Aké sú maximálne rýchlosti internetu? Šírka pásma komunikačných kanálov. Rýchlosť internetového pripojenia Podľa rýchlosti prenosu informácií

Definícia 1

Rýchlosť prenosu informácií je objem informácií, ktoré sa prenesú za jednotku času.

Úvod

Informácia je hlavným pojmom v odbore informatiky, ktorý nemá presné znenie, ale zároveň informácia je:

1. Poskytovanie nových faktov a poznatkov.
2. Údaje o objektoch a udalostiach v prostredí, ktoré zvyšujú povedomie ľudí.
3. Údaje o objektívnej realite vonkajšieho prostredia, znižovanie medzier v poznatkoch o rôznych javoch a pomoc pri hľadaní optimálnych riešení.

Pojem „informácie“ sa považuje za všeobecný vedecký, keďže sa používa v rôznych vedných odboroch. Každá vedná disciplína však tento pojem spája s rôznymi pojmovými aspektmi. Napríklad fyzika verí, že informácie sú anti-entropické (určuje poradie a zložitosť systému).

V komunite ľudí neustále prebiehajú procesy výmena informácií. Človek prostredníctvom svojich zmyslov prijíma informácie z vonkajšieho prostredia, analyzuje ich a vyvíja potrebné riešenia, ktoré sa potom premietnu do praktického dopadu na vonkajšie prostredie. Informačné procesy predstavujú zber, prenos, uchovávanie a spracovanie informačných údajov. Prenos informácií sa chápe ako prevádzka vysielania správ zo zdroja do prijímača pomocou špeciálnych komunikačných kanálov. Informačné údaje môžu byť prenášané vo forme rôznych signálov, ktoré sú tvorené zvukom, svetlom, ultrazvukom, elektromagnetickými vlnami, textom, grafikou atď. Ako komunikačné kanály je možné využiť atmosféru, rôzne káblové siete, človeka, jeho nervových buniek a pod.

Definícia 2

Ukladanie informácií sa chápe ako operácia upevnenia správy na nejaké fyzické médium. Papier a iné povrchy, magnetické pásky, laserové disky, pevné disky a ďalšie.

Poznámka 1

Spracovanie informácií sa chápe ako operácia vytvorenia novej správy zo súboru existujúcich. Pri spracovaní informácií je možné zvýšiť ich množstvo. Výsledkom spracovania správ jedného typu môže byť generovanie správ iného typu.

Rýchlosť prenosu informácií

Poznámka 2

Najmenšia jednotka merania rýchlosti prenosu dát je jeden bit za sekundu. Bit sa považuje za najmenšiu jednotku objemu informácií. Bit/sec je základná jednotka na meranie rýchlosti prenosu informácií v oblasti výpočtovej techniky.

Ale keďže množstvo informácií možno merať aj v bajtoch, existuje aj zodpovedajúca jednotka na meranie rýchlosti, bajty za sekundu. Pre porovnanie, jeden bajt je osem bitov. A teda 1 bajt / s \u003d 8 bitov / s. Mali by ste tiež venovať pozornosť skutočnosti, že v skrátenom formáte sa bit píše malým písmenom (bit / sec) a bajt sa píše veľkým písmenom (B / sec). Ale keďže bity a bajty sú relatívne malé množstvo údajov, na prácu s veľkými objemami informácií sa používajú špeciálne násobiace predpony. Desatinný formát predpôn je nám dobre známy z bežného života pri meraní dĺžky, hmotnosti a pod.

Ide najmä o tieto predpony:

• kilo (k), znamená, že musíte číslo vynásobiť tisícmi (napríklad jeden kilogram je tisíc gramov).
• mega (M), znamená, že musíte číslo vynásobiť miliónom (je zvláštne, že tento výraz bol zavedený relatívne nedávno, v roku 1960).
• giga (G), znamená, že číslo treba vynásobiť jednou miliardou (ešte zvláštnejšie, že tento výraz vznikol v roku 1947, teda trinásť rokov pred pojmom mega).

V oblasti elektronických počítačov sa používajú aj binárne predpony. Ide o nasledujúce výrazy:

• Kibi (Ki) znamená, že číslo je potrebné vynásobiť číslom 1024 (to znamená dvoma mocninou desiatich).
• Mebi (Me) znamená, že číslo by sa malo vynásobiť číslom 1 048 576 (220).
• Gibi (Gi), znamená, že číslo musí byť vynásobené 1 073 741 824 (230).

Všimnite si tiež, že túto binárnu terminológiu zaviedla Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) v roku 1999. Na meranie rýchlostných charakteristík prenosu informácií možno použiť aj desatinné predpony. Ak sa na označenie množstva informačných údajov používajú binárne koeficienty, potom sa pri určovaní rýchlosti prenosu informácií spravidla používajú desiatkové koeficienty. To znamená, že jeden kbps zodpovedá 1000 bps. Podľa toho jeden megabit za sekundu obsahuje jeden milión bitov za sekundu a jeden gigabit za sekundu je jedna miliarda bitov za sekundu. Pri použití bajtov bude všetko úplne rovnaké, ale pri skratkách bude veľké písmeno B a samozrejme musíme pamätať na to, že bajt obsahuje osem bitov.

To znamená: 1 kilobajt za sekundu (kbajty/s alebo kB/s alebo kB/s) sa rovná 1000 bajtom/s.

Ak chcete previesť kilobity a megabity na kilobajty a megabajty, musíte:

• Ak chcete previesť množstvo informácií v bajtoch na bity, musíte ich vynásobiť ôsmimi.
• Na prevod informačného objemu v bitoch na bajty je potrebné deliť ôsmimi.

