Rýchlosť dátového prenosu cez komunikačný kanál sa meria počtom bitov informácií prenášaných za jednotku času - sekundu.
Jednotka merania rýchlosti prenosu dát je bitov za sekundu.
Poznámka. Bežne používanou mernou jednotkou rýchlosti je prenosová rýchlosť. Baud je počet zmien stavu prenosového média za sekundu. Pretože každá zmena stavu môže zodpovedať niekoľkým bitom dát, skutočná rýchlosť v bitoch za sekundu môže prekročiť prenosovú rýchlosť.
Rýchlosť dátového prenosu závisí od typu a kvality komunikačného kanálu, typu použitých modemov a použitej metódy synchronizácie.
Takže pre asynchrónne modemy a telefónny komunikačný kanál je rozsah rýchlostí 300-9600 bit / s a \u200b\u200bpre synchrónne modemy - 1200-19200 bit / s.
Pre používateľov počítačových sietí nezáleží na abstraktných bitoch za sekundu, ale na informáciách, ktorých jednotkou merania sú byty alebo znaky. Výhodnejšou charakteristikou kanála je preto jeho kapacita, ktorá sa odhaduje podľa počtu znakov prenášaných cez kanál za jednotku času - sekundu. V takom prípade sú všetky servisné symboly zahrnuté v správe. Teoretická šírka pásma je určená rýchlosťou prenosu dát. Skutočná šírka pásma závisí od mnohých faktorov, vrátane spôsobu prenosu, kvality komunikačného kanálu a podmienok jeho fungovania a štruktúry správ.
Jednotkou merania priepustnosti komunikačného kanálu je znak za sekundu.
Základnou charakteristikou komunikačného systému akejkoľvek siete je spoľahlivosť prenášaných informácií. Pretože na základe spracovania informácií o stave kontrolného objektu sa rozhoduje o konkrétnom priebehu procesu, osud objektu môže v konečnom dôsledku závisieť od spoľahlivosti informácií. Spoľahlivosť prenosu informácií sa odhaduje ako pomer počtu chybne prenesených znakov k celkovému počtu prenesených znakov. Požadovanú úroveň spoľahlivosti by mal zabezpečovať hardvér aj komunikačný kanál. Je nepraktické používať drahé zariadenie, ak komunikačný kanál nespĺňa potrebné požiadavky vzhľadom na úroveň spoľahlivosti.
Jednotka platnosti: počet chýb na znak - chyby / znak.
Pre počítačové siete by mal byť tento indikátor v rozmedzí 10-6 -10-7 chýb / znamienka, t.j. jedna chyba na milión prenesených znakov alebo desať miliónov prenesených znakov.
Nakoniec je spoľahlivosť komunikačného systému určená buď zlomkom doby prevádzkyschopnosti z celkového prevádzkového času, alebo priemernou dobou prevádzkyschopnosti. Druhá charakteristika umožňuje efektívnejšie hodnotiť spoľahlivosť systému.
Jednotka spoľahlivosti: MTBF - hodina.
Pre počítačové siete by mal byť MTBF dostatočne veľký a najmenej niekoľko tisíc hodín.
V prípade rýchlostí prenosu informácií sú tieto „pekné čísla“ mätúce. Samozrejme, situácia je tu stále iná - jedná sa o zámenu medzi štandardom (kde je rýchlosť pomenovaná podľa toho, aká je na úrovni dátového spojenia) a realitou, ale význam je veľmi podobný: údaj na nálepke nezodpovedá tomu, čo vidíte po zapnutí počítača. Pokúsme sa to vyriešiť s týmto zmätkom.
Existujú dva typy pripojenia - káblové a bezdrôtové bezdrôtové pripojenie.
Káblové pripojenie.
V takom prípade sú najmenšie problémy s číslami. Pripojenie sa uskutočňuje rýchlosťou 10, 100 alebo 1 000 megabitov (1 gigabit) za sekundu. Nie je to „rýchlosť internetu“, ani rýchlosť otvárania stránok alebo sťahovania súborov. Takýto kábel spája iba rýchlosť medzi dvoma bodmi. Z vášho počítača môže kábel smerovať k smerovaču (modemu), k inému počítaču alebo k vchodu, k zariadeniu poskytovateľa, avšak v každom prípade táto rýchlosť iba naznačuje, že spojenie medzi týmito dvoma bodmi nastalo stanovenou rýchlosťou.
Rýchlosť dátového prenosu nie je obmedzená iba typom kábla, ale tiež pomerne výrazne rýchlosťou vášho pevného disku. Na gigabitovom pripojení bude rýchlosť prenosu súborov závisieť od tejto hodnoty a skutočných 120 MB za sekundu je možné dosiahnuť iba v niektorých prípadoch.
