Скорость передачи данных по локальной сети, что это такое

Обновлено: 02.07.2024

Недавно я купил устройство NAS (сетевое хранилище) у Synology, подключил его к своей сети и начал передавать файлы. Первое, что я заметил, это насколько низкой была скорость передачи данных по сети.

Я копировал несколько больших видеофайлов, и это занимало целую вечность! Я решил проверить скорость передачи между моим NAS и ПК, чтобы увидеть скорость передачи данных.

Я скачал программу LAN Speed ​​Test, получившую отличные отзывы, и попробовал ее. Конечно же, моя скорость загрузки была меньше 40 МБ/с! Обратите внимание, что это мегабайты в секунду, а не мегабиты в секунду. Я расскажу подробнее о Мбит/с и Мбит/с и обо всех технических вещах.

Проведя небольшое исследование, я понял, что делал неправильно, и в итоге добился скорости передачи данных до сверхбыстрой загрузки 85 МБ/с и загрузки до 110 МБ/с! Технически вы можете получить такую ​​скорость, только если используете Gigabit Ethernet.

Если у вас есть 10-гигабитный Ethernet, то теоретически скорость загрузки и скачивания может быть в 10 раз выше. Я объясню подробнее об этом ниже.

< бр />

Единицы скорости передачи данных по локальной сети

Во-первых, давайте проясним цифры. Есть стандартная сеть Ethernet 100 Мбит/с, которая есть у большинства людей дома. 100 Мбит/с — это 100 мегабит в секунду. Это переводится в 12,5 мегабайт в секунду (МБ/с или МБ/с). Гораздо проще конвертировать в мегабайты, поскольку это то, с чем мы все знакомы, а не биты.

Это означает, что если на ваших компьютерах или NAS нет гигабитного маршрутизатора или коммутатора и гигабитной сетевой карты, максимальная скорость, с которой вы сможете передавать файл по домашней сети, составляет 12,5 МБ/с.

Кроме того, в реальном мире невозможно получить этот теоретический максимум. Скорее всего, вы получите от 4 до 8 МБ/с. Если вы получаете что-то очень низкое, например 1 МБ/с или меньше, тому есть причины, о которых я упомяну ниже.

< бр />

Обратите внимание, что даже если на вашем компьютере установлена ​​гигабитная сетевая карта, вы не получите этих более высоких скоростей передачи, если только все устройства, через которые передаются данные, не поддерживают гигабит.

Если у вас есть гигабитная сетевая карта на вашем компьютере, ваш маршрутизатор или коммутатор являются гигабитными, а принимающее устройство также имеет гигабитную сетевую карту, ваша максимальная скорость передачи возрастает до гораздо лучших 1000 Мбит/с или 125 Мбит/с (125 мегабайт в секунду). ).

Опять же, вы не получите такой теоретической скорости, но вы должны получить от 70 до 115 МБ/с в зависимости от типа файлов, которые вы передаете, и настроек вашей сети.

Наконец, новейшие устройства можно обновить с помощью сетевых карт 10GBe. Вам, конечно, понадобится коммутатор, который также поддерживает 10GBe, но, как видно из диаграммы, скорость передачи в 10 раз выше, чем у большинства людей, которые используют сейчас.

Если вы работаете с большим количеством видеофайлов, которые необходимо передавать по сети, обновление оборудования значительно улучшит ваш рабочий процесс. К счастью, кабель Cat5e может передавать 10GBe на более короткие расстояния. Если вам нужно проложить новые кабели, они должны быть категории 6a или категории 7.

Скорость передачи зависит от чего?

Как мы упоминали выше, скорость передачи данных по сети зависит от типа Ethernet в вашей сети, но это не единственный фактор. Есть несколько других факторов, которые определяют конечную скорость передачи данных между двумя устройствами.

Скорость жесткого диска

Одним из основных ограничивающих факторов является скорость жесткого диска. Если у вас есть компьютер с 5400 об/мин, ваша скорость передачи будет намного ниже, чем если бы у вас было два SSD-накопителя в конфигурации RAID 0! Как же так? Ну, это зависит.

В моей сети, даже с гигабитным Ethernet, я получаю только около 40–50 МБ/с при использовании традиционного жесткого диска.

жесткий диск

Если вы почитаете в Интернете, то обнаружите, что даже большинство жестких дисков (SATA 3,0 ГБ/с) достигают максимальной скорости чтения 75 МБ/с. Это означает, что вы даже не сможете преодолеть это без перехода на более дорогие конфигурации, такие как RAID 0, 1 или 5 с реальными аппаратными RAID-контроллерами.