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

Binárne koeficienty na označenie rýchlosti prenosu informácií sa nepoužívajú príliš často. Napríklad 1 kibibit za sekundu (1 kibit/s alebo 1 kib/s) = 1024 bit/s. Je tu jedno nebezpečenstvo. Niekedy použitie binárnych koeficientov jednoducho nie je uvedené a existuje možnosť, že symbol "M" neznamená "Mega", ale "Mebi".

Rýchlosť internetu

Od nástupu internetu sa rýchlosť prenosu dát v sieti meria v počte bitov za sekundu. A množstvo dát uložených na pevnom disku (alebo inom médiu) sa zvyčajne počíta v bajtoch. Preto treba pamätať na to, že pri pripájaní na internet v navrhovanom tarifné plány rýchlosť je uvedená v megabitoch za sekundu a pri reálnom sťahovaní dát softvér udáva rýchlosť v MB za sekundu. To znamená, že sa napríklad uvádza, že rýchlosť internetu bude 20 Mbps, ale v skutočnosti vidíme 2,5 Mbps. Ale tu nie je žiadny háčik, je to len osemnásobný rozdiel medzi bitom a bajtom.

Otvorená hodina informatiky

Téma: „Prenos informácií. Rýchlosť prenosu informácií"

Ciele:

Vzdelávacie:

predstaviť pojmy zdroj, prijímač a kanál prenosu informácií.

rýchlosť prenosu informácií a kapacita kanála;

riešenie problémov s rýchlosťou prenosu informácií

vyvíja sa:

rozvíjať zvedavosť,

rozvoj zručností pre prácu v skupine,

Výchova:

výchova k presnosti, disciplíne, vytrvalosti.

1. Opakovanie predtým preštudovanej látky

Pojem informácie

Informácie - vo všeobecnom prípade súbor informácií o akýchkoľvek udalostiach, javoch, objektoch získaných v dôsledku interakcie s vonkajším prostredím. Formou prezentácie informácií je správa.

Druhy a vlastnosti informácií

Hlavné typy informácií v ich forme prezentácie, spôsoby ich kódovania a uchovávania, ktoré má najvyššia hodnota pre informatiku je to:

grafický;

zvuk;

text;

číselné;

Jednotky na meranie množstva informácií

- 1 bajt = 8 bitov,
- 1 kilobajt = 1 024 bajtov,
- 1 megabajt = 1 024 kB,
- 1 gigabajt = 1024 MB,
- 1 terabajt = 1024 GB,
- 1 petabajt = 1024 TB.

2. Zavedenie nového materiálu

Všetky typy informácií sú zakódované v sekvencii elektrických impulzov: existuje impulz (1), neexistuje impulz (0), teda v sekvencii núl a jednotiek. Toto kódovanie informácií v počítači sa nazýva binárne kódovanie. Ak je teda možné tieto impulzy uložiť a spracovať pomocou počítačových zariadení, potom sa môžu prenášať.

Na prenos informácií potrebujete:

Zdroj informácií- systém, z ktorého sa prenášajú informácie.

Kanál na prenos informácií- spôsob prenosu informácií.

Prijímač informácií- systém, ktorý poskytuje potrebné informácie.

Prevod informácií na signály vhodné na prechod cez komunikačnú linku vykonáva vysielač.

V procese premeny informácie na signál dochádza k jeho zakódovaniu. V širšom zmysle je kódovanie transformáciou informácie na signál. V užšom zmysle je kódovanie transformáciou informácií na kombináciu určitých symbolov. V našom prípade v poradí 1 a 0.

Na prijímacej strane sa vykoná operácia spätného dekódovania, t.j. zotavenie z prijatého signálu prenášanej informácie.

Dekódovacie zariadenie (dekodér) prevádza prijatý signál do formy vhodnej na vnímanie príjemcom.

Jednou z najdôležitejších vlastností prenosu informácií je rýchlosť prenosu informácií a kapacita kanála.

Rýchlosť prenosu- rýchlosť, ktorou sa informácie prenášajú alebo prijímajú v binárnej forme. Typicky sa rýchlosť prenosu dát meria počtom bitov prenesených za sekundu.

Minimálna jednotka merania rýchlosti prenos informácií - 1 bit za sekundu (1 bps)

Šírka pásma komunikačného kanála- maximálna rýchlosť prenosu dát zo zdroja k príjemcovi.

Obe hodnoty sa merajú v bitoch/s, čo sa často zamieňa s Bytes/s a je adresované poskytovateľom komunikačných služieb (poskytovateľov) z dôvodu zhoršenia rýchlosti alebo nekonzistentnosti v rýchlosti prenosu informácií.

1. Riešenie problémov

Riešenie problémov s rýchlosťou prenosu informácií sa takmer úplne zhoduje s riešením problémov s rýchlosťou, časom a vzdialenosťou.

S - veľkosť prenášanej informácie

V - rýchlosť prenosu informácií

T - čas prenosu informácií

Preto pri riešení úloh na rýchlosť prenosu informácií platia vzorce:. Malo by sa však pamätať na to, že všetky namerané hodnoty sa musia zhodovať. (ak je rýchlosť v KB/s, potom je čas v sekundách a veľkosť je v kilobajtoch)

Zvážte príklad úlohy:

Koľko sekúnd bude trvať, kým modem prenesie správu rýchlosťou 28 800 bps na prenos farebného obrazu 640 x 480 pixelov za predpokladu, že farba každého pixelu je zakódovaná v 3 bajtoch.

Riešenie:

Poďme určiť počet pixelov na obrázku:

640*480= 307200 pixelov

Pretože každý pixel je zakódovaný 3 bajtmi, definujeme informačný objem obrázka:

307200 * 3 = 921600 bajtov

Všimnite si, že rýchlosť prenosu informácií sa meria v bitoch/s a informačná váha obrázka je v bajtoch. Pre uľahčenie výpočtu preložme rýchlosť na bajty/s:

28800: 8 = 3600 bajtov/s

Určte čas prenosu správy, ak je rýchlosť 3600 bajtov/s:

921600: 3600 = 256 sekúnd

Odpoveď: Bude potrebných 256 sekúnd

Úlohy:

Rýchlosť prenosu dát cez ADSL pripojenie je 64 000 bps. Prostredníctvom tohto pripojenia sa prenáša súbor s veľkosťou 375 kB. Zadajte čas prenosu súboru v sekundách.

