Швидкість передачі по каналу зв'язку вимірюється кількістю бітів інформації, переданих за одиницю часу - секунду.
Одиниця виміру швидкості передачі даних - біт за секунду.
Примітка.Часто використовується одиниця виміру швидкості – бод. Бод - кількість змін стану середовища передачі за секунду. Оскільки кожна зміна стану може відповідати декільком бітам даних, то реальна швидкість у бітах на секунду може перевищувати швидкість у бодах.
Швидкість передачі даних залежить від типу та якості каналу зв'язку, типу використовуваних модемів та прийнятого способу синхронізації.
Так, для асинхронних модемів та телефонного каналу зв'язку діапазон швидкостей становить 300-9600 біт/с, а для синхронних -1200-19200 біт/с.
Для користувачів обчислювальних мережзначення мають не абстрактні біти на секунду, а інформація, одиницею виміру якої є байти чи знаки. Тому зручнішою характеристикою каналу є його пропускна здатність, яка оцінюється кількістю знаків, що передаються каналом за одиницю часу - секунду. При цьому до складу повідомлення включаються всі службові символи. Теоретична пропускна здатність визначається швидкістю передачі. Реальна пропускна здатність залежить від низки факторів, серед яких і спосіб передачі, і якість каналу зв'язку, умови його експлуатації, і структура повідомлень.
Одиниця виміру пропускної спроможності каналу зв'язку - знак за секунду.
Істотною характеристикою комунікаційної системи будь-якої мережі є достовірність інформації, що передається. Так як на основі обробки інформації про стан об'єкта управління приймаються рішення про той чи інший перебіг процесу, то від достовірності інформації в кінцевому рахунку може залежати доля об'єкта. Достовірність передачі оцінюють як відношення кількості помилково переданих знаків до загального числа переданих знаків. Необхідний рівень достовірності має забезпечувати як апаратура, і канал зв'язку. Недоцільно використовувати дорогу апаратуру, якщо щодо рівня достовірності канал зв'язку не забезпечує необхідних вимог.
Одиниця виміру достовірності: кількість помилок на знак – помилок/знак.
Для обчислювальних мереж цей показник повинен лежати не більше 10-6 -10-7 помилок/знак, тобто. допускається одна помилка на мільйон переданих знаків або десять мільйонів переданих знаків.
Нарешті, надійність комунікаційної системи визначається або часткою часу справного стану загалом часу роботи, або середнім часом безвідмовної роботи. Друга характеристика дозволяє ефективніше оцінити надійність системи.
Одиниця виміру надійності: середній час безвідмовної роботи – година.
Для обчислювальних мереж середній час безвідмовної роботи має бути досить великим і складати щонайменше кілька тисяч годин.
У випадку зі швидкістю передачі ці “красиві цифри” заплутують. Звичайно, тут ситуація все-таки інша-це плутанина між стандартом (де швидкість названа по тому, яка вона на канальному рівні) і реальністю, але сенс дуже схожий: цифра на наклейці не відповідає тому, що ви бачите очима, увімкнувши комп'ютер. Ось із цією плутаниною і спробуємо розібратися.
Існують два типи підключення- за допомогою кабелю, і повітрям, бездротовим способом.
Підключення кабелем.
У цьому випадку проблем із цифрами найменше. Підключення відбувається на швидкості 10, 100 або 1000 мегабіт (1 гігабіт) за секунду. Це - не "швидкість інтернету", не швидкість відкриття сторінок або завантаження файлів. Це лише швидкість між двома точками, які з'єднує такий кабель.З вашого комп'ютера кабель може йти в рутер (модем), в інший комп'ютер або під'їзд, до апаратури провайдера, але в будь-якому випадку ця швидкість говорить тільки про те, що з'єднання між цими двома точками відбулося на зазначеній швидкості.
Швидкість передачі даних обмежена не тільки типом кабелю, але і досить сильно - швидкістю вашого жорсткого диска. На гігабітному підключенні швидкість передачі файлу впорається саме в це, і досягти реальних 120 мегабайт в секунду можна тільки в деяких випадках.
Швидкість підключення вибирається автоматично залежно від того, як “домовляться” ваші пристрої, по найповільнішому з них. Якщо у вас гігабітна мережева карта(а їх зараз більшість у комп'ютерах), а з іншого кінця-100 мегабітна апаратура, то швидкість підключення буде встановлена в 100mbit. Ніяких додаткових установок швидкості робити не треба, якщо це потрібно - це показник того, що є проблема з кабелем, або з апаратурою у вас або на іншому кінці, і тому максимальна швидкість автоматично не виставляється.