Rýchlosť pripojenia sa vyberá automaticky podľa toho, ako sa vaše pripojené zariadenia „zhodujú“, podľa najpomalšieho z nich. Ak máte gigabitovú sieťovú kartu (a teraz je väčšina z nich v počítačoch) a na druhej strane je 100 megabitové zariadenie, bude rýchlosť pripojenia nastavená na 100 Mbit. Nie je potrebné robiť žiadne ďalšie nastavenia rýchlosti. Ak je to potrebné, znamená to, že sa vyskytol problém s káblom alebo so zariadením, ktoré máte, alebo na opačnom konci, a preto sa maximálna rýchlosť nenastavuje automaticky.
Bezdrôtové pripojenie.
Ale s týmto typom spojenia je oveľa viac problémov a zmätku. Faktom je, že s bezdrôtovým pripojením je rýchlosť prenosu dát približne dvakrát nižšia, ako hovorí štandardný údaj. Ako to vyzerá v reálnych dátach - pozri tabuľku.
| Štandardné | Frekvencia a šírka pásma | Štandardná rýchlosť | Skutočná rýchlosť prenosu súborov | Ďalšie informácie |
| Wi-Fi 802.11 a | 5 GHz (20 MHz) | 54 mbit / s | V súčasnosti sa zriedka používa v spotrebiteľských zariadeniach, nachádza sa v sieťach poskytovateľov. | |
| Wi-Fi 802.11 b | 2,4 GHz (20 MHz) | 11 mbit / s | ok. 0,6 megabajtov (4,8 megabitov) za sekundu | V súčasnosti sa používa iba na komunikáciu medzi počítačmi (Ad-Hoc) |
| Wi-Fi 802.11 g | 2,4 GHz (20 MHz) | 54 mbit / s | ok. 3 megabajty (24 megabitov) za sekundu | Zatiaľ najbežnejší typ pripojenia. |
| Wi-Fi 802.11 n | 2,4 GHz / 5 GHz (20 MHz / 40 MHz) | 150, 300, 600 mbit / s | 5 - 10 megabajtov za sekundu. | Bežne 1 stream (anténa) - 150 megabitov, smerovač (sieť) so 4 anténami podporuje 600 Mbps |
Ako vidíte, všetko je veľmi smutné a škaredé a vychvaľované „N“ sa ani zďaleka nepribližuje k číslam, ktoré by som rád videl. Táto rýchlosť je navyše zabezpečená v takmer ideálnych podmienkach prostredia: žiadne rušenie, žiadne kovové steny medzi smerovačom a počítačom (lepšia viditeľnosť) a čím kratšia je vzdialenosť, tým lepšie. V typickom trojizbovom byte v železobetónovej budove môže byť bezdrôtový prístupový bod nainštalovaný v zadnej časti bytu z opačnej strany takmer nepolapiteľný. Štandard „N“ poskytuje najlepšie pokrytie a táto výhoda je pre mňa osobne dôležitejšia ako rýchlosť; a vysoko kvalitné pokrytie má dobrý vplyv na rýchlosť: ak je rýchlosť prenosu dát pri použití zariadenia s „G“ 1 megabit, iba použitie „N“ ju môže niekoľkonásobne zvýšiť. Nie je to však vôbec skutočnosť, že to tak bude vždy - je to v rozmedzí, v niektorých prípadoch takýto prepínač nedáva výsledok.
Na rýchlosť má vplyv aj výkon zariadenia, ktoré distribuuje internet (router, prístupový bod). Pri aktívnom využívaní torrentov môže napríklad rýchlosť prenosu dát cez router výrazne klesnúť - jeho procesor si s dátovým tokom jednoducho nevie rady.
Zvolený typ šifrovania tiež ovplyvňuje rýchlosť. Už od samotného názvu je zrejmé, že „šifrovanie“ je spracovanie údajov na ich kódovanie. Môžu sa použiť rôzne metódy šifrovania, a preto je výkon zariadenia, ktoré toto šifrovanie-dešifrovanie vykonáva, odlišný. Preto sa odporúča nastaviť v parametroch bezdrôtovej siete typ šifrovania WPA2 - v súčasnosti ide o najrýchlejší a najbezpečnejší typ šifrovania. Podľa normy v skutočnosti žiadny iný typ šifrovania nedovolí, aby sa „N“ zaplo na „plný výkon“, ale niektoré čínske smerovače pľujú na štandardy.
Ešte jeden bod. Aby ste mohli plne využívať výhody štandardu N (najmä pre zariadenia podporujúce MIMO), musí byť prístupový bod nastavený do režimu „Iba N“. 
Ak ste si vybrali režim „G + N Mixed“ (akýkoľvek „zmiešaný“ režim), je veľká šanca, že sa vaše zariadenia nebudú pokúšať pripojiť maximálnou rýchlosťou. Toto je platba za kompatibilitu štandardov. Ak vaše zariadenia podporujú „N“, zabudnite na ďalšie režimy - prečo stratiť ponúkané výhody? Používanie hardvéru G aj N v tej istej sieti vás o ne pripraví. Existujú však smerovače, ktoré majú dva vysielače a umožňujú vám pracovať v dvoch rôznych frekvenčných rozsahoch súčasne, ale je to dosť zriedkavé a ich cena je oveľa vyššia (napríklad Asus RT-N56U).
