ตีเกลียวที่ไม่ได้รับการป้องกัน) – ขาดไป หน้าจอป้องกันประมาณคู่เดียว

คู่ตีเกลียวฟอยล์ FTP (Foiled twisted pair) – มีเกราะป้องกันภายนอกทั่วไปหนึ่งตัวในรูปของฟอยล์

คู่บิดเกลียวป้องกัน STP (คู่ตีเกลียวแบบมีฉนวน) - มีหน้าจอป้องกันสำหรับแต่ละคู่และหน้าจอภายนอกทั่วไปในรูปแบบของตาข่าย

คู่บิดเกลียวหุ้มฟอยล์ S/FTP (คู่บิดเกลียวหุ้มฟอยล์แบบสกรีน) – มีตะแกรงป้องกันสำหรับแต่ละคู่ในแบบถักฟอยล์และตะแกรงด้านนอกทำจากเปียทองแดง

คู่ตีเกลียวหุ้มฉนวนไม่มีการป้องกัน SF/UTP (คู่ตีเกลียวหุ้มฟอยล์หุ้มฉนวน) - ชีลด์คู่ภายนอกทำจากทองแดงถักเปียและฟอยล์ แต่ละคู่บิดเกลียวไม่มีการป้องกัน

1.5.2.2. สายโคแอกเซียล

วัตถุประสงค์ของสายโคแอกเชียลคือการส่งสัญญาณในเทคโนโลยีสาขาต่างๆ: ระบบสื่อสาร; เครือข่ายออกอากาศ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ระบบป้อนเสาอากาศของอุปกรณ์สื่อสาร ฯลฯ สายเคเบิลประเภทนี้มีการออกแบบที่ไม่สมมาตรและประกอบด้วยแกนทองแดงภายในและสายถักแยกออกจากแกนด้วยชั้นฉนวน

การออกแบบสายโคแอกเซียลทั่วไปจะแสดงในรูปที่ 1.22

ข้าว. 1.22. การออกแบบสายโคแอกเซียลทั่วไป

ด้วยการถักเปียป้องกันโลหะ จึงมีภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนสูง ข้อได้เปรียบหลักของ coax บนคู่บิดคือแบนด์วิธที่กว้าง ซึ่งให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่อาจสูงกว่าถึง 500 Mbps เมื่อเทียบกับสายเคเบิลคู่บิด นอกจากนี้ โคแอกเซียลยังให้ระยะการส่งสัญญาณที่อนุญาตได้มากขึ้นอย่างมาก (สูงถึงหนึ่งกิโลเมตร) ซึ่งยากกว่าในการเชื่อมต่อทางกลไกเพื่อการดักฟังเครือข่ายโดยไม่ได้รับอนุญาต และยังก่อให้เกิดมลพิษน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดอีกด้วย สิ่งแวดล้อม รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า- อย่างไรก็ตาม การติดตั้งและซ่อมแซมสายโคแอกเชียลนั้นยากกว่าสายคู่ตีเกลียวและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า

ใช้ตัวรับส่งสัญญาณ LED แบบเดิม ซึ่งช่วยลดต้นทุนและเพิ่มอายุการใช้งานเมื่อเทียบกับสายเคเบิลแบบโหมดเดียว ในรูป 1.24. มีการกำหนดลักษณะของการลดทอนสัญญาณในใยแก้วนำแสง เมื่อเปรียบเทียบกับสายเคเบิลประเภทอื่นที่ใช้สำหรับสายสื่อสาร สายเคเบิลประเภทนี้มีค่าการลดทอนสัญญาณที่ต่ำกว่าอย่างมาก ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.2 ถึง 5 dB ต่อความยาว 1,000 ม. ใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมดมีลักษณะเฉพาะด้วยหน้าต่างโปร่งใสในการลดทอนในช่วงความยาวคลื่น 380-850, 850-1310 (นาโนเมตร) และเส้นใยโหมดเดี่ยว 850-1310, 1310-1550 (นาโนเมตร) ตามลำดับ

รูปที่ 1.24. หน้าต่างโปร่งใสไฟเบอร์

ข้อดีของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก:

แบนด์วิธกว้าง

มีเครื่องปรับอากาศมาก ความถี่สูงการสั่นสะเทือนของผู้ให้บริการ เมื่อใช้เทคโนโลยีสเปกตรัมมัลติเพล็กซ์ของช่องทางการสื่อสารโดยใช้คลื่น