Бездротове з'єднання.
А ось із цим типом підключення проблем та плутанини набагато більше. Справа в тому, що при бездротовому підключенні швидкість передачі даних приблизно в два рази менше, ніж каже цифра стандарту. Як це виглядає в реальних даних-дивимося таблицю.
| Стандарт | Частота та ширина смуги пропускання | Швидкість за стандартом | Реальна швидкість передачі файлів | додаткова інформація |
| Wi-Fi 802.11 a | 5GHz. (20Mhz) | 54 mbit/s | В даний час у побутовій апаратурі використовується рідко, зустрічається у мережах провайдерів. | |
| Wi-Fi 802.11 b | 2,4Ghz(20Mhz) | 11 mbit/s | бл. 0.6 мегабайт (4,8 мегабіту) за секунду | В даний час використовується тільки для зв'язку "комп'ютер" (Ad-Hoc) |
| Wi-Fi 802.11 g | 2,4Ghz(20Mhz) | 54 mbit/s | бл. 3 мегабайт (24 мегабіти) за секунду | Поки що найпоширеніший тип підключення. |
| Wi-Fi 802.11 n | 2,4Ghz/5Ghz(20Mhz/40Mhz) | 150, 300, 600 Мбіт/с | 5-10 мегабайт на секунду. | Умовно 1 потік (антена) - 150 мегабіт, рутер (мережева) з 4-ма антенами підтримує 600mbps |
Як бачите, все дуже сумно та некрасиво, а хвалений “N” взагалі й близько не показує тих цифр, які хотілося б побачити. Крім того, така швидкість забезпечується за умов навколишнього середовища, близьких до ідеальних: немає перешкод, немає стін з металом між рутером і комп'ютером (краще-пряма видимість), і що менше відстань, то краще. У типовій трикімнатній квартирі залізобетонного будинку бездротова точка доступу, встановлена в дальній частині квартири, може бути практично невловимою з протилежної частини. Стандарт “N” забезпечує найкраще покриття, і ця його перевага особисто для мене важливіша, ніж швидкість; та й на швидкості якісне покриття позначається добре: там, де швидкість передачі даних при використанні апаратури з "G" дорівнює 1 мегабіту, тільки використання "N" здатне збільшити її в кілька разів. Однак зовсім не факт, що так буде завжди-діє в діапазонах, в деяких випадках таке перемикання не дає результату.
На швидкість впливає також продуктивність пристрою, що роздає інтернет (рутера, точки доступу) При активному використанні торентів, наприклад, швидкість передачі даних через рутер може істотно впасти - його процесор просто не впорається з потоком даних.
Ще на швидкість впливає вибраний тип шифрування. З назви зрозуміло, що “шифрування” –це обробка даних із метою їх закодувати. Можуть використовуватися різні методишифрування, а звідси-різна продуктивність пристрою, яке це шифрування-дешифрування виконує. Тому рекомендується виставляти у параметрах бездротової мережітип шифрування WPA2 – це максимально швидкий і найбільш захищений Наразітип шифрування. Власне кажучи, за стандартом будь-який інший тип шифрування не дасть включитися “N” на “ повну потужність”, але деякі китайські рутери плюють на стандарти.
Ще один момент. Для того, щоб отримати всі переваги стандарту N (особливо для апаратури, що підтримує MIMO), точка доступу повинна бути виставлена в режим “N Only”. 
Якщо ви вибрали “G+N Mixed” (будь-який “змішаний” режим), велика ймовірність того, що ваші пристрої намагатимуться зв'язатися не на максимальній швидкості. Це платня за сумісність стандартів. Якщо ваші пристрої підтримують “N”, забудьте про інші режими – навіщо втрачати запропоновані переваги? Використання однієї мережі одночасно і G, і N апаратури позбавить вас їх. Однак існують рутери, що мають два передавачі, і дозволяють працювати в двох різних частотних діапазонах одночасно, але це швидше рідкість, а ціна їх набагато вища (приклад - Asus RT-N56U).
Інші типи підключення.