Ostatné typy pripojenia.
Okrem popísaných samozrejme existujú aj iné typy pripojenia. Zastaraná možnosť - pripojenie koaxiálnym káblom, neobvyklá možnosť pripojenia cez elektrickú sieť budovy, veľa možností pripojenia pomocou mobilných sietí - 3G, nové LTE, pomerne neobvyklé WiMAX. Akýkoľvek z týchto typov pripojenia má rýchlostné charakteristiky a ktorýkoľvek z nich pracuje s konceptom „rýchlosť TO“. Nie ste oklamaní (dobre, nie sú klamaní formálne), ale má zmysel venovať pozornosť týmto číslam a pochopiť, čo znamenajú v skutočnosti.
Jednotky.
Tam je zmätok spôsobený nesprávnym použitím jednotiek. Pravdepodobne je to téma pre ďalší článok (o sieťach a pripojeniach, ktorý čoskoro napíšem), ale napriek tomu tu (komprimovaný) bude na mieste.
V počítačovom svete je prijatý binárny číselný systém. Najmenšia jednotka merania je bitová. Ďalej je bajt.
Vzostupne:
1 bajt \u003d 8 bitov
1024 bitov \u003d 1 kilobitov (kb)
8 kilobitov \u003d 1 kilobajt (KB)
128 kilobajtov \u003d 1 megabitov (MB)
8 megabitov \u003d 1 megabajt (MB)
1024 kilobajtov \u003d 1 megabajt (MB)
128 megabajtov \u003d 1 gigabit (gb)
8 gigabitov \u003d 1 gigabajt (GB)
1024 megabajtov \u003d 1 gigabajt (GB)
Zdá sa, že je všetko jasné. Ale! Zrazu sa ukáže, že aj tu panuje zmätok. Wikipedia hovorí:
Pri označovaní rýchlostí telekomunikačných pripojení napríklad 100 Mbit / s v štandarde 100BASE-TX („medený“ Fast Ethernet) zodpovedá prenosovej rýchlosti presne 100 000 000 bit / s a \u200b\u200b10 Gbit / s v štandarde 10GBASE-X (Ten Gigabit Ethernet) - 10 000 000 000 bit / s.
Komu veriť? Rozhodnite sa sami, čo je pre vás pohodlnejšie, prečítajte si rovnakú Wikipédiu. Faktom je, že to, čo je napísané na Wikipédii, nie je konečná pravda, je to napísané ľuďmi (v skutočnosti tam môže niečo napísať ktokoľvek). Ale v učebniciach (najmä v učebnici "Počítačové siete" od Olifer V.G., Olifer N.A.) - normálny, binárny počet, a 100 megabitov - 12,5 megabajtov, čo je 12 megabajtov, ktoré uvidíte pri sťahovaní súboru. na 100-megabitovej LAN, v takmer akomkoľvek programe.
Rôzne programy zobrazujú rýchlosť rôznymi spôsobmi - niektoré v kilobajtoch, iné v kilobitoch. Formálne, keď hovoríme o * bajtoch, vloží sa veľké písmeno, asi * bitov - malých (zápis KB (KB, niekedy kB alebo KB alebo KB)) - znamená „kilobajt“, kb (kb alebo kbit) - „kilobit“ , atď.), ale nejde o pevné pravidlo.
Volá sa množstvo informácií prenášaných cez kanál za jednotku času rýchlosť prenosu informácií.
Rýchlosť prenosu informácií komunikačnými kanálmi sa odhaduje podľa počtu informačných bitov prenášaných k príjemcovi do jednej sekundy ( bit / s).
Všimnite si, že v prvých fázach vývoja telekomunikácií poskytla každá zmena informačného parametra nosného signálu prijímaču jeden bit informácií a prenosová rýchlosť sa odhadovala na baud (napríklad sa používal na odhad prenosovej rýchlosti telegrafných údajov, v ktorých každý „elementárny“ signál niesol jeden bit informácií). Dnes sa odhaduje prenosová rýchlosť na bit / s, pretože každá zmena v informačnom parametri signálu moderných prostriedkov na prenos dát môže prenášať informácie v niekoľkých bitoch.
Ak zo zdroja AT sa prenáša komunikačný kanál s znakov na jednotku času a priemerné množstvo informácií na znak sa rovná H (B), potom rýchlosť prenosu informácií: С \u003d s H (B).
V prípade digitálnych signálov (za predpokladu, že sú rovnako pravdepodobné a nezávislé) je maximálna entropia pre zdroj AT s počtom znakov abecedy m je určené vzorcom H (B) max \u003d log 2 m.