Koľko sekúnd trvá modemu, ktorý prenáša správu rýchlosťou 28 800 bps, aby preniesol 100 strán textu v 30 riadkoch po 60 znakov, za predpokladu, že každý znak je zakódovaný v jednom byte.

Rýchlosť prenosu dát cez modemové pripojenie je 56 Kbps. Vysielanie textový súbor cez toto spojenie trvalo 12 sekúnd. Zistite, koľko znakov obsahoval odovzdaný text, ak je známe, že je kódovaný UNICODE.

Modem prenáša dáta rýchlosťou 56 Kbps. Prenos textového súboru trval 4,5 minúty. Zistite, koľko strán obsahoval prenášaný text, ak je známe, že je v kódovaní Unicode a na jednej stránke je 3072 znakov.

Priemerná rýchlosť prenosu dát pomocou modemu je 36 Kbps. Koľko sekúnd trvá modemu preniesť 4 strany textu KOI8, za predpokladu, že každá strana má v priemere 2 304 znakov?

Skaut Belov musí poslať správu: „Miesto stretnutia sa nedá zmeniť. Eustace." smerovač určí miesto vysielania, ak trvá aspoň 2 minúty. Akou rýchlosťou (bps) by mal spravodajský dôstojník vysielať rádiogram?

Úlohy:

Je známe, že trvanie nepretržitého pripojenia na internet pomocou modemu u niektorých pobočkových ústrední nepresiahne 10 minút. Určte maximálnu veľkosť súboru (kB), ktorú je možné preniesť počas takéhoto pripojenia, ak modem prenáša informácie priemernou rýchlosťou 32 kb/s.

Určite čas pripojenia v sekundách:

10 min * 60 = 600 sek.

Určite veľkosť súboru prenášaného modemom za 600 sekúnd:

600 s * 32 kbps = 19200 kbps

Prekladáme do kB, ako to vyžaduje stav problému:

19200 kb/8 = 2400 kb.

Odpoveď: 2400 kB

7. Rýchlosť prenosu dát cez ADSL pripojenie je 64000 bps. Prostredníctvom tohto pripojenia sa prenáša súbor s veľkosťou 375 kB. Zadajte čas prenosu súboru v sekundách.

Previesť veľkosť súboru na bity:

375 kB * 8 * 1024 = 3072000 bitov

Určite čas prenosu súboru v sekundách:

3072000 bps / 64000 bps = 48 sekúnd.

Odpoveď: 48 sekúnd

8. Koľko sekúnd bude trvať modemu, ktorý prenesie správu rýchlosťou 28 800 bps, aby preniesol 100 strán textu v 30 riadkoch po 60 znakov, za predpokladu, že každý znak je zakódovaný v jednom byte.

Určte počet znakov na jednej strane textu:

30 riadkov * 60 znakov = 1 800 znakov.

Určujeme informačný objem celého textu za predpokladu, že jeden znak = 1 bajt.

1800 znakov * 100 riadkov = 180 000 bajtov = 1440 000 bitov

Určite čas prenosu správy:

1440000 bps / 28800 bps = 50 sekúnd.

Odpoveď: 50 sekúnd

9. Rýchlosť prenosu dát cez modemové pripojenie je 56 Kbps. Prenos textového súboru cez toto pripojenie trval 12 sekúnd. Zistite, koľko znakov obsahoval odovzdaný text, ak je známe, že je kódovaný UNICODE.

Určujeme informačný objem prenášaného textu:

56 kbps * 12 sekúnd = 672 kbps

Prevod na bajty:

672 kb * 1024/8 = 86016 bajtov

Keďže pri použití kódovania Unicode je jeden znak zakódovaný do 2 bajtov, zistíme počet znakov:

86016 bajtov/2 = 43008 znakov

Odpoveď: 43008 znakov

10. Modem prenáša dáta rýchlosťou 56 Kbps. Prenos textového súboru trval 4,5 minúty. Zistite, koľko strán obsahoval prenášaný text, ak je známe, že je v kódovaní Unicode a na jednej stránke je 3072 znakov.

Previesť minúty na sekundy:

4,5 min = 4 x 60 + 30 = 270 sekúnd.

Určite veľkosť prenášaného súboru:

270 s * 56 kbps = 15120 kbps = 1935360 bajtov

Jedna strana textu obsahuje 3072 znakov * 2 bajty = 6144 bajtov informácií.

Určte počet strán v texte:

1935360 bajtov / 6144 bajtov = 315 strán

Odpoveď: 315 strán

11. Priemerná rýchlosť prenosu dát pomocou modemu je

36 kbps Koľko sekúnd trvá modemu preniesť 4 strany textu KOI8, za predpokladu, že každá strana má priemerne 2 304 znakov?

V kódovaní KOI-8 je každý znak zakódovaný jedným bajtom.

Určite veľkosť správy:

4 riadky * 2304 znakov = 9216 znakov = 9216 bajtov = 9216 * 8/1024 = 72 kbitov.

Určite čas prenosu:

72 kbps/36 kbps = 2 sekundy

Odpoveď: 2 sek

12. Skaut Belov musí poslať správu: „Miesto stretnutia sa nedá zmeniť. Eustace." smerovač určí miesto vysielania, ak trvá aspoň 2 minúty. Akou rýchlosťou (bps) by mal spravodajský dôstojník vysielať rádiogram?