Крім описаних, звичайно, існують інші типи підключення. Застарілий варіант - підключення по коаксіальному кабелю, незвичайний варіант підключення через електромережу будівлі, безліч варіантів підключення з використанням мереж мобільного зв'язку-3G, новий LTE відносно малопоширений WiMAX. Будь-який із цих типів підключення має характеристики швидкості, і кожен із новачків оперує поняттям “швидкість ДО”. Вас не дурять (ну формально не дурять), але звертати увагу на ці цифри має сенс, розуміючи, що насправді вони означають.
Одиниці виміру.
Існує плутанина, спричинена неправильним використанням одиниць виміру. Напевно, це тема для іншої статті (за мережами та підключеннями, яку я незабаром напишу), але все-таки і тут (стисло) буде доречним.
В комп'ютерному світіприйнято двійкову систему числення. Найменша одиниця виміру-біт. Наступна-байт.
За зростаючою:
1 байт = 8 біт
1024 біт = 1 кілобіт (KB)
8 кілобіт = 1 кілобайт (KB)
128 кілобайт = 1 мегабіт (mb)
8 мегабіт = 1 мегабайт (MB)
1024 кілобайт = 1 мегабайт (MB)
128 мегабайта = 1 гігабіт (gb)
8 гігабіт = 1 гігабайт (GB)
1024 мегабайт = 1 гігабайт (GB)
Начебто все зрозуміло. Але! Раптом виявляється, що тут є плутанина. Ось що говорить вікіпедія:
При позначенні швидкостей телекомунікаційних з'єднань, наприклад, 100 Мбіт/с у стандарті 100BASE-TX (мідний Fast Ethernet) відповідає швидкості передачі саме 100 000 000 біт/с, а 10 Гбіт/с у стандарті 10GBASE-X (Ten Gigabit Ethernet) - 10 000 000 000 біт/с.
Кому вірити? Вирішуйте самі, як вам зручніше, почитайте ту саму вікіпедію. Справа в тому, що написане у вікіпедії – не є істиною в останній інстанції, її пишуть люди (фактично будь-яка людина може там щось написати). А ось у підручниках (зокрема, у підручнику “ Комп'ютерні мережі” від Оліфера В.Г., Оліфера Н.А.) – обчислення нормальне, двійкове, і в 100 мегабітах –12.5 мегабайт, і саме 12 мегабайт ви побачите, завантажуючи файл по 100-мегабітній локалці, практично в будь-якій програмі.
Різні програмивідображають швидкість по-різному – якісь у кілобайтах, якісь у кілобітах. Формально, якщо йдеться про *байт, ставиться велика літера, про *біт-маленька (позначення КB (КБ, іноді kB або кБ, або Кбайт)) - означає "кілобайт", kb (кб, або кбіт) - "кілобіт" , і т.д.), але це не закріплене залізне правило.
Кількість інформації, що передається по каналу в одиницю часу, називають швидкістю передачі інформації.
Швидкість передачі інформації каналами зв'язку оцінюється числом біт інформації, що передаються її одержувачу протягом однієї секунди ( біт/с).
Зауважимо, що на перших етапах розвитку електрозв'язку кожна зміна інформаційного параметра несучого сигналу давала одержувачу один біт інформації та швидкість передачі оцінювалася в бодах(наприклад, вона використовувалася з метою оцінки швидкості передачі телеграфних даних, у яких кожен «елементарний» сигнал переносив один біт інформації). Сьогодні ж швидкість передачі оцінюють у біт/сек, Так як кожна зміна інформаційного параметра сигналу сучасних засобів передачі може переносити інформацію в кілька біт.
Якщо від джерела Вканалом зв'язку передається sсимволів в одиницю часу, а середня кількість інформації на один символ дорівнює H(B), то швидкість передачі: С = s H(B).
В разі цифрових сигналів(за умови їх рівноймовірності та незалежності) максимум ентропії для джерела Віз числом символів алфавіту m визначається формулою H(B) max = log 2 m .
Максимально можливу швидкість передачі називають пропускною здатністюканал зв'язку. Вона визначатиметься величиною
G = C max = s log 2 m.
Змінні формули пропускної спроможності залежать від низки фізичних характеристик лінії зв'язку, потужності джерела повідомлень та шумів у каналі зв'язку.
Пропускна здатністьвизначається не тільки фізичними характеристики провідного середовища (симетричні, коаксіальні або волоконно-оптичні кабелі, кручена пара та ін), а й спектром переданих сигналів. До найважливіших фізичних характеристик ліній зв'язку відносять згасання і смугу пропускання .