Hovorí sa maximálna možná rýchlosť prenosu dát priepustnosťkomunikačný kanál. Je určená hodnotou
G \u003d C max \u003d s log 2 m.
Vzorce s premenlivou šírkou pásma závisia od množstva fyzikálnych charakteristík komunikačnej linky, sily zdroja správ a šumu v komunikačnom kanáli.
Priepustnosť nie je daná iba fyzikálnymi charakteristikami vodivého média (vyvážené, koaxiálne alebo optické káble, krútený pár atď.), Ale aj spektrom prenášaných signálov. Najdôležitejšie fyzické vlastnosti komunikačných spojení sú útlm a šírka pásma.
Parametre komunikačnej linky sa zvyčajne odhadujú vo vzťahu k sínusovým signálom. Ak na jeden koniec komunikačnej linky (ktorá nemá zosilňovače) aplikujeme sínusový signál pevnej frekvencie a amplitúdy, potom na druhom konci dostaneme zoslabený signál, t.j. ktoré majú menšiu amplitúdu.
Útlm charakterizuje pokles amplitúdy alebo výkonu signálu, keď komunikačnou linkou prechádza signál určitej frekvencie alebo frekvenčného rozsahu. Pre drôtové káble sa meria v decibeloch na meter a počíta sa podľa vzorca:
A \u003d 10 lg 10 P výstup / P vstup,
kde P out a P in sú výkon signálu na vstupe a výstupe vedenia v 1 m.
Útlm závisí od frekvencie signálu. Na obr. 1.13 ukazuje typickú formu frekvenčnej odozvy charakterizujúcej útlm signálov rôznych frekvencií. Čím nižší je modul útlmu, tým lepšia je komunikačná linka (logaritmus čísla menšieho ako 1 je vždy záporné číslo).
Útlm je najdôležitejším parametrom komunikačných liniek v počítačových sieťach a normy stanovujú štandardné hodnoty útlmu pre rôzne typy káblov používaných pri kladení počítačových sietí. Takže kábel vo forme krútenej dvojlinky kategórie 5 pre vnútorné vedenie musí mať útlm najmenej -23,6 dB a kategórie 6 - najmenej 20,6 pri frekvencii 100 MHz s dĺžkou vedenia 100 m. Typické hodnoty útlmu káblov založené na optickom vlákne : 0,15 až 3 dB vo vzdialenosti 1000 m.
Šírka pásma - spojitý rozsah frekvencií, pre každý z ktorých nie je pomer amplitúdy výstupného signálu k amplitúde vstupného signálu menší ako určitá hodnota. Často sa tento pomer rovná 0,5 (pozri obr. 1.13). Merané v hertzoch (Hz). Rozdiel v hodnotách extrémnych frekvencií rozsahu sa nazýva šírka pásma.
Vlastne, šírka pásma Je frekvenčný interval používaný týmto komunikačným kanálom na prenos signálov. Pre rôzne výpočty je dôležité poznať maximálnu hodnotu frekvencie z daného pásma (n m), pretože práve táto frekvencia určuje možnú rýchlosť prenosu dát cez kanál.
Vysielače signálu, ktoré vysielajú signály na komunikačnú linku (napríklad adaptér alebo modem), sa vyznačujú znakom moc... Úroveň výkonu signálu sa určuje v decibeloch na 1 mW podľa vzorca (takáto výkonová jednotka sa označuje ako dBm):
p \u003d 10 lgP (dBm), kde P je výkon v mW.
Dôležitou charakteristikou drôtových komunikačných vedení (napríklad pre koaxiálny kábel) je vlnová impedancia... Toto je celkový (komplexný) odpor, s ktorým sa stretáva elektromagnetické vlnenie určitej frekvencie šíriace sa pozdĺž kábla. Merané v ohmoch. Na zníženie útlmu je potrebné, aby výstupná charakteristická impedancia vysielača bola približne rovnaká ako charakteristická impedancia komunikačnej linky.
Obrázok 1.13. Amplitúdovo-frekvenčná odozva komunikačného kanála
Je známe, že signál ľubovoľného tvaru je možné získať súčtom niekoľkých sínusových signálov s rôznymi frekvenciami a amplitúdami. Množina frekvencií, ktoré sa musia sčítať, aby sa získal daný signál, sa nazýva spektrum signálu. Ak sú niektoré frekvencie zo spektra silne utlmené, prejaví sa to na tvare signálu. Je zrejmé, že kvalita prenosu signálu významne závisí od šírky pásma. Takže podľa štandardov pre vysokokvalitný prenos telefónnych hovorov musí mať komunikačná linka šírku pásma najmenej 3 400 Hz.
Existuje vzťah medzi šírkou pásma a maximálnou šírkou pásma, ktorý stanovil K. Shannon:
G \u003d F log 2 (1 + P c / P w) bit / s, kde
G je maximálna šírka pásma, F je šírka pásma v Hz, P s je výkon signálu, P w je výkon šumu.