Когда вы перейдете на твердотельный накопитель, работа пойдет быстрее. Однако, чтобы получить результаты, которые я показал вам вверху (около 110 МБ/с), вам, скорее всего, понадобится сверхбыстрый накопитель NVMe SSD. Эти диски могут считывать и записывать со скоростью до 3000 МБ/с, что намного превышает возможности Gigabit Ethernet.

Скорость автобуса

Даже если у вас быстрый жесткий диск, данные все равно должны передаваться с жесткого диска на материнскую плату, а затем на сетевую карту. Скорость автобуса имеет большое значение.

Например, если вы используете старую шину PCI, скорость передачи данных составляет всего 133 МБ/с. Это может показаться выше, чем максимум для гигабитного Ethernet, и это так, но шина является общей для всей системы, поэтому вы никогда не получите такой скорости.

шина PCI

Последняя версия PCI Express обеспечивает максимальную скорость 985 МБ/с, так что это имеет огромное значение. В основном это означает, что если вы пытаетесь передать файлы с очень старого компьютера, и даже если вы покупаете гигабитную сетевую карту, не ожидайте, что скорость передачи приблизится к максимальной скорости 125 МБ/с.

Сетевые кабели

Еще один аспект всего этого — кабели. Если ваши кабели старые или они расположены близко к источникам питания, это может повлиять на производительность. Кроме того, длина будет иметь значение, если кабели очень длинные.

Однако в целом это не будет иметь большого значения, поэтому не пытайтесь заменить все свои кабели. По сути, вам нужно убедиться, что у вас есть кабели CAT 5e или CAT 6a/7.

сетевые кабели

Основной вывод, который следует сделать здесь, заключается в том, что жесткий диск является основным ограничивающим фактором и, скорее всего, является причиной того, что вы увидите результаты только в диапазоне от 30 до 80 МБ/с. Чтобы получить действительно большие цифры, вам понадобится RAID 0 для традиционных жестких дисков, NVMe для твердотельных накопителей или устройств 10GBe.

Сетевые устройства

Наконец, вы должны постараться, чтобы ваши две машины (NAS и ПК) были подключены к одному и тому же коммутатору или маршрутизатору. Я подключаю свой компьютер и NAS к одному и тому же коммутатору, а затем подключаю свой коммутатор к беспроводному маршрутизатору.

Большинство маршрутизаторов также являются коммутаторами, и технически вы должны обеспечить такую ​​же скорость, как и выделенный коммутатор. Однако, по моему опыту, выделенный коммутатор от Netgear или Cisco всегда работает лучше, чем беспроводной маршрутизатор со встроенными портами.

сетевой коммутатор

Во-вторых, вы не получите высоких скоростей, если будете подключаться через Wi-Fi с ПК или ноутбука. Вы должны убедиться, что используете порт Ethernet, чтобы получить максимально возможную скорость.

Размер файла

Я также заметил, что передача большого количества небольших файлов происходит медленнее, чем передача небольшого количества больших файлов. Например, при передаче тысяч фотографий в несколько каталогов я получаю скорость передачи от 20 до 60 МБ/с, тогда как при передаче больших видеофайлов размером в несколько ГБ скорость составляет более 100 МБ/с.

Заключение

Надеюсь, этот пост поможет вам лучше понять, что влияет на скорость передачи данных по сети в вашей локальной сети. Раньше меня это никогда особо не заботило, но после того, как у меня появилась видеокамера 4K, я был вынужден купить NAS, чтобы управлять всеми этими дополнительными данными.

Очень низкая скорость передачи данных заставила меня проанализировать свою сеть и многому научиться. Даже если сейчас вас не волнует скорость передачи данных, в будущем может наступить время, когда она внезапно станет иметь большое значение.

Сообщите нам свое мнение в комментариях. Какая скорость у вас в локальной сети? Наслаждайтесь!

Основатель Online Tech Tips и главный редактор. Он начал вести блог в 2007 году и уволился с работы в 2010 году, чтобы вести блог на постоянной основе. Он имеет более чем 15-летний опыт работы в отрасли информационных технологий и имеет несколько технических сертификатов. Прочитать полную биографию Асема

Понравился ли вам этот совет? Если это так, загляните на наш собственный канал на YouTube, где мы рассказываем о Windows, Mac, программном обеспечении и приложениях, а также предлагаем множество советов по устранению неполадок и видео с практическими рекомендациями. Нажмите кнопку ниже, чтобы подписаться!