Параметри ліній зв'язку зазвичай оцінюють стосовно сигналів синусоїдальної форми. Якщо подати однією кінець лінії зв'язку (що має підсилювачів) синусоїдальний сигнал фіксованої частоти і амплітуди, то іншому кінці ми отримаємо ослаблений сигнал, тобто. має меншу амплітуду.
Згасанняхарактеризує зменшення амплітуди або потужності сигналу при проходженні лінії зв'язку сигналу певної частоти або діапазону частот. Для провідних кабелів вимірюється в децибелах на метр і обчислюється за такою формулою:
А=10 lg 10 P вих /Р вх,
де P вих і Р вх - відповідно потужність сигналу на вході та виході лінії в 1 м.
Згасання залежить від частоти сигналу. На рис. 1.13 показана типова форма амплітудно-частотної характеристики, що характеризує загасання сигналів різної частоти. Чим нижче модуль загасання, тим якісніша лінія зв'язку (логарифм числа менше 1 завжди негативне число).
Згасання - найважливіший параметр для ліній зв'язку в обчислювальних мережах, причому стандарти встановлюють стандартні значення величини згасання різних типівкабелів, що застосовуються під час прокладання обчислювальних мереж. Так, кабель у вигляді кручений пари 5 категорії для внутрішньої проводки повинен мати загасання не нижче -23,6 дБ, а 6 категорії - не нижче 20,6 на частоті 100 мГц при довжині лінії 100 м. Типові значення величини загасання кабелів на основі оптоволокна : від 0,15 до 3 дБ на 1000 м
Смуга пропуску– безперервний діапазон частот, кожної з яких відношення амплітуди вихідного сигналу до амплітуди вхідного щонайменше певної величини. Часто це ставлення беруть рівним 0,5 (див. рис. 1.13). Вимірюється у герцах (Гц). Різниця значень крайніх частот діапазону називають шириною смуги пропускання.
Фактично, смуга пропуску– це інтервал частот, використовуваний даним каналом зв'язку передачі сигналів. Для різних розрахунків важливо знати максимальне значення частоти з даної смуги (n m), оскільки саме визначається можлива швидкість передачі інформації по каналу.
Передавачі сигналів, що посилають сигнали до лінії зв'язку (наприклад, адаптер або модем) характеризуються потужністю. Рівень потужності сигналу визначається в децибелах на 1 мВт за формулою (таку одиницю потужності позначають - дБм):
p=10 lgP (дБм), де Р-потужність мВт.
Важливою характеристикою провідних ліній зв'язку (наприклад, для коаксіального кабелю) є хвильовий опір. Це повний (комплексний) опір, який зустрічає електромагнітна хвиля певної частоти, що розповсюджується по кабелю. Вимірюється в омах. Для зниження згасання треба щоб вихідний хвильовий опір передавача був приблизно рівний хвильовому опору лінії зв'язку.
Рис.1.13. Амплітудно-частотна характеристика каналу зв'язку
Відомо, що сигнал будь-якої форми можна отримати, підсумувавши кілька сигналів синусоїдальної форми з різною частотою та амплітудою. Набір частот, які треба підсумувати, щоб отримати сигнал, називають спектром сигналу. Якщо якісь частоти із спектра сильно загасають, це відбивається на формі сигналу. Вочевидь, якість передачі сигналів залежить від лінії пропускання. Так, згідно зі стандартами для якісної передачі телефонних розмов лінія зв'язку повинна мати смугу пропускання не менше ніж 3400 Гц.
Існує зв'язок між смугою пропускання та максимальною пропускною здатністю, яку встановив К. Шеннон:
G = F log 2 (1 + P c / P ш) біт/сек, де
G – максимальна пропускна спроможність, F – ширина смуги пропускання у Гц, P с – потужність сигналу, Р ш – потужність шуму.
Визначення потужності сигналу та шуму досить складне завдання. Однак існує інша формула, отримана Найквістом для випадку дискретних сигналів, яку можна застосувати, коли відома кількість станів інформаційного параметра:
G =2 F log 2 М (біт/сек),
де F – ширина смуги пропускання Гц, М – число можливих станів інформаційного параметра. З цієї формули випливає, що при М=2 (тобто коли кожна зміна параметра сигналу несе один біт інформації) пропускна здатність дорівнює подвоєного значення смуги пропускання.