Informačný obsah správy určujeme: „Miesto stretnutia sa nedá zmeniť. Eustace." - obsahuje 37 znakov, to znamená, že sa rovná 37 bajtom = 296 bitom.

Čas prenosu musí byť kratší ako 2 minúty alebo 120 sekúnd.

V tomto prípade musí byť prenosová rýchlosť vyššia ako 296 bitov / 120 s = 2,5 bitov / s. Zaokrúhlite a získajte

3 bps

Odpoveď: 3 bps

Myslíte si, že vaše širokopásmové internetové pripojenie je rýchle? Pozor, po prečítaní tohto článku sa váš postoj k slovu „rýchly“ ohľadom prenosu dát môže dramaticky zmeniť. Predstavte si veľkosť pevného disku v počítači a rozhodnite sa, akou rýchlosťou sa zaplní - 1 Gb / s alebo možno 100 Gb / s, potom sa 1 terabajtový disk zaplní za 10 sekúnd? Ak by Guinessova kniha rekordov uvádzala rekordy v rýchlosti prenosu informácií, potom by musela spracovať všetky nižšie uvedené experimenty.

Koncom 20. storočia, teda relatívne nedávno, rýchlosti na hlavných komunikačných kanáloch nepresahovali desiatky Gbps. Zároveň užívatelia internetu využívajú telefónne linky a modemy sa tešili rýchlostiam desiatok kilobitov za sekundu. Internet bol na karty a ceny za službu boli dosť vysoké - tarify boli spravidla uvedené v USD. Stiahnutie jedného obrázka trvalo niekedy aj niekoľko hodín a ako trefne poznamenal jeden z vtedajších užívateľov internetu: „Bol to internet, keď za jednu noc bolo na internete vidieť len pár žien.“ Je táto rýchlosť prenosu dát pomalá? Možno. Je však potrebné pripomenúť, že všetko na svete je relatívne. Napríklad, ak by bol teraz rok 1839, potom by bola pre nás najdlhšia optická telegrafná komunikačná linka Petrohrad-Varšava akýmsi internetom. Dĺžka tejto komunikačnej linky pre 19. storočie sa zdá jednoducho transcendentálna - 1200 km, pozostáva zo 150 prenosových veží. Každý občan môže využiť túto linku a poslať „optický“ telegram. Rýchlosť je „kolosálna“ – 45 znakov na vzdialenosť 1200 km je možné preniesť len za 22 minút, žiadna pošta ťahaná koňmi tu nebola ani blízko!

Vráťme sa do 21. storočia a pozrime sa, čo máme dnes v porovnaní s vyššie opísanou dobou. Minimálne tarify pre veľkých poskytovateľov káblový internet sa už nepočítajú v jednotkách, ale v niekoľkých desiatkach Mbit/s; už nechceme pozerať videá s rozlíšením menším ako 480pi, táto kvalita obrazu nám už nevyhovuje.

Pozrime sa na priemernú rýchlosť internetu v rôznych krajinách sveta. Prezentované výsledky sú zostavené poskytovateľom CDN Akamai Technologies. Ako vidno, aj v Paraguajskej republike už v roku 2015 presiahla priemerná rýchlosť pripojenia v krajine 1,5 Mbps (mimochodom, Paraguaj má v prepise nám blízku doménu - *.py).

K dnešnému dňu je priemerná rýchlosť internetového pripojenia vo svete 6,3 Mbps. Najvyššia priemerná rýchlosť je pozorovaná v Južná Kórea 28,6 Mbps, na druhom mieste je Nórsko -23,5 Mbps, na treťom Švédsko - 22,5 Mbps. Nižšie je uvedený graf znázorňujúci priemernú rýchlosť internetu pre vedúce krajiny v tomto ukazovateli na začiatku roka 2017.

Časová os svetových dátových záznamov

Keďže prenosové systémy z optických vlákien sú dnes nesporným šampiónom z hľadiska prenosového dosahu a rýchlosti, dôraz sa bude klásť práve na ne.

Akou rýchlosťou to všetko začalo? Po mnohých štúdiách v období od roku 1975 do roku 1980. Objavil sa prvý komerčný optický systém pracujúci so žiarením s vlnovou dĺžkou 0,8 μm na polovodičovom laseri na báze arzenidu gália.

22. apríla 1977 v Long Beach v Kalifornii spoločnosť General Telephone and Electronics ako prvá použila optické spojenie na prenos telefónnej prevádzky. 6 Mbps. Pri tejto rýchlosti je možné organizovať súčasný prenos až 94 najjednoduchších digitálnych telefónnych kanálov.

Vo vtedajších experimentálnych výskumných zariadeniach dosahovali maximálnu rýchlosť optických prenosových systémov 45 Mbps, maximálna vzdialenosť medzi regenerátormi - 10 km.

Začiatkom osemdesiatych rokov minulého storočia prebiehal prenos svetelného signálu v multimódových vláknach už pri vlnovej dĺžke 1,3 μm pomocou InGaAsP laserov. Maximálna prenosová rýchlosť bola obmedzená na 100 Mbps v dôsledku rozptylu.

Pri použití jednovidových optických vlákien v roku 1981 v laboratórnych testoch dosiahli na tú dobu rekordnú prenosovú rýchlosť 2 Gbps na diaľku 44 km.

Komerčné uvedenie takýchto systémov v roku 1987 prinieslo rýchlosť až 1,7 Gbps s dĺžkou trate 50 km.

Ako vidíte, záznam komunikačného systému sa oplatí hodnotiť nielen podľa prenosovej rýchlosti, ale mimoriadne dôležité je aj to, na akú vzdialenosť tento systém schopný poskytnúť daná rýchlosť. Preto sa na charakterizáciu komunikačných systémov zvyčajne používa súčin celkovej priepustnosti systému B [bps] a jeho dosahu L [km].