Должен признаться, я уже давно не задумывался о скорости передачи данных. В своей повседневной работе я продвинулся «вверх по стеку» и могу с уверенностью предположить, что кто-то другой проделал работу, чтобы гарантировать, что информация, которую я пересылаю между программными компонентами, доходит до места назначения, как и предполагалось. Однако полезно понимать, как достигается эта надежность, и помогает базовое понимание роли скорости передачи в бодах и битрейта.

Проблема потоковой передачи 1 и 0 из точки А в точку Б

Оказывается, передать сигнал с одного конца провода или волокна на другой довольно сложно, особенно при увеличении длины линии и скорости передачи. Важно знать, что сигнал, исходящий от линии, не точно совпадает с входным сигналом. См. рисунок ниже:

что такое скорость передачи данных

Рисунок 1: Характеристики линии передачи

Из рисунка видно, что медный кабель линии передачи намного сложнее, чем прямое соединение. Длина кабеля добавляет компоненты сопротивления, индукции и емкости, которые искажают сигнал по мере его распространения.

В случае оптического волокна несколько путей, по которым могут двигаться фотоны (даже в одномодовом волокне), имеют разную длину, растягивая и искажая сигнал. Показанный выходной сигнал меньше и менее определен, чем исходный сигнал, и он задержан по отношению к временной сетке.

Большим преимуществом оптических технологий перед медными, помимо меньших потерь на заданной длине, является меньшее количество электромагнитных помех. Любой отдельный электрический сигнал, проходящий по проводу, будет излучать часть сигнала в виде электромагнитной энергии, которая может быть уловлена ​​другими проводниками (проводами) и преобразована обратно в электрический сигнал. Это означает, что посторонние сигналы могут также присутствовать в линии передачи, как и исходный сигнал. Ключевым требованием является обеспечение возможности отличить требуемый сигнал от нежелательных сигналов (также известных как «шум») на принимающей стороне.

«Символический» характер передачи данных

Сложность передачи данных заключается в том, чтобы надежно передать сигнал из точки А в точку Б, передав как можно больше информации. Обратите внимание, что 1 и 0, которые мы отправляем как разработчики приложений, могут иметь разные представления, пока они находятся в пути или «по сети». По этой причине, говоря о скорости передачи данных, мы имеем в виду символы, а не биты. Скорость передачи символов фактически является скоростью передачи данных. Ниже я объясню преобразование из битрейта, но с учетом этого процесс кодирования должен обеспечивать следующие функции:

  1. Непрерывная синхронизация, обеспечивающая выборку сигнала приемником в нужное время для надежного обнаружения передаваемых символов.
  2. Максимально увеличьте отношение сигнал/шум, чтобы сигнал можно было восстановить в приемнике.
  3. Уменьшить скорость передачи символов (в бодах)
  4. Свести к минимуму полосу пропускания сигнала.
  5. Максимальная скорость передачи данных.

Скорость передачи

Скорость передачи — это количество изменений сигнала (в секунду), которые распространяются через передающую среду. Скорость передачи данных может быть выше или ниже скорости передачи данных, которая представляет собой количество битов в секунду, которое пользователь может передать через систему передачи. Биты будут преобразованы в бод для передачи на стороне отправителя, а обратное преобразование произойдет на стороне получателя, так что пользователь получит отправленный битовый поток. Несколько простых определений, прежде чем двигаться дальше:

  • Битрейт — количество двоичных «битов», единиц или нулей, передаваемых в секунду.
  • Скорость передачи — количество строковых «символов», передаваемых в секунду.
  • Каналы – количество каналов передачи.

Поэтому, чтобы преобразовать скорость передачи данных в скорость передачи, вы умножаете скорость передачи на количество бит на символ на количество используемых каналов:

Скорость передачи = скорость передачи * бит на символ * количество каналов

Далее я объясню, как скорости передачи и битрейты применяются к устройствам Solace.

Подключение к устройствам Solace PubSub+ Event Broker

Все устройства Solace PubSub+ Event Broker используют соединения Ethernet для передачи данных и соединений для управления, а также предоставляют последовательный порт RS232, поэтому вы можете настроить все до назначения IP-адреса. Я начну с объяснения более простого RS232 и перейду к 1GE Ethernet.

RS232 (последовательная консоль)

Последовательная связь через терминальный сервер с консолью Solace 3xx0 через RS232 — это одно из мест, где скорость передачи упоминается в документации Solace. RS232 — один из старейших и простейших способов компьютерной связи. Он довольно медленный, его скорость измеряется в килобитах в секунду, а не в мегабитах или гигабитах, и он используется для первоначальной настройки оборудования Solace, действие, которое обычно выполняется только один раз при установке. Для консольного подключения не требуется весь стандарт RS232, поэтому я остановлюсь на соответствующих частях.