При вплив перешкод (шумів) на символи, що передаються, деякі з них можуть спотворюватися. Тоді, з урахуванням раніше наведених формул для ентропії, кількість інформації, що отримується, і, відповідно, пропускна здатність каналу зв'язку зменшаться.
Для випадку передачі рівноймовірних цифрових символів та однакових ймовірностей заміни при передачі значень 1(0) на помилкові 0(1) максимальна пропускна здатність C макс = s×=s×, де P ош –імовірність помилки.
Графік, що ілюструє форму залежності відношення C макс /s (тобто кількості інформації, що передається на символ) від Р ош, представлений на рис.1.14.
Рис.1.14. Залежність пропускної спроможності від помилок у каналі зв'язку
Думаєте, швидкість вашого широкосмугового підключення до інтернету швидка? Обережно, після прочитання цієї статті ваше ставлення до слова "швидко" щодо передачі може сильно змінитися. Уявіть обсяг вашого жорсткого дискана комп'ютері та визначтеся, яка швидкість його заповнення є швидкою -1 Гбіт/с чи може бути 100 Гбіт/с, тоді 1 терабайтний диск заповниться вже через 10 сек? Якби книга рекордів Гіннеса констатувала рекорди швидкості передачі інформації, то їй би довелося обробити всі наведені далі експерименти.
Наприкінці ХХ ст., тобто відносно недавно, швидкості в магістральних каналах зв'язку не перевищували десятків Гбіт/с. У той же час, користувачі інтернету за допомогою телефонних ліній і модемів насолоджувалися швидкістю в десятки кілобіт за секунду. Інтернет був за картками і ціни на послугу були чималі - тарифи наводилися, зазвичай, в у.о. На завантаження однієї картинки часом навіть витрачалося кілька годин і як точно помітив один з користувачів того інтернету: "Це був інтернет, коли за одну ніч можна було тільки кілька жінок в інтернеті подивитися". Така швидкість передачі повільна? Можливо. Проте варто пам'ятати, що все у світі є відносно. Наприклад, якби зараз був 1839 р., то якоюсь подобою інтернету для нас представляла б найдовша у світі оптична телеграфна лінії зв'язку Петербург-Варшава. Довжина цієї лінії зв'язку для ХIХ століття здається просто захмарною – 1200 км, складається вона із 150 ретранслюючих транзитних вишок. Будь-який громадянин може скористатися цією лінією та надіслати "оптичну" телеграму. Швидкість "колосальна" - 45 символів на відстань 1200 км можна передати лише за 22 хвилини, ніяка кінна поштовий зв'язоктут і поряд не стояла!
Повернемося в ХХI століття і подивимося, що, порівняно з описаними вище часами, ми сьогодні маємо. Мінімальні тарифи у великих провайдерів провідного інтернету обчислюються вже не одиницями, а кількома десятками Мбіт/с; дивитися відео з роздільною здатністю менше 480pi ми вже не хочемо, така якість картинки нас вже не влаштовує.
Подивимося середню швидкістьінтернету у різних країнах світу. Наведені результати складені CDN-провайдером Akamai Technologies. Як видно, навіть у республіці Парагвай вже у 2015 році середня швидкість з'єднання по країні перевищувала 1.5 Мбіт/с (до речі, Парагвай має близький для нас росіян із транслітерації домен - *.py).
На сьогоднішній день середня швидкість інтернет-з'єднань у світі становить 6.3 Мбіт/с. Найбільша середня швидкість спостерігається в Південній Кореї 28.6 Мбіт/с, на другому місці Норвегія –23.5 Мбіт/с, на третьому Швеція – 22.5 Мбіт/с. Нижче наведена діаграма, що показує середню швидкість інтернету по країнах, що лідирують у цьому показнику, на початок 2017 року.
Хронологія світових рекордів швидкостей передачі даних
Оскільки сьогодні незаперечним рекордсменом за дальністю та швидкістю передачі є волоконно-оптичні системи передачі, акцент робитиметься саме на них.
З яких швидкостей усе починалося? Після численних досліджень у період із 1975 по 1980 рр. з'явилася перша комерційна волоконно-оптична система, що працює з випромінюванням на довжині хвилі 0,8 мкм на напівпровідниковому лазері на основі арсеніду галію.