Určenie sily a šumu signálu je pomerne veľká výzva. Existuje však ďalší vzorec, ktorý získal Nyquist pre prípad diskrétnych signálov, ktorý je možné použiť, keď je známy počet stavov informačného parametra:
G \u003d 2 F log 2 M (bit / s),
kde F je šírka pásma v Hz, M je počet možných stavov informačného parametra. Z tohto vzorca vyplýva, že keď M \u003d 2 (tj. Keď každá zmena v parametri signálu nesie jeden bit informácií), šírka pásma sa rovná dvojnásobku šírky pásma.
Ak interferencia (šum) ovplyvňuje prenášané znaky, niektoré z nich môžu byť skreslené. Potom, berúc do úvahy predtým dané vzorce pre entropiu, množstvo prijatých informácií a podľa toho sa zníži šírka pásma komunikačného kanálu.
V prípade prenosu rovnocenných digitálnych symbolov a rovnakých pravdepodobností výmeny pri prenose hodnôt 1 (0) do falošných 0 (1) je maximálna priepustnosť Cmax \u003d s × \u003d s ×, kde P chyba je pravdepodobnosť chyby.
Na obr. 1.14 je znázornený graf znázorňujúci formu závislosti pomeru C max / s (t. J. Množstvo prenášanej informácie na symbol) na P osh.
Obrázok 1.14. Závislosť šírky pásma od chýb v komunikačnom kanáli
Myslíte si, že vaše širokopásmové pripojenie na internet je rýchle? Pozor, po prečítaní tohto článku sa váš postoj k slovu „rýchly“ v súvislosti s prenosom údajov môže veľa zmeniť. Predstavte si veľkosť pevného disku v počítači a rozhodnite sa, aká je jeho rýchlosť plnenia rýchla - 1 Gb / s alebo možno 100 Gb / s, potom sa 1 terabajtový disk zaplní za 10 sekúnd? Keby Guinnessova kniha rekordov uvádzala záznamy o rýchlosti prenosu informácií, potom by musela spracovať všetky nižšie uvedené experimenty.
Na konci dvadsiateho storočia, teda relatívne nedávno, rýchlosti v hlavných komunikačných kanáloch nepresiahli desiatky Gbit / s. Používatelia internetu využívajúci telefónne linky a modemy si zároveň užívali rýchlosť desiatok kilobitov za sekundu. Internet bol na kartách a ceny za službu boli dosť vysoké - tarify sa zvyčajne uvádzali v USD. Stiahnutie jedného obrázka niekedy trvalo aj niekoľko hodín a ako jeden z vtedajších používateľov internetu presne poznamenal: „Bol to internet, keď ste za jednu noc mohli na internete sledovať iba pár žien.“ Je táto rýchlosť prenosu dát pomalá? Možno. Je však potrebné pripomenúť, že všetko na svete je relatívne. Napríklad, ak by to bolo teraz v roku 1839, potom by pre nás najdlhšia optická telegrafická komunikačná linka na svete Petersburg - Varšava predstavovala akýsi internet. Dĺžka tejto komunikačnej linky pre devätnáste storočie sa zdá byť jednoducho transcendentálna - 1 200 km, pozostáva zo 150 preložných tranzitných veží. Túto linku môže použiť ktorýkoľvek občan a poslať „optický“ telegram. Rýchlosť je „kolosálna“ - 45 znakov na vzdialenosť 1 200 km sa dá preniesť len za 22 minút, nikde tu nebola poštová služba pre koňa!
Vráťme sa do XXI storočia a pozrime sa, čo dnes máme v porovnaní s vyššie popísanou dobou. Minimálne tarify pre veľkých poskytovateľov káblového internetu sa už nepočítajú v jednotkách, ale v niekoľkých desiatkach Mbps; nechceme sa dívať na video s rozlíšením menším ako 480pi, táto kvalita obrazu nám už nevyhovuje.
Pozrime sa na priemernú rýchlosť internetu v rôznych krajinách sveta. Prezentované výsledky zostavil poskytovateľ CDN Akamai Technologies. Ako vidíte, aj v Paraguajskej republike už v roku 2015 priemerná rýchlosť pripojenia v krajine presiahla 1,5 Mbit / s (mimochodom, Paraguay má doménu, ktorá je v prepisoch nám Rusom blízka - * .py).
Dnes je priemerná rýchlosť internetového pripojenia na svete 6,3 Mbps... Najvyššia priemerná rýchlosť sa pozoruje v Južnej Kórei s rýchlosťou 28,6 Mbit / s, na druhom mieste je Nórsko s 23,5 Mbit / s a \u200b\u200bna treťom mieste je Švédsko s 22,5 Mbit / s. Nižšie je uvedený graf ukazujúci priemernú rýchlosť internetu v popredných krajinách v tomto ukazovateli na začiatku roka 2017.