V roku 2001, s použitím technológie WDM, prenosová rýchlosť 10,92 Tbps(273 optických kanálov pri 40 Gbps), ale rozsah prenosu bol limitovaný hodnotou 117 km(B∙L = 1278 Tbit/s∙km).

V tom istom roku sa uskutočnil experiment na usporiadanie 300 kanálov s rýchlosťou 11,6 Gb/s každý (celková priepustnosť 3,48 Tbps), dĺžka riadku skončila 7380 km(B∙L = 25 680 Tbit/s∙km).

V roku 2002 vznikla medzikontinentálna optická linka s dĺžkou o 250 000 km s celkovou priepustnosťou 2,56 Tbps(64 WDM kanálov pri 10 Gbps, transatlantický kábel obsahoval 4 páry vlákien).

Teraz je možné s jedným vláknom prenášať 3 milióny súčasne! telefónne signály alebo 90 000 televíznych signálov.

V roku 2006 Nippon Telegraph and Telephone Corporation zorganizovali prenosovú rýchlosť 14 biliónov bitov za sekundu ( 14 Tbps) pre jedno optické vlákno s dĺžkou vedenia 160 km(B∙L = 2240 Tbit/s∙km).

V tomto experimente verejne demonštrovali prenos 140 digitálnych HD filmov za jednu sekundu. Hodnota 14 Tb/s sa objavila ako výsledok spojenia 140 kanálov po 111 Gb/s. Použilo sa multiplexovanie s delením vlnovej dĺžky a polarizačné multiplexovanie.

V roku 2009 Bell Labs dosiahli B∙L = 100 peta bitov za sekundu krát kilometer, čím prelomili hranicu 100 000 Tbit/s∙km.

Na dosiahnutie týchto rekordných výsledkov výskumníci z Bell Labs vo Villarceaux vo Francúzsku použili 155 laserov, z ktorých každý pracuje na inej frekvencii a prenáša dáta rýchlosťou 100 gigabitov za sekundu. Prenos sa uskutočňoval prostredníctvom siete regenerátorov, pričom priemerná vzdialenosť medzi nimi bola 90 km. Multiplexovanie 155 optických kanálov pri 100 Gbps umožnilo poskytnúť celkovú priepustnosť 15,5 Tbps na diaľku 7000 km. Aby ste pochopili význam tejto rýchlosti, predstavte si, že dáta sa prenášajú z Jekaterinburgu do Vladivostoku rýchlosťou 400 DVD za sekundu.

V roku 2010 dosiahli NTT Network Innovation Laboratories rekordnú rýchlosť prenosu 69,1 terabitov jednu za sekundu 240 km optické vlákno. Pomocou technológie vlnového multiplexovania (WDM) multiplexovali 432 streamov (25 GHz frekvenčný interval) s kanálovou rýchlosťou 171 Gbps každý.

Experiment využíval koherentné prijímače, nízkošumové zosilňovače a ultraširokopásmové zosilnenie v C a rozšírených L pásmach. V kombinácii s moduláciou QAM-16 a polarizačným multiplexovaním bolo možné dosiahnuť spektrálnu účinnosť 6,4 bps / Hz.

Nižšie uvedený graf ukazuje vývojový trend optických komunikačných systémov za 35 rokov od ich vzniku.

Z tohto grafu vyvstáva otázka: "čo ďalej?" Ako ešte zvýšiť rýchlosť a dosah prenosu?

V roku 2011 NEC vytvoril svetový rekord v šírke pásma prenosom viac ako 100 terabitov informácií za sekundu cez jediné optické vlákno. Toto množstvo dát prenesených za 1 sekundu stačí na nepretržité sledovanie HD filmov po dobu troch mesiacov. Alebo je to ekvivalent prenosu obsahu 250 obojstranných Blu-ray diskov za sekundu.

101,7 terabitov boli prenášané za sekundu na diaľku 165 kilometrov multiplexovaním 370 optických kanálov, z ktorých každý mal rýchlosť 273 Gbit/s.

V tom istom roku Národný inštitút informačných a komunikačných technológií (Tokio, Japonsko) oznámil dosiahnutie prahu prenosovej rýchlosti 100 terabov pomocou viacjadrových optických vlákien. Namiesto použitia vlákna len s jedným svetlovodivým jadrom, ako je to v prípade dnešných komerčných sietí, tím použil vlákno so siedmimi jadrami. Každý z nich bol prenášaný rýchlosťou 15,6 Tbps, takže celková priepustnosť dosiahla 109 terabitov za sekundu.

Ako vtedy vedci povedali, použitie viacjadrových vlákien je stále pomerne komplikovaný proces. Majú veľký útlm a sú kritické pre vzájomné rušenie, preto sú veľmi obmedzené v dosahu prenosu. Prvé použitie týchto 100 terabitových systémov bude v obrovských dátových centrách Google, Facebook a Amazon.

V roku 2011 tím vedcov z Nemecka z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) bez použitia technológie xWDM prenášal dáta cez jeden OB rýchlosťou 26 terabitov za sekundu na vzdialenosť 50 km. To sa rovná prenosu 700 DVD za sekundu alebo 400 miliónom telefónnych signálov v jednom kanáli súčasne.

Začali vznikať nové služby ako napr cloud computing, 3D televízia s vysokým rozlíšením a aplikácie virtuálnej reality, opäť vyžadujúce bezprecedentne vysokú kapacitu optických kanálov. Na vyriešenie tohto problému výskumníci z Nemecka demonštrovali použitie optickej rýchlej schémy Fourierovej transformácie na kódovanie a prenos dátových tokov rýchlosťou 26,0 Tbps. Organizovať takéto vysoká rýchlosť prenosu sa nepoužila len klasická technológia xWDM, ale optické ortogonálne frekvenčne delené multiplexovanie (OFDM) a podľa toho aj dekódovanie optických OFDM tokov.