22 квітня 1977 року в Лонг-Біч, штат Каліфорнія, компанія General Telephone and Electronics вперше використала оптичний канал для передачі телефонного трафіку на швидкості 6 Мбіт/с. За такої швидкості можна організувати одночасну передачу до 94 найпростіших цифрових телефонних каналів.
Максимальна швидкість оптичних систем передачі в експериментальних дослідницьких установках цього часу сягала 45 Мбіт/с, максимальна відстань між регенераторами - 10 км.
На початку 1980-х передача світлового сигналу проходила у багатомодових волокнах вже на довжині хвилі 1,3 мкм за допомогою InGaAsP-лазерів. Максимальна швидкість передачі була обмежена значенням 100 Мбіт/свнаслідок дисперсії.
При використанні одномодових ОВ в 1981 при лабораторних випробуваннях домоглися рекордної для того часу швидкості передачі 2 Гбіт/сна відстані 44 км.
Комерційне впровадження таких систем у 1987 році забезпечувало швидкість до 1,7 Гбіт/сз протяжністю траси 50 км.
Як можна було помітити, оцінювати рекорд системи зв'язку варто не тільки за швидкістю передачі, тут також дуже важливо на яку відстань. дана системаздатна забезпечити цю швидкість. Тож характеристики систем зв'язку зазвичай користуються твором загальної пропускної спроможності системи B [біт/с] з її дальність L [км].
У 2001 році при застосуванні технології спектрального ущільнення було досягнуто швидкості передачі 10,92 Тбіт/с(273 оптичні канали по 40 Гбіт/с), але дальність передачі була обмежена значенням 117 км(B∙L = 1278 Тбіт/с∙км).
У цьому ж році було проведено експеримент з організації 300 каналів зі швидкістю 11,6 Гбіт/с кожен (загальна пропускна здатність 3.48 Тбіт/с), довжина лінії склала понад 7380 км(B∙L = 25 680 Тбіт/с∙км).
У 2002 р. було побудовано міжконтинентальну оптична лініяпротяжністю 250 000 кміз загальною пропускною здатністю 2.56 Тбіт/с(64 WDM канали по 10 Гбіт/с, трансатлантичний кабель містив 4 пари волокон).
Тепер за допомогою єдиного оптоволокна можна одночасно передавати 3 мільйони! телефонних сигналів або 90000 сигналів телебачення.
У 2006 р. Nippon Telegraph та Telephone Corporation організували швидкість передачі 14 трильйон біт за секунду ( 14 Тбіт/с) по одному оптичному волокну при довжині лінії 160 км(B∙L = 2240 Тбіт/с∙км).
У цьому експерименті вони публічно продемонстрували передачу за секунду 140 цифрових HD фільмів. Величина 14 Тбіт/с з'явилася об'єднання 140 каналів по 111 Гбіт/с кожен. Використовувалося мультиплексування з розподілом по довжині хвилі, а також поляризаційне ущільнення.
У 2009 р. Bell Labs досягли параметра B∙L = 100 пета біт за секунду помножити на кілометр, подолавши таким чином бар'єр у 100 000 Тбіт/с∙км.
Для досягнення таких рекордних результатів дослідники з лабораторії Bell Labs в Villarceaux, Франція, використали 155 лазерів, кожен з яких працює на своїй частоті та здійснює передачу даних на швидкості 100 Гігабіт на секунду. Передача здійснювалася через мережу регенераторів, середня відстань між якими становила 90 км. Мультиплексування 155 оптичних каналів по 100 Гбіт/с дозволило забезпечити загальну пропускну здатність 15,5 Тбіт/сна відстані 7000 км. Щоб зрозуміти значення цієї швидкості, уявіть, що йде передача даних з Єкатеринбурга до Владивостока зі швидкістю 400 DVD-дисків в секунду.
У 2010 р. NTT Network Innovation Laboratories досягли рекорду швидкості передачі 69.1 терабітв секунду по одному 240-кілометровомуоптичного волокна. Використовуючи технологію хвильового мультиплексування (WDM), вони мультиплексували 432 потоку (частотний інтервал становив 25 ГГц) з канальною швидкістю 171 Гбіт/с кожен.
В експерименті застосовувалися когерентні приймачі, підсилювачі з низьким рівнем власних шумів і з ультраширокосмуговим посиленням в С і розширеному L діапазонах. У поєднанні з модуляцією QAM-16 та поляризаційного мультиплексування, вдалося досягти значення спектральної ефективності 6.4 біт/с/Гц.