การทำมัลติเพล็กซ์ในปี 2552 สัญญาณจากช่องทางการสื่อสาร 155 ช่องที่มีความเร็วในการรับส่งข้อมูล 100 Gbit/s แต่ละช่องถูกส่งไปในระยะทาง 7,000 กิโลเมตร ดังนั้น อัตราการถ่ายโอนข้อมูลทั้งหมดผ่านใยแก้วนำแสงจึงอยู่ที่ 15.5 Tbit/s (เทรา = 1,000 กิกะ);

การลดทอนสัญญาณไฟในไฟเบอร์ต่ำ

ช่วยให้คุณสร้างสายสื่อสารไฟเบอร์ออปติกที่มีความยาวโดยไม่มีการขยายสัญญาณระดับกลาง

ระดับเสียงรบกวนต่ำในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ช่วยให้คุณเพิ่มแบนด์วิธโดยการส่งสัญญาณมอดูเลตต่างๆ พร้อมความซ้ำซ้อนของโค้ดต่ำ

ป้องกันเสียงรบกวนสูงและป้องกันการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต

ให้การปกป้องใยแก้วนำแสงอย่างสมบูรณ์จากการรบกวนทางไฟฟ้า การรบกวน และการขาดรังสีโดยสิ้นเชิงในระหว่างนั้น สภาพแวดล้อมภายนอก- สิ่งนี้อธิบายได้โดยธรรมชาติของการสั่นของแสง ซึ่งไม่มีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่อื่น เช่น ตัวใยแก้วนำแสงซึ่งเป็นอิเล็กทริก ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการแพร่กระจายแสงจำนวนหนึ่งในใยแก้วนำแสง ระบบตรวจสอบความสมบูรณ์ของลิงก์แบบออปติคอลสามารถปิดลิงก์ที่ถูกบุกรุกและส่งเสียงเตือนได้ทันที ระบบดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการสร้างสายการสื่อสารในภาครัฐ ธนาคาร และบริการพิเศษอื่นๆ ที่มีข้อกำหนดเพิ่มขึ้นสำหรับการปกป้องข้อมูล

ไม่จำเป็นต้องแยกโหนดเครือข่ายด้วยไฟฟ้า

โดยพื้นฐานแล้วเครือข่ายใยแก้วนำแสงไม่สามารถมีลูปกราวด์ไฟฟ้าได้ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์เครือข่ายสองตัวมีการเชื่อมต่อกราวด์ที่จุดต่างกันในอาคาร

 ความปลอดภัยจากการระเบิดและอัคคีภัยสูง ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

เนื่องจากไม่มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดประกายไฟ ใยแก้วนำแสงจึงเพิ่มความปลอดภัยให้กับเครือข่ายที่โรงกลั่นสารเคมีและน้ำมัน เมื่อให้บริการกระบวนการทางเทคโนโลยีที่มีความเสี่ยงสูง

 น้ำหนักเบา ปริมาตร ความคุ้มค่าของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

เส้นใยนี้มีพื้นฐานมาจากควอตซ์ (ซิลิคอนไดออกไซด์) ซึ่งเป็นวัสดุราคาไม่แพงที่หาได้ทั่วไป ปัจจุบันต้นทุนของไฟเบอร์เทียบกับคู่ทองแดงคือ 2:5 ค่าใช้จ่ายของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงนั้นลดลงอย่างต่อเนื่อง แต่การใช้เครื่องรับและส่งสัญญาณแสงพิเศษ (โมเด็มไฟเบอร์ออปติก) ที่แปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้าและในทางกลับกันทำให้ต้นทุนของเครือข่ายโดยรวมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