Chronológia svetových dátových rýchlostí
Pretože dnes sú prenosové systémy z optických vlákien nespochybniteľným držiteľom rekordov z hľadiska rozsahu a prenosovej rýchlosti, dôraz sa bude klásť na ne.
Akými rýchlosťami sa to všetko začalo? Po početných štúdiách v rokoch 1975 až 1980. sa objavil prvý komerčný systém z optických vlákien pracujúci na vlnovej dĺžke 0,8 μm na polovodičovom laseri na báze arzenidu gália.
Dňa 22. apríla 1977 v Long Beach v Kalifornii spoločnosť General Telephone and Electronics prvýkrát použila optický kanál na prenos telefónnej prevádzky na adrese 6 Mbps... Pri tejto rýchlosti je možné organizovať súčasný prenos až 94 najjednoduchších digitálnych telefónnych kanálov.
Dosiahla sa maximálna rýchlosť optických prenosových systémov v experimentálnych výskumných zariadeniach tejto doby 45 Mb / s, maximálna vzdialenosť medzi regenerátormi je 10 km.
Na začiatku 80. rokov došlo k prenosu svetelného signálu vo multimódových vláknach už pri vlnovej dĺžke 1,3 μm pomocou laserov InGaAsP. Maximálna rýchlosť prenosu bola obmedzená hodnotou 100 Mbps v dôsledku disperzie.
Pri použití single-mode optických vlákien v roku 1981 sa v laboratórnych testoch dosiahla rekordná prenosová rýchlosť pre tento čas 2 Gbps na diaľku 44 km.
Komerčné zavedenie takýchto systémov v roku 1987 poskytlo rýchlosť až 1,7 Gb / s s dĺžkou trasy 50 km.
Ako vidíte, stojí za to vyhodnotiť záznam komunikačného systému nielen z hľadiska prenosovej rýchlosti, je tiež mimoriadne dôležité, na akú vzdialenosť je tento systém schopný túto rýchlosť poskytnúť. Preto sa na charakterizáciu komunikačných systémov zvyčajne používa súčin celkovej kapacity systému B [bit / s] a jej dosahu L [km].
V roku 2001 bola pomocou technológie WDM prenosová rýchlosť 5 000 10,92 Tbit / s (273 optických kanálov pri 40 Gb / s), ale rozsah prenosu bol limitovaný hodnotou 117 km (B ∙ L \u003d 1278 Tbit / s ∙ km).
V tom istom roku sa uskutočnil experiment s organizáciou 300 kanálov s rýchlosťou každý 11,6 Gbit / s (celková šírka pásma). 3,48 Tbit / s), dĺžka riadku skončila 7380 km (B ∙ L \u003d 25 680 Tbit / s ∙ km).
V roku 2002 bola postavená medzikontinentálna optická linka v dĺžke 250 000 km s celkovou šírkou pásma 2,56 Tbit / s (64 WDM kanálov pri 10 Gbit / s, transatlantický kábel obsahoval 4 páry vlákien).
Teraz je možné prenášať 3 milióny súčasne pomocou jedného vlákna! telefónne signály alebo 90 000 televíznych signálov.
V roku 2006 spoločnosť Nippon Telegraph and Telephone Corporation stanovila prenosovú rýchlosť 14 biliónov bitov za sekundu ( 14 Tbps) jedno optické vlákno na dĺžke linky 160 km (B ∙ L \u003d 2240 Tbit / s ∙ km).
V tomto experimente verejne demonštrovali prenos 140 digitálnych HD filmov za jednu sekundu. Hodnota 14 Tbit / s sa objavila v dôsledku kombinácie 140 kanálov, každý s rýchlosťou 111 Gbit / s. Použil sa multiplexing s delením vlnových dĺžok a polarizačný multiplex.
V roku 2009 dosiahli laboratóriá Bell Labs B ∙ L \u003d 100 peta bitov za sekundu na kilometer, čím prelomili hranicu 100 000 Tbit / s ∙ km.
Na dosiahnutie týchto rekordných výsledkov použili vedci v laboratóriách Bell Labs vo francúzskom Villarceaux 155 laserov, z ktorých každý pracoval na inej frekvencii a prenášali údaje rýchlosťou 100 gigabitov za sekundu. Prenos sa uskutočňoval prostredníctvom siete regenerátorov, ktorých priemerná vzdialenosť bola 90 km. Multiplexovanie 155 optických kanálov pri rýchlosti 100 Gb / s umožnilo poskytnúť celkovú šírku pásma 15,5 Tbit / s na diaľku 7000 km... Aby ste pochopili význam tejto rýchlosti, predstavte si, že sa dáta prenášajú z Jekaterinburgu do Vladivostoku rýchlosťou 400 DVD za sekundu.
V roku 2010 NTT Network Innovation Laboratories vytvorili rekord v prenosovej rýchlosti 69,1 terabitov za sekundu jeden po druhom 240 km optické vlákno. Pomocou technológie multiplexovania s delením vlnových dĺžok (WDM) multiplexovali 432 prúdov (s frekvenčným rozstupom 25 GHz) pri rýchlosti kanálov 171 Gb / s.