Спецификация RS232 применима только к медным кабелям и не требует какого-либо специального «стандарта» для медных кабелей. Это асинхронный протокол последовательной связи, который передает отдельные «слова данных» между компьютерными системами. В то время как слово данных конфигурируется между 5 и 8 битами, обычные настройки предполагают передачу 8 битов или одного байта в качестве слова данных. В спецификации указаны форматы и уровни сигналов, а также характеристики интерфейса (типы разъемов, назначение контактов и т. д.).

Протокол довольно примитивен по современным стандартам, поскольку двоичные единицы и нули передаются по сети без какого-либо реального кодирования, кроме указания уровней напряжения для 0 и 1.Спецификация содержит информацию, которая передается байт за байтом — каждый байт определяется начальным и стоповым битами — и стандарт допускает необязательный бит четности для обнаружения битовых ошибок.

В простейшем случае двунаправленная связь RS232 требует наличия двух сигнальных проводов и заземления. Это показано между двумя компьютерами на следующем рисунке.

скорость передачи - bi -направленная связь RS232

Рисунок 2. Соединение RS232 DTE-DTE

Переданный сигнал показан на следующем рисунке, где "пробел" или "0" передается как положительное напряжение от +5 до +15 В, а "метка" или "1" - как отрицательное. напряжение от -5 до -15 В.


< /p>

Рисунок 3. Уровни линий RS232

Байт информации сигнализируется включением байта в стартовый и стоповый биты и объявлением незанятого состояния сигнальной линии. Это означает, что тактовые сигналы не нужно передавать от конца к концу и что, если скорость передачи данных согласована между отправителем и получателем, получатель может запустить свои «часы» при получении стартового бита.

Стандарт RS232 также допускает очень примитивную форму проверки ошибок в виде бита четности. Это может использоваться для индикации того, что в слове данных, содержащем бит четности, произошла ошибка. Бит четности может быть установлен для поддержания четного или нечетного набора единиц в слове данных. Например, если установлена ​​четная четность, а слово данных содержит 3 x 1, то бит четности будет установлен в 1, чтобы сохранить желаемое четное число. Если назначена четная четность, а слово данных получено с нечетным числом битов и установлено в 1, то возникает ошибка.

Однако проверка четности не обнаруживает все ошибки, как в примере, где «бит 4» изменился с 0 на 1, а бит 7 изменился с 1 на 0. В этом случае это необязательно и часто не используется.

Консоль Solace имеет базовую конфигурацию RS232:

  • 8 бит данных
  • 0 битов четности (отключите проверку четности)
  • 1 стоповый бит (RS232 допускает 1, 1,5 и 2)
  • Нет контроля потока
  • Настраиваемая скорость передачи
    • допустимые значения: 110, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 38400, 57600 или 115200
    • по умолчанию 115 200 бит/с

    В сети передаваемый байт будет выглядеть так, как показано (для ASCII «A»):


    < /p>

    Рисунок 4: «Кадрирование» RS232

    Из трассировки видно, что линия в состоянии простоя удерживается в отрицательном состоянии, или "метке". Часы приема не будут работать до тех пор, пока линия не перейдет в положительное состояние или пробел, и затем они будут работать с согласованной частотой, чтобы можно было отбирать сигнал в правильных точках. Стоповый бит представляет собой «метку» шириной в один бит. Этот тип кодирования означает, что даже если я отправлю набор повторяющихся байтов со всеми нулями или всеми единицами, получатель все равно увидит «начало часов» для каждого байта, поэтому может синхронизировать время с отправителем.

    На используемую настройку скорости передачи данных для соединения RS232 сильно влияет длина кабеля, используемого между устройством Solace и терминальным сервером центра обработки данных. Чем выше заданная скорость передачи данных, тем короче длина кабеля. Значение по умолчанию 115 200 бод предназначено для очень короткой длины кабеля до терминального сервера «на вершине стойки», который можно найти в новых центрах обработки данных. Для центров обработки данных, в которых развернуты более крупные терминальные серверы, обслуживающие целый набор стоек, значение по умолчанию следует изменить, чтобы обеспечить более длинные кабели и надежную связь. Значение 9 600 — это обычная скорость сервера терминалов для этого стиля развертывания сервера терминалов/консоли.

    Чтобы изменить скорость передачи данных последовательной консоли, вы можете ввести следующие команды во включенном режиме:

    Это должно быть очевидно, но оба конца соединения RS232 должны иметь одинаковую конфигурацию.