V roku 2012 japonská korporácia NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) a jej traja partneri, Fujikura Ltd., Hokkaido University a Technical University of Denmark, stanovili svetový rekord v šírke pásma prenosom 1000 terabit (1 pbit/ s) informácie za sekundu cez jedno optické vlákno na vzdialenosť 52.4 km. Prenos jedného petabitu za sekundu sa rovná prenosu 5 000 dvojhodinových HD filmov za jednu sekundu.

Aby sa výrazne zlepšila priepustnosť optických komunikačných systémov, bolo vyvinuté a testované vlákno s 12 jadrami usporiadanými špeciálnym spôsobom vo forme včelieho plástu. V tomto vlákne je vďaka jeho špeciálnej konštrukcii značne potlačená vzájomná interferencia medzi susednými jadrami, ktorá je zvyčajne hlavným problémom konvenčného viacjadrového vlákna. Pomocou polarizačného multiplexovania, technológie xWDM, 32-QAM a digitálneho koherentného príjmu vedci úspešne zvýšili účinnosť prenosu na jadro viac ako 4-krát v porovnaní s predchádzajúcimi záznamami pre viacjadrové optické médiá.

Priepustnosť bola 84,5 terabitov za sekundu na jadro (rýchlosť kanálu 380 Gbps x 222 kanálov). Celková priepustnosť na vlákno bola 1,01 petabitov za sekundu (12 x 84,5 terabitov).

Aj v roku 2012, o niečo neskôr, výskumníci z laboratória NEC v Princetone, New Jersey, USA a Corning Inc. New York Research Center, úspešne preukázali ultra vysoké rýchlosti prenosu dát rýchlosťou 1,05 petabitu za sekundu. Dáta boli prenášané pomocou jedného viacjadrového vlákna, ktoré pozostávalo z 12 jednorežimových a 2 nízkorežimových jadier.

Toto vlákno bolo vyvinuté výskumníkmi Corning. Kombináciou spektrálnych a polarizačných separačných technológií s priestorovým multiplexovaním a optický systém MIMO, rovnako ako pomocou viacvrstvových modulačných formátov, výskumníci dosiahli celkovú priepustnosť 1,05 Pbps, čím vytvorili nový svetový rekord v najvyššej prenosovej rýchlosti cez jedno optické vlákno.

leto 2014 pracovná skupina v Dánsku pomocou nového vlákna navrhnutého japonskou spoločnosťou Telekom NTT stanovili nový rekord – organizovanie rýchlosti pomocou jediného laserového zdroja pri 43 Tbps. Signál z jedného laserového zdroja bol prenášaný cez vlákno so siedmimi jadrami.

Tím Dánskej technologickej univerzity spolu s NTT a Fujikurou už v minulosti dosiahol najvyššiu rýchlosť prenosu dát na svete 1 petabit za sekundu. Vtedy sa však používali stovky laserov. Teraz bol dosiahnutý rekord 43 Tbps s jediným laserovým vysielačom, vďaka čomu je prenosový systém energeticky efektívnejší.

Ako sme videli, komunikácia má svoje zaujímavé svetové rekordy. Pre začiatočníkov v tejto oblasti stojí za zmienku, že mnohé z prezentovaných čísel sa stále nenachádzajú všade v komerčnej prevádzke, pretože boli dosiahnuté vo vedeckých laboratóriách v jednotlivých experimentálnych zariadeniach. však mobilný telefón bol kedysi prototyp.

Aby nedošlo k preťaženiu vášho pamäťového média, zatiaľ zastavíme aktuálny dátový tok.

Pokračovanie nabudúce…

V prípade rýchlosti prenosu informácií sú tieto „krásne čísla“ mätúce. Samozrejme, situácia je tu stále iná - ide o zámenu medzi štandardom (kde je rýchlosť pomenovaná podľa toho, aká je na úrovni dátového spojenia) a realitou, ale význam je veľmi podobný: číslo na nálepke robí nezodpovedajú tomu, čo vidíte svojimi očami, keď zapnete počítač. Práve s týmto zmätkom sa to pokúsime vyriešiť.

Existujú dva typy pripojenia – pomocou kábla a bezdrôtovo vzduchom.

Káblové pripojenie.

V tomto prípade je menej problémov s číslami. Pripojenie prebieha rýchlosťou 10, 100 alebo 1 000 megabitov (1 gigabit) za sekundu. Toto nie je „rýchlosť internetu“, nie rýchlosť otvárania stránok alebo sťahovania súborov. Ide len o rýchlosť medzi dvoma bodmi, ktoré takýto kábel spája. Z vášho počítača môže kábel ísť do smerovača (modemu), do iného počítača alebo do vchodu, do zariadenia poskytovateľa, ale v každom prípade táto rýchlosť naznačuje iba to, že spojenie medzi týmito dvoma bodmi sa uskutočnilo pri stanovenej rýchlosti.

Rýchlosť prenosu dát je obmedzená nielen typom kábla, ale dosť výrazne aj rýchlosťou vášho pevný disk. Na gigabitovom pripojení bude rýchlosť prenosu súborov závisieť od toho a skutočných 120 megabajtov za sekundu je možné dosiahnuť len v niektorých prípadoch.

Rýchlosť pripojenia sa vyberá automaticky v závislosti od toho, ako sa vaše pripojené zariadenia „dohadujú“, podľa najpomalšieho z nich. Ak máte gigabit Internetová karta(a teraz je väčšina z nich v počítačoch) a na druhom konci - 100 megabitové vybavenie, potom sa rýchlosť pripojenia nastaví na 100 mbit. žiadne dodatočné inštalácie nemusíte robiť rýchlosť, ak je to potrebné - je to indikátor, že je problém s káblom alebo so zariadením, ktoré máte, alebo na druhom konci, a preto sa maximálna rýchlosť nenastavuje automaticky.