 อายุการใช้งานยาวนาน

อายุการใช้งานของใยแก้วนำแสงอย่างน้อย 25 ปี สายไฟเบอร์ออปติกก็มีข้อเสียเช่นกัน สิ่งสำคัญคือความซับซ้อนในการติดตั้งสูง เมื่อเชื่อมต่อปลายสายเคเบิลจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน้าตัดของไฟเบอร์กลาสมีความแม่นยำสูง การขัดการตัดและการจัดตำแหน่งของไฟเบอร์กลาสในภายหลังเมื่อติดตั้งในขั้วต่อ การติดตั้งขั้วต่อทำได้โดยการเชื่อมข้อต่อหรือโดยการติดกาวโดยใช้เจลพิเศษที่มีดัชนีการหักเหของแสงเช่นเดียวกับไฟเบอร์กลาส ไม่ว่าในกรณีใด การดำเนินการนี้ต้องใช้บุคลากรที่มีคุณสมบัติสูงและเครื่องมือพิเศษ นอกจากนี้สายไฟเบอร์ออปติกยังมีความทนทานน้อยกว่าและยืดหยุ่นน้อยกว่าสายไฟฟ้า และมีความไวต่อแรงเค้นเชิงกล นอกจากนี้ยังมีความไวต่อรังสีไอออไนซ์ ซึ่งจะลดความโปร่งใสของใยแก้ว กล่าวคือ เพิ่มการลดทอนสัญญาณในสายเคเบิล การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกะทันหันอาจทำให้ไฟเบอร์กลาสแตกได้ เพื่อลดอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เหล่านี้ โซลูชั่นที่สร้างสรรค์ซึ่งส่งผลต่อต้นทุนของสายเคเบิล

เมื่อคำนึงถึงคุณสมบัติเฉพาะของใยแก้วนำแสงแล้ว โทรคมนาคมที่ใช้ใยแก้วนำแสงจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในทุกด้านของเทคโนโลยี เหล่านี้คือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เมือง ภูมิภาค รัฐบาลกลาง รวมถึงเครือข่ายการสื่อสารหลักใต้น้ำระหว่างทวีป และอื่นๆ อีกมากมาย การใช้ช่องทางการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง จะดำเนินการดังต่อไปนี้: เคเบิลทีวี การเฝ้าระวังวิดีโอระยะไกล การประชุมทางวิดีโอและการออกอากาศทางวิดีโอ การวัดและส่งข้อมูลทางไกล และ ระบบสารสนเทศอื่นๆ

8. ลักษณะของช่องรับส่งข้อมูลไร้สาย (ดาวเทียม

ช่องวิทยุ, Wi-Fi, บลูทูธ)

เทคโนโลยีไร้สาย- คลาสย่อย เทคโนโลยีสารสนเทศทำหน้าที่ส่งข้อมูลในระยะห่างระหว่างจุดสองจุดขึ้นไป โดยไม่ต้องเชื่อมต่อด้วยสาย สามารถใช้ในการส่งข้อมูลได้รังสีอินฟราเรด, คลื่นวิทยุ, การแผ่รังสีทางแสงหรือเลเซอร์

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีไร้สายมากมายที่ผู้ใช้รู้จักมากที่สุดตามชื่อทางการตลาด เช่น Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth แต่ละเทคโนโลยีมีลักษณะเฉพาะที่กำหนดขอบเขตการใช้งาน

มีแนวทางที่แตกต่างกันในการจำแนกประเภทเทคโนโลยีไร้สาย

ตามช่วง:

โอ เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลไร้สาย ( WPAN - เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลไร้สาย) ตัวอย่างของเทคโนโลยีได้แก่ Bluetooth

โอ ไร้สาย เครือข่ายท้องถิ่น ( WLAN - เครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย)

ตัวอย่างของเทคโนโลยี ได้แก่ Wi-Fi

โอ เครือข่ายไร้สายระดับเมือง ( WMAN - เครือข่ายไร้สายปริมณฑล) ตัวอย่างของเทคโนโลยี ได้แก่ WiMAX

โอ เครือข่ายบริเวณกว้างไร้สาย ( WWAN - เครือข่ายบริเวณกว้างไร้สาย)

ตัวอย่างของเทคโนโลยี ได้แก่ CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA

ตามโทโพโลยี:

o "แบบจุดต่อจุด"

o แบบจุดต่อหลายจุด

ตามพื้นที่การใช้งาน:

o เครือข่ายไร้สายระดับองค์กร (แผนก) - สร้างขึ้นโดยบริษัทต่างๆ ตามความต้องการของตนเอง

โอ เครือข่ายไร้สายของผู้ให้บริการ - สร้างโดยผู้ให้บริการโทรคมนาคมเพื่อให้บริการโดยมีค่าธรรมเนียม