На графіку нижче видно тенденцію розвитку волоконно-оптичних систем зв'язку протягом 35 років з початку їх появи.
З цього графіка виникає питання: "а що далі?" Як можна ще в рази підвищити швидкість і дальність передачі?
У 2011 р. світовий рекорд пропускної спроможності встановила компанія NEC, передавши понад 100 терабітів інформації в секунду по одному оптичному волокну. Цього обсягу даних, переданого за 1 секунду, достатньо, щоб переглядати фільми HD безперервно протягом трьох місяців. Або це еквівалентно передачі за секунду вмісту 250 двосторонніх дисків Blu-ray.
101,7 терабітбули передані за секунду на відстань 165 кілометрівза допомогою мультиплексування 370 оптичних каналів, кожен із яких мав швидкість 273 Гбіт/с.
Цього ж року National Institute of Information and Communications Technology (Токіо, Японія) повідомив про досягнення 100-терабного порога швидкості передачі через застосування багатосерцевих ОВ. Замість того, щоб використовувати волокно тільки з однією світлознавчою житловою, як це відбувається в сучасних комерційних мережах, команда використовували волокно з сімома серцевинами. По кожній із них здійснювалася передача зі швидкістю 15.6 Тбіт/с, таким чином, загальна пропускна спроможність досягла 109 терабітза секунду.
Як заявили тоді дослідники, використання багатосерцевих волокон поки є досить складним процесом. Вони мають велике згасання та критичні до взаємних перешкод, тому сильно обмежені за дальністю передачі. Перше застосування таких 100 терабітних систем буде усередині гігантських центрів обробки даних компаній Google, Facebook та Amazon.
У 2011 р. команда вчених із Німеччини з технологічного інституту Karlsruhe Institute of Technology (KIT) без використання технології xWDM передала дані по одному ОВ зі швидкістю 26 терабітза секунду на відстань 50 км. Це еквівалентно передачі в одному каналі одночасно 700 DVD-дисків за секунду або 400 мільйонів телефонних сигналів.
Почали з'являтися нові послуги, такі як хмарні обчислення, тривимірне телебачення високої чіткості та додатки віртуальної реальності, що вимагало безпрецедентної високої ємності оптичного каналу. Для вирішення цієї проблеми дослідники з Німеччини продемонстрували застосування схеми швидкого оптичного перетворення Фур'є для кодування і передачі потоків даних зі швидкістю 26.0 Тбіт/с. Для організації такої високої швидкості передачі була використана не просто класична технологія xWDM, а оптичне мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів (OFDM) і декодування відповідно оптичних OFDM потоків.
У 2012 р. японська корпорація NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) та три її партнери: фірма Fujikura Ltd., університет Hokkaido University та університет Technical University of Denmark встановили світовий рекорд пропускної спроможності. 1000 терабіт (1 Пбіт/ з) інформації в секунду по одному оптичному волокну на відстань 52.4 км. Передача одного петабіту за секунду еквівалентна передачі 5000 двогодинних HD фільмів за одну секунду.
З метою значного поліпшення пропускної спроможності оптичних комунікаційних систем, було розроблено та протестовано волокно з 12-ма серцевинами, розташованих особливим чином у вигляді стільника. В даному волокні завдяки його особливій конструкції взаємні перешкоди між сусідніми серцевиною, які зазвичай є головною проблемою у звичайних багатосерцевих ОВ, значно пригнічені. В результаті застосування поляризаційного мультиплексування, технології xWDM, квадратурної амплітудної модуляції 32-QAM та цифрового когерентного прийому, вчені успішно підвищили ефективність передачі в розрахунку на одну серцевину більш ніж у 4 рази, порівняно з попередніми рекордами для багатосерцевих ОВ.
Пропускна спроможність склала 84.5 терабіт на секунду на одну серцевину (швидкість каналу 380 Гбіт/с х 222 каналів). Загальна пропускна здатність на одне волокно склала 1.01 петабіт за секунду (12 х 84.5 терабіт).