Bezdrôtové pripojenie.

Ale s týmto typom pripojenia je oveľa viac problémov a zmätku. Ide o to, že pri bezdrôtové pripojenie rýchlosť prenosu dát je približne dvakrát nižšia, ako hovorí štandardný údaj. Ako to vyzerá v reálnych údajoch - pozrite sa na tabuľku.

Ako vidíte, všetko je veľmi smutné a škaredé a vychvaľované „N“ vôbec neukazuje čísla, ktoré by som chcel vidieť. Okrem toho je táto rýchlosť poskytovaná za podmienok blízkych ideálnym podmienkam prostredia: žiadne rušenie, žiadne kovové steny medzi smerovačom a počítačom (lepšia je viditeľnosť) a čím je vzdialenosť kratšia, tým lepšie. V typickom trojizbovom byte železobetónového domu môže byť bezdrôtový prístupový bod inštalovaný vo vzdialenejšej časti bytu z opačnej časti takmer nepostrehnuteľný. Štandard „N“ poskytuje najlepšie pokrytie a táto výhoda je pre mňa osobne dôležitejšia ako rýchlosť; a kvalitné pokrytie dobre ovplyvňuje aj rýchlosť: tam, kde je rýchlosť prenosu dát pri použití zariadenia s „G“ 1 megabit, iba použitie „N“ ju môže niekoľkonásobne zvýšiť. Vôbec však nie je pravda, že to tak bude vždy - záležitosť je v rozmedzí, v niektorých prípadoch takéto prepínanie neprináša výsledok.

Na rýchlosť má vplyv aj výkon zariadenia distribuujúceho internet (router, prístupový bod), pri aktívnom využívaní torrentov môže napríklad výrazne klesnúť rýchlosť prenosu dát cez router – jeho procesor jednoducho nezvláda dátový tok.

Rýchlosť ovplyvňuje aj zvolený typ šifrovania. Už zo samotného názvu je jasné, že „šifrovanie“ je spracovanie údajov za účelom ich zakódovania. Môžu sa použiť rôzne metódy šifrovania, a teda rozdielny výkon zariadenia, ktorý toto šifrovanie-dešifrovanie vykonáva. Preto sa odporúča nastaviť v parametroch bezdrôtová sieť Typ šifrovania WPA2 je najrýchlejší a najbezpečnejší typ šifrovania, ktorý je v súčasnosti k dispozícii. V skutočnosti podľa štandardu akýkoľvek iný typ šifrovania neumožní zapnutie „N“ na „plný výkon“, ale niektoré čínske smerovače pľujú na štandardy.

Ešte moment. Aby ste získali všetky výhody štandardu N (najmä pre zariadenia, ktoré podporujú MIMO), prístupový bod musí byť nastavený na režim „Len N“.

Ak ste zvolili „Zmiešané G+N“ (akýkoľvek „zmiešaný“ režim), je veľká šanca, že sa vaše zariadenia pokúsia komunikovať nie svojou maximálnou rýchlosťou. Ide o poplatok za kompatibilitu štandardov. Ak vaše zariadenia podporujú „N“, zabudnite na ostatné režimy – prečo strácať ponúkané výhody? Súčasné používanie zariadení G a N v rovnakej sieti vás o ne pripraví. Existujú však smerovače, ktoré majú dva vysielače a umožňujú pracovať v dvoch rôznych frekvenčných rozsahoch súčasne, ale je to skôr zriedkavé a ich cena je oveľa vyššia (napríklad Asus RT-N56U).

Iné typy pripojenia.

Okrem opísaných samozrejme existujú aj iné typy pripojenia. Zastaraná možnosť - pripojenie podľa koaxiálny kábel, neobvyklý spôsob pripojenia cez elektrickú sieť budovy, veľa možností pripojenia pomocou sietí mobilnej komunikácie- 3G, nové LTE, pomerne nezvyčajný WiMAX. Každý z týchto typov pripojenia má rýchlostné charakteristiky a každý z nich pracuje s konceptom „rýchlosti TO“. Nie ste klamaní (dobre, formálne nie sú klamaní), ale má zmysel venovať pozornosť týmto číslam a pochopiť, čo v skutočnosti znamenajú.

Jednotky.

Vzniká zmätok spôsobený nesprávnym používaním merných jednotiek. Pravdepodobne je to téma na ďalší článok (o sieťach a pripojeniach, ktorý čoskoro napíšem), ale tu (stlačený) to bude na mieste.

AT počítačový svet prijatý binárny systém zúčtovanie. najmenšia jednotka merania-bit. Ďalej je bajt.

Vzostupne:

1 bajt = 8 bitov

1024 bitov = 1 kilobit (kb)

8 kilobitov = 1 kilobajt (KB)

128 kilobajtov = 1 megabit (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)

Zdá sa, že všetko je jasné. Ale! Ukazuje sa, že aj tu je zmätok. Tu je to, čo hovorí wikipedia:

Pri určovaní rýchlosti telekomunikačných pripojení napríklad 100 Mbps v štandarde 100BASE-TX („medený“ Fast Ethernet) zodpovedá prenosovej rýchlosti presne 100 000 000 bps a 10 Gbps v 10GBASE-X (desať gigabitový ethernet) - 10 000 000 000 bps.

Komu veriť? Rozhodnite sa sami, podľa toho, čo je pre vás pohodlnejšie, prečítajte si rovnakú Wikipédiu. Faktom je, že to, čo sa píše na Wikipédii, nie je konečná pravda, píšu to ľudia (napísať tam môže naozaj každý). Ale v učebniciach (najmä v učebnici „ Počítačové siete” od spoločnosti Olifer V.G., Olifer N.A.) - počet je normálny, binárny a v 100 megabitoch -12,5 megabajtov a pri sťahovaní súboru cez 100-megabitovú sieť LAN uvidíte presne 12 megabajtov v takmer akomkoľvek programe.