วิธีการจำแนกประเภทที่สั้นแต่กระชับคือการแสดงคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดสองประการของเทคโนโลยีไร้สายบนสองแกนพร้อมกัน: ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดและระยะทางสูงสุด

ภารกิจ ภารกิจที่ 1 ภายใน 10 วินาที ข้อมูล 500 ไบต์จะถูกส่งผ่านช่องทางการสื่อสาร มันเท่ากับอะไร

ความจุช่อง? (500/10=50 ไบต์/วินาที=400บิต/วินาที)

ภารกิจที่ 2 ข้อมูลสามารถส่งผ่านช่องสัญญาณที่มีแบนด์วิธ 10 kbit/s ใน 1 นาทีได้มากเพียงใด (10 กิโลบิต/วินาที*60 วินาที = 600 กิโลบิต)

ปัญหาที่ 3 ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเฉลี่ยโดยใช้โมเด็มคือ 36864 bps โมเด็มจะใช้เวลากี่วินาทีในการส่งข้อความ 4 หน้าด้วยการเข้ารหัส KOI-8 โดยสมมติว่าแต่ละหน้ามีอักขระโดยเฉลี่ย 2304 ตัว

วิธีแก้ไข: จำนวนอักขระในข้อความ: 2304*4 = 9216 อักขระ

ในการเข้ารหัส KOI-8 อักขระแต่ละตัวจะถูกเข้ารหัสหนึ่งไบต์ ดังนั้นปริมาณข้อมูลของข้อความคือ 9216 * 8 = 73,728 บิต

เวลา = ปริมาณ / ความเร็ว 73728: 36864 = 2 วิ

แบนด์วิธ

แบนด์วิธ- ลักษณะตัวชี้วัดที่แสดงอัตราส่วนของจำนวนหน่วยที่ผ่านสูงสุด (ข้อมูล, วัตถุ, ปริมาตร) ต่อหน่วยเวลาผ่านช่องทาง, ระบบ, โหนด

ใช้ในด้านต่างๆ:

• ในสาขาการสื่อสารและวิทยาการคอมพิวเตอร์ ป.ล. คือจำนวนข้อมูลที่ผ่านได้สูงสุด
• ในการขนส่ง PS - จำนวนหน่วยการขนส่ง
• ในสาขาวิศวกรรมเครื่องกล - ปริมาตรอากาศที่ผ่าน (น้ำมัน, จาระบี)

สามารถวัดได้ในหน่วยต่างๆ ซึ่งบางครั้งก็เฉพาะเจาะจงมาก เช่น ชิ้น บิต/วินาที ตัน ลูกบาศก์เมตร ฯลฯ

ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ คำจำกัดความของปริมาณงานมักจะใช้กับช่องทางการสื่อสาร และถูกกำหนดให้เป็นจำนวนข้อมูลที่ส่งหรือรับสูงสุดต่อหน่วยเวลา
แบนด์วิดธ์เป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดจากมุมมองของผู้ใช้ มีการประมาณโดยจำนวนข้อมูลที่เครือข่ายสามารถถ่ายโอนต่อหน่วยเวลาจากอุปกรณ์หนึ่งที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อีกเครื่องหนึ่งได้ตามขีดจำกัด

ความจุของช่อง

ความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดที่เป็นไปได้ในช่องที่กำหนดเรียกว่าปริมาณงาน ความจุของช่องสัญญาณคือความเร็วของการส่งข้อมูลเมื่อใช้แหล่งตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัสที่ "ดีที่สุด" (เหมาะสมที่สุด) สำหรับช่องสัญญาณที่กำหนด ดังนั้นจึงกำหนดลักษณะเฉพาะของช่องสัญญาณเท่านั้น

ปริมาณงานของช่องสัญญาณแยก (ดิจิทัล) โดยไม่มีการรบกวน

C = log(m) บิต/สัญลักษณ์

โดยที่ m คือฐานของรหัสสัญญาณที่ใช้ในช่องสัญญาณ ความเร็วของการส่งข้อมูลในช่องสัญญาณแยกที่ไม่มีสัญญาณรบกวน (ช่องสัญญาณในอุดมคติ) เท่ากับความจุเมื่อสัญลักษณ์ในช่องสัญญาณมีความเป็นอิสระ และสัญลักษณ์ m ทุกตัวของตัวอักษรมีความน่าจะเป็นเท่ากัน (ใช้บ่อยเท่าๆ กัน)