V experimente sme použili koherentné prijímače, zosilňovače s nízkou úrovňou vnútorného šumu a s ultraširokopásmovým zosilnením v pásmach C a rozšírené L. V kombinácii s moduláciou QAM-16 a polarizačným multiplexovaním sa ukázalo, že dosahuje spektrálnu účinnosť 6,4 bit / s / Hz.
Nasledujúci graf ukazuje vývojový trend komunikačných systémov z optických vlákien za 35 rokov od ich vzniku.
Z tohto grafu vyplýva otázka: „čo ďalej?“ Ako môžete niekoľkonásobne zvýšiť rýchlosť a dosah prevodovky?
V roku 2011 stanovil NEC svetový rekord v priepustnosti, ktorý prenášal viac ako 100 terabitov informácií za sekundu cez jediné optické vlákno. Toto množstvo dát prenesených za 1 sekundu stačí na nepretržité sledovanie filmov vo vysokom rozlíšení po dobu troch mesiacov. Alebo je to ekvivalent prenosu 250 obojstranných diskov Blu-ray za sekundu.
101,7 terabitov boli prenesené za sekundu na diaľku 165 kilometrov multiplexovaním 370 optických kanálov, z ktorých každý mal rýchlosť 273 Gbit / s.
V tom istom roku oznámil Národný inštitút informačných a komunikačných technológií (Tokio, Japonsko) dosiahnutie prahovej hodnoty 100 terab prenosovej rýchlosti pomocou viacjadrového vlákna. Namiesto použitia vlákna iba s jedným vláknom vedúcim svetlo, ako je to v prípade moderných komerčných sietí, tím použil sedemjadrové vlákno. Každý z nich vysielal rýchlosťou 15,6 Tbit / s, čím sa dosiahla celková priepustnosť 109 terabitov za sekundu.
Ako potom povedali vedci, použitie viacjadrových vlákien je stále dosť komplikovaný proces. Majú veľký útlm a sú rozhodujúce pre vzájomné rušenie, preto sú v oblasti prenosu veľmi obmedzené. Prvá aplikácia týchto 100 terabitových systémov bude v obrovských dátových centrách Google, Facebook a Amazon.
V roku 2011 tím vedcov z Nemecka z Technologického inštitútu v Karlsruhe (KIT) bez použitia technológie xWDM prenášal dáta cez jeden OF rýchlosťou 26 terabitov za sekundu na vzdialenosť 50 km... To je ekvivalent 700 DVD za sekundu alebo 400 miliónov telefónnych signálov súčasne na jednom kanáli.
Začali vznikať nové služby ako cloud computing, 3D televízia s vysokým rozlíšením a aplikácie pre virtuálnu realitu, ktoré si opäť vyžadovali nevídanú vysokú optickú kapacitu. Na vyriešenie tohto problému vedci z Nemecka demonštrovali použitie optickej schémy FFT na kódovanie a prenos dátových tokov rýchlosťou 26,0 Tbit / s. Na usporiadanie takej vysokej prenosovej rýchlosti sa nepoužila iba klasická technológia xWDM, ale aj optické multiplexovanie s ortogonálnym frekvenčne deleným multiplexovaním (OFDM) a podľa toho aj dekódovanie optických tokov OFDM.
V roku 2012 dosiahla japonská NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) a jej traja partneri, Fujikura Ltd., Hokkaido University a Technical University of Denmark, rekord v šírke pásma prekonaním 1000 terabit (1 Pbit/ od) informácie za sekundu na jednom optickom vlákne na diaľku 52.4 km... Prenos jedného petabitu za sekundu sa rovná prenosu 5 000 dvojhodinových HD filmov za sekundu.
Aby sa výrazne zlepšila priepustnosť optických komunikačných systémov, bolo vyvinuté a testované vlákno s 12 jadrami, usporiadané zvláštnym spôsobom vo forme plástu. V tomto vlákne je vďaka svojej špeciálnej konštrukcii významne potlačené vzájomné rušenie medzi susednými jadrami, ktoré je zvyčajne hlavným problémom konvenčných viacjadrových optických vlákien. V dôsledku použitia polarizačného multiplexovania, technológie xWDM, 32-QAM a digitálneho koherentného príjmu vedci úspešne zvýšili účinnosť prenosu na jadro viac ako štvornásobne, v porovnaní s predchádzajúcimi záznamami o viacjadrových optických vláknach.
Priepustnosť bola 84,5 terabitov za sekundu na jadro (rýchlosť kanálu 380 Gbit / s x 222 kanálov). Celková priepustnosť na vlákno bola 1,01 petbitov za sekundu (12 x 84,5 terabitov).