Rôzne programy zobraziť rýchlosť rôznymi spôsobmi - niektoré v kilobajtoch, niektoré v kilobitoch. Formálne, ak hovoríme o * bajtoch, uvádza sa veľké písmeno, približne * bity, malé písmeno (označenie KB (KB, niekedy kB alebo kB alebo Kbyte)) - znamená „kilobajt“, kb (kb alebo kbit ) - „kilobit“ atď.), ale toto nie je prísne pravidlo.

Každý už opakovane počul o sieťach druhej, tretej a štvrtej generácie mobilnej komunikácie. Niektorí už možno čítali o sieťach budúcnosti – piatej generácie. Ale otázky - čo znamená G, E, 3G, H, 3G +, 4G alebo LTE na obrazovke smartfónu a čo je z toho rýchlejšie, stále znepokojujú mnohých ľudí. My im odpovieme.

Tieto ikony označujú typ pripojenia vášho smartfónu, tabletu alebo modemu k mobilnej sieti.

1. G(GPRS - General Packet Radio Services): Najpomalšia a najzastaranejšia možnosť paketového dátového pripojenia. Prvý štandard mobilného internetu postavený na GSM (po CSD pripojení až 9,6 kbps). Maximálna rýchlosť GPRS kanála je 171,2 kbps. Zároveň je ten skutočný spravidla rádovo nižší a internet tu nie je vždy v zásade funkčný.

2. E(EDGE alebo EGPRS – Vylepšené dátové rýchlosti pre GSM Evolution): Rýchlejšie rozšírenie oproti 2G a 2,5G. Technológia digitálny prenosúdajov. Rýchlosť EDGE je asi 3-krát vyššia ako GPRS: až 474,6 kbps. Aj ona však patrí do druhej generácie bezdrôtová komunikácia a je zastaraný. Reálna rýchlosť EDGE sa zvyčajne drží v oblasti 150-200 kbps a priamo závisí od polohy účastníka – teda od vyťaženia základňovej stanice v konkrétnej oblasti.

3. 3 G(Tretia generácia – tretia generácia). Tu je možný nielen prenos dát cez sieť, ale aj „hlasy“. Kvalita prenosu hlasu v sieťach 3G (ak sú obaja účastníci v ich dosahu) môže byť rádovo vyššia ako v 2G (GSM). Rýchlosť internetu v 3G je tiež oveľa vyššia a jeho kvalita je spravidla dostatočná na pohodlnú prácu mobilné zariadenia a dokonca stacionárne počítače cez USB modemy. Vaša aktuálna poloha môže zároveň ovplyvniť rýchlosť prenosu dát, vr. či už ste na jednom mieste alebo sa pohybujete v doprave:

• Nehýbte sa: zvyčajne až 2 Mbps
• Jazdite rýchlosťou až 3 km/h: až 384 kbps
• Cestujte rýchlosťou až 120 km/h: až 144 kbps.

4. 3,5 G.3G+,h,H+(HSPDA - High-Speed ​​​​Downlink Packet Access): Ďalší vysokorýchlostný paketový dátový doplnok je už cez 3G. Rýchlosť prenosu dát je v tomto prípade veľmi blízka 4G a v režime H je to až 42 Mbps. V reálnom živote je mobilný internet v tomto režime priemer pracuje pre mobilných operátorov pri rýchlostiach 3-12 Mbps (niekedy aj vyšších). Pre tých, ktorí tomu nerozumejú: je to veľmi rýchle a úplne postačujúce na sledovanie online videa v nie príliš vysokej kvalite (rozlíšenie) alebo sťahovanie ťažkých súborov so stabilným pripojením.

Aj v 3G bola funkcia videohovoru:

5. 4G, LTE(Long-Term Evolution - dlhodobý vývoj, štvrtá generácia mobilného internetu). Táto technológia slúži len na prenos dát (nie na „hlas“). Maximálna rýchlosť sťahovania je tu až 326 Mbps, upload - 172,8 Mbps. Reálne hodnoty sú opäť rádovo nižšie ako tie deklarované, no stále sa pohybujú v desiatkach megabitov za sekundu (v praxi často porovnateľné s režimom H; v Moskve zvyčajne 10-50 Mbps). Zároveň rýchlejší PING a samotná technológia robia 4G najpreferovanejším štandardom mobilného internetu v modemoch. Smartfóny a tablety v sieťach 4G (LTE) udržia nabitie batérie dlhšie ako v sieťach 3G.

6. LTE-A(LTE Advanced - LTE upgrade). Maximálna rýchlosť prenosu dát je tu až 1 Gbps. V skutočnosti je internet schopný pracovať rýchlosťou až 300 Mbps (5-krát rýchlejšie ako bežné LTE).

7. VoLTE(Voice over LTE - voice over LTE, ako ďalší vývoj technológie): technológia na prenos hlasových hovorov cez siete LTE založená na IP Multimedia Subsystem (IMS). Rýchlosť pripojenia je v porovnaní s 2G/3G až 5-krát vyššia a kvalita samotnej konverzácie a prenosu hlasu je ešte vyššia a čistejšia.

8. 5 G(piata generácia celulárna komunikácia na základe IMT-2020). Štandard budúcnosti je stále vo vývoji a testovaní. Rýchlosť prenosu dát v komerčnej verzii sietí je sľubovaná až 30-krát vyššia ako LTE: maximálny prenos dát môže byť až 10 Gb / s.

Samozrejme, môžete použiť ktorúkoľvek z vyššie uvedených technológií, ak ju vaše zariadenie podporuje. Jeho práca tiež závisí od možností samotného mobilného operátora na konkrétnom mieste účastníka a jeho tarifného plánu.