แบนด์วิธเครือข่ายประสาทเทียม

ปริมาณงานของโครงข่ายประสาทเทียมคือค่าเฉลี่ยเลขคณิตระหว่างปริมาณข้อมูลที่ประมวลผลและสร้างโดยโครงข่ายประสาทเทียมต่อหน่วยเวลา

ดูเพิ่มเติม

• รายการความจุอินเทอร์เฟซข้อมูล

มูลนิธิวิกิมีเดีย

• 2010.
• การีฟ, มูซา ไกซิโนวิช

ไอคอน Borkolabovskaya ของพระมารดาของพระเจ้า

แบนด์วิธดูว่า "แบนด์วิดท์" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร: - น้ำไหลผ่านอุปกรณ์ระบายน้ำเมื่อช่องทางระบายน้ำไม่ท่วม ที่มา: GOST 23289 94: อุปกรณ์ระบายน้ำสุขาภิบาลข้อมูลจำเพาะ เอกสารต้นฉบับ...

แบนด์วิธหนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค - จำนวนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมทั้งหมดที่สามารถสูบผ่านท่อ (ผ่านคลัง) ต่อหน่วยเวลา ความจุถังเก็บ (Tank Farm) คือ จำนวนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมทั้งหมดที่สามารถเก็บได้ใน... ...

พจนานุกรมการเงินปริมาณงาน - การไหลของน้ำหนักของตัวกลางทำงานผ่านวาล์ว [GOST R 12.2.085 2002] ปริมาณงาน KV อัตราการไหลของของเหลว (ลบ.ม./ชม.) โดยมีความหนาแน่นเท่ากับ 1,000 กก./ลบ.ม. ผ่านหน่วยงานกำกับดูแลโดยมีแรงดันตกคร่อม 1 กก./ซม.2 หมายเหตุ ปัจจุบัน... ...

คู่มือนักแปลทางเทคนิคแบนด์วิธ - จำนวนข้อมูลสูงสุดที่สามารถประมวลผลได้ต่อหน่วยเวลา วัดเป็น บิต/วินาที...

พจนานุกรมการเงินพจนานุกรมจิตวิทยา - ผลผลิต, กำลัง, ผลกระทบ, ความจุ พจนานุกรมคำพ้องความหมายภาษารัสเซีย ...

แบนด์วิธพจนานุกรมคำพ้องความหมาย - - ดูกลไกการบริการ...

พจนานุกรมการเงินพจนานุกรมเศรษฐศาสตร์-คณิตศาสตร์ - หมวดหมู่. ลักษณะตามหลักสรีรศาสตร์ ความจำเพาะ. จำนวนข้อมูลสูงสุดที่สามารถประมวลผลได้ต่อหน่วยเวลา วัดเป็นบิต/วินาที พจนานุกรมจิตวิทยา. พวกเขา. คอนดาคอฟ. 2000...

พจนานุกรมการเงิน- จำนวนยานพาหนะสูงสุดที่สามารถผ่านบนถนนส่วนที่กำหนดในช่วงเวลาที่กำหนด... พจนานุกรมภูมิศาสตร์

ปริมาณงาน(1) ถนน จำนวนหน่วยการขนส่งทางบกมากที่สุด (ล้านคู่รถไฟ) ที่ถนนหนึ่งๆ สามารถบรรทุกได้ต่อหน่วยเวลา (ชั่วโมง วัน) (2) ปล. ความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดไร้ข้อผิดพลาดของช่องสัญญาณ (ดู) ผ่านช่องสัญญาณที่กำหนด... ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

ปริมาณงาน- อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดของอุปกรณ์ที่ข้อมูลเข้าสู่อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโดยไม่สูญเสียในขณะที่ยังคงความเร็วการสุ่มตัวอย่างและการแปลงดิจิทัลแบบอะนาล็อก สำหรับอุปกรณ์ที่มีสถาปัตยกรรมบัสขนาน ทรูพุต... ... พจนานุกรมแนวคิดและคำศัพท์ที่กำหนดไว้ในเอกสารกำกับดูแลของกฎหมายรัสเซีย