Aj v roku 2012, o niečo neskôr, výskumníci z NEC Laboratory v Princetone v New Jersey v USA a Corning Inc. z New York Research Center úspešne preukázali ultravysoké rýchlosti prenosu dát na 1,05 petabitov za sekundu. Dáta sa prenášali pomocou jedného viacjadrového vlákna, ktoré pozostávalo z 12 jadier s jedným režimom a 2 jadier s nízkym režimom.
Toto vlákno bolo vyvinuté výskumníkmi z Corningu. Kombináciou priestorového multiplexovania a optických technológií MIMO a použitím viacúrovňových modulačných formátov dosiahli vedci celkovú priepustnosť 1,05 Pbps, čím vytvorili nový svetový rekord v najrýchlejšej prenosovej rýchlosti cez jediné optické vlákno.
V lete 2014 vytvorila pracovná skupina v Dánsku pomocou nového vlákna navrhnutého japonskou spoločnosťou Telekom NTT nový rekord - zorganizovala rýchlosť pomocou jediného laserového zdroja rýchlosťou 43 Tbit / s... Signál z jedného laserového zdroja bol prenášaný cez sedemjadrové vlákno.
Tím Dánskej technickej univerzity spolu s NTT a Fujikura už predtým dosiahli najvyššiu rýchlosť prenosu dát na svete 1 petabit za sekundu. Potom sa však použili stovky laserov. Záznam 43 Tbit / s sa teraz dosiahol pomocou jediného laserového vysielača, vďaka čomu je prenosový systém energeticky efektívnejší.
Ako sme videli, spojenie má svoje vlastné zaujímavé svetové rekordy. Pre tých, ktorí sú v tejto oblasti noví, stojí za zmienku, že mnohé z uvedených údajov sa stále nedajú nájsť univerzálne v komerčnej prevádzke, pretože sa dosiahli vo vedeckých laboratóriách v samostatných experimentálnych zariadeniach. Mobilný telefón však bol kedysi prototypom.
Aby sme nepreťažili vaše pamäťové médium, zastavíme súčasný tok údajov.
Pokračovanie nabudúce…
Rýchlosť internetu je množstvo informácií prijatých a prenesených počítačom za určité časové obdobie. Teraz sa tento parameter meria najčastejšie v megabitoch za sekundu, ale nie je to jediná hodnota, možno použiť aj kilobit za sekundu. Gigabit sa zatiaľ v bežnom živote nepoužíva.
Zároveň sa veľkosť prenášaných súborov zvyčajne meria v bajtoch, ale čas sa neberie do úvahy. Napríklad: Bajty, MB alebo GB.
Je veľmi ľahké vypočítať čas potrebný na stiahnutie súboru zo siete pomocou jednoduchého vzorca. Je známe, že najmenšieho množstva informácií je trochu. Potom príde bajt, ktorý obsahuje 8 bitov informácií. Rýchlosť 10 megabitov za sekundu (10/8 \u003d 1,25) vám teda umožňuje preniesť 1,25 megabajtu za sekundu. 100 Mb / s - 12,5 megabajtov (100/8).
Môžete tiež vypočítať, koľko trvá stiahnutie súboru určitej veľkosti z Internetu. Napríklad 2 GB film stiahnutý rýchlosťou 100 megabitov za sekundu je možné stiahnuť za 3 minúty. 2 GB sú 2 048 megabajtov, ktoré by sa mali vydeliť číslom 12,5. Získame 163 sekúnd, čo sú asi 3 minúty.
Nie všetci však, bohužiaľ, poznajú jednotky, v ktorých je zvykom merať informácie, preto spomenieme hlavné jednotky:
1 bajt je 8 bitov
1 kilobajt (KB) zodpovedá 1024 bajtom
1 megabajt (MB) sa bude rovnať 1024 kB
1 gigabajt (GB) sa rovná 1024 MB
1 terabajt - 1024 GB
Čo ovplyvňuje rýchlosť
Rýchlosť, akou bude internet na zariadení fungovať, závisí predovšetkým od:
Z tarifného plánu poskytnutého poskytovateľom
Zo šírky pásma kanála. Poskytovateľ často poskytuje predplatiteľom celkovú rýchlosť. To znamená, že kanál je rozdelený na všetkých, a ak všetci používatelia aktívne používajú sieť, môže sa tiež znížiť rýchlosť.
Z umiestnenia a nastavení stránky, na ktorú používateľ pristupuje. Niektoré zdroje sú obmedzené a neumožňujú prekročenie určitého limitu pri načítaní. Lokalita sa tiež môže nachádzať na inom kontinente, čo tiež ovplyvní načítanie. 
V niektorých prípadoch je rýchlosť prenosu údajov ovplyvnená vonkajšími aj vnútornými faktormi, medzi ktoré patria:
Umiestnenie servera, ku ktorému sa pristupuje
Nastavenie a šírka kanála smerovača Wi-Fi, ak je pripojenie „bezdrôtové“
Aplikácie spustené v zariadení
Antivírusy a firewally
OS a PC nastavenie