Також у 2012 р. трохи пізніше дослідники з лабораторії NEC у Прінстоні, Нью-Джерсі, США та Нью-Йоркського науково-дослідного центру Corning Inc. успішно продемонстрували надвисоку швидкість передачі даних зі швидкістю 1.05 петабітза секунду. Дані передавалися за допомогою одного багатосерцевого волокна, яке складалося з 12 одномодових і 2 маломодових серцевини.
Дане волокно розробили дослідниками Corning. Об'єднавши технології спектрального та поляризаційного поділу з просторовим мультиплексуванням та оптичною системою MIMO, а також використовуючи багаторівневі формати модуляції, дослідники в результаті досягли загальної пропускної спроможності 1.05 Пбіт/с, поставивши, таким чином, новий світовий рекорд найвищої швидкості передачі по одному оптичному волокну.
Влітку 2014 року робоча група в Данії, використовуючи нове волокно, запропоноване японською компанією Telekom NTT, встановила новий рекорд - організувавши за допомогою одного лазерного джерела швидкість. 43 Тбіт/с. Сигнал від одного лазерного джерела передавався по волокну із сімома серцевинами.
Команда Данського технічного університетуРазом з NTT і Fujikura раніше вже досягала найвищої у світі швидкості передачі в один петабіт на секунду. Однак тоді було використано сотні лазерів. Зараз рекорд у 43 Тбіт/с був досягнутий за допомогою одного лазерного передавача, що робить систему передачі більш енергоефективною.
Як ми переконалися, у зв'язку з цим є свої цікаві світові рекорди. Для новачків у цій галузі варто відзначити, що багато представлених цифр досі не зустрічаються повсюдно в комерційній експлуатації, оскільки були досягнуті в наукових лабораторіях у поодиноких експериментальних установках. Однак і стільниковий телефонколись був зразком.
Щоб не перевантажувати носій інформації, поки зупинимо поточний потік даних.
Далі буде…
Швидкість інтернету – це обсяг інформації, прийнятої та переданої комп'ютером за проміжок часу. Зараз цей параметр найчастіше вимірюється в Мегабітах за секунду, але це не єдина величина, також можуть використовуватися кілобіти за секунду. Гігабіти поки що у повсякденному житті не використовуються.
У той же час, розмір переданих файлів вимірюється зазвичай у байтах, але не береться до уваги час. Наприклад: Байти, Мбайти або Гбайти.
Дуже просто порахувати час, за який вдасться завантажити файл із мережі, використовуючи просту формулу. Найменша кількість інформації – це біт. Потім йде байт, у якому міститься 8 біт інформації. Таким чином швидкість 10 Мегабіт за секунду (10/8 = 1,25) дозволяє передати 1,25 Мбайта за секунду. Ну а 100 Мбіт/сек - 12,5 мегабайт (100/8) відповідно.
Також можна розрахувати, за скільки завантажити файл певного розміру з інтернету. Наприклад, фільм в 2 Гб, що завантажується зі швидкість 100 Мегабіт в секунду, можна скачати за 3 хвилини. 2 Гб – це 2048 мегабайт, які слід поділити на 12,5. Отримаємо 163 секунди, що дорівнює приблизно 3 хвилин.
На жаль, не всі знайомі з одиницями, в яких прийнято вимірювати інформацію, тому згадаємо основні одиниці:
1 байт – це 8 біт
1 Кілобайт (Кб) відповідає 1024 байти
1 Мегабайт (Мб) дорівнює 1024 Кб
1 Гігабайт (Гб) відповідно дорівнює 1024 Мб
1 Терабайт - 1024 Гб
Що впливає на швидкість
Те, з якою швидкістю працюватиме інтернет на пристрої, залежить насамперед:
Від тарифного плану, що надається провайдером
Від пропускної спроможності каналу. Часто провайдер надає загальну швидкість абонентам. Тобто канал ділиться на всіх, і якщо всі користувачі активно використовують мережу, то швидкість може знижуватися.
Від розташування та налаштувань сайту, до якого звертається користувач. Деякі ресурси мають обмеження та не дозволяють перевищувати певний поріг при завантаженні. Також сайт може знаходитись на іншому континенті, що також вплине на завантаження. 
На швидкість передачі даних у деяких випадках впливають як зовнішні, так і внутрішні фактори, серед яких:
Розташування сервера, якого йде звернення
Налаштування та ширина канал Wi-Fi роутераякщо підключення відбувається «по повітрю»
Програми, запущені на пристрої
Антивіруси та фаєрволи
Налаштування ОС та ПК