    Гигабитный (1000BaseT) Ethernet

    Я буду говорить о 1-гигабитном Ethernet (GE), так как в настоящее время большинство подключений 10 GE осуществляются по оптоволокну. Гигабитный Ethernet используется для управления соединениями с Solace 3×00. Подробное описание всего пути передачи данных GE выходит за рамки этой статьи, и нет доступных настроек конфигурации, но будет рассмотрено достаточно, чтобы можно было оценить биты и «боды» (или символы).

    Стандарт допускает передачу данных со скоростью 1 гигабит в секунду по медным кабелям категории 5, проложенным в большинстве центров обработки данных и зданий. Сегодня это в значительной степени система «подключи и все работает» для крупномасштабной связи в большинстве сред. Хотя ваш компьютер может подключаться через Wi-Fi со скоростью 50 Мбит/с, 100 Мбит/с или, возможно, 200 Мбит/с (используя 802.11ac Wi-Fi), транзитное соединение с точкой доступа, скорее всего, будет гигабитным Ethernet. Итак, учитывая, что в предыдущем разделе мы говорили, что RS232 может поддерживать только 115,5 килобит в секунду на довольно коротких расстояниях, как гигабитный Ethernet позволяет подключать здания?

    Первая подсказка находится в кабеле. Определив стандарты для кабеля, разработчики Ethernet получили известную и проверенную систему передачи. CAT 5 был выбран потому, что он уже был повсюду в центрах обработки данных и зданиях, потому что он был указан для предыдущего стандарта Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. Сам кабель предназначен для работы на скорости до 125 Мбит/с, что требуется для 100 Мбит Ethernet. Повторное использование существующей инфраструктуры поможет значительно снизить стоимость обновления со 100 Мбит/с до 1 Гбит/с и повысить скорость внедрения.

    Задача для разработчиков 1GE заключалась в том, как получить в 10 раз больше информации через ту же медную инфраструктуру с такой же надежностью и пригодными для использования расстояниями связи.

    Сеть Ethernet со скоростью 100 Мбит/с использует так называемую связь 4B/5B и добавляет биты к потоку данных для обнаружения и исправления ошибок. Он также использует отдельную пару проводов для передачи и приема, что похоже на предыдущую связь RS232 между DTE.


    < /p>

    Рис. 5. !00Base-T использует отдельные пары TX/RX для полнодуплексной передачи.

    Для повторного использования кабеля разработчики 1GE применили несколько оптимизаций, чтобы в 10 раз увеличить объем данных при той же пропускной способности:

    • Первым было использование гибридных схем. Гибридные схемы были разработаны и использовались в телекоммуникационных схемах в течение очень долгого времени для двусторонней передачи речи по одной паре проводов.
    • Во-вторых, использование свободных ресурсов в существующей среде. То есть конструкторы воспользовались тем, что кабель CAT5 имеет 4 пары. Разделение передаваемых данных на 4 сегмента позволяет снизить скорость передачи данных для каждого сегмента до 250 Мбит/с (1000 Мбит/с/4).


    < /p>

    Рис. 6. 1000Base-T использует все четыре пары с гибридными каналами для обеспечения полнодуплексной передачи

    Опуская большое количество деталей о скремблировании потока битов, сверточном/решетчатом кодировании и декодировании Витерби, стандарт использует схему модуляции PAM5 для передачи данных по 2 бита на символ. Это снижает скорость до 250M/2 = 125Mбод (символов) в секунду, что находится в пределах возможностей среды.


    < /p>

    Рис. 7. Уровни линий Gigabit Ethernet 4D-PAM5 для поддержки двух битов на символ + управление.

    Схема PAM5 используется вместо PAM4 — требуется всего 4 уровня сигнала для представления всех комбинаций двух битов — чтобы обеспечить дополнительные символы для сигнализации и управления.

    Использование сверточного кодирования и декодирования Витерби обеспечивает коррекцию ошибок на пути передачи. Это компенсирует уменьшенную разницу в напряжении между «состояниями» (0,5 вольта вместо 1 вольта, используемого для 100-мегабитного Ethernet), что снижает отношение сигнал-шум и увеличивает возникающие ошибки. В отличие от приведенного выше примера RS232, это коррекция ошибок, и он может справиться с несколькими битовыми ошибками. Коррекция ошибок эффективно увеличивает отношение сигнал/шум примерно на 6 дБ, что позволяет гигабитной сети Ethernet работать на тех же расстояниях в CAT5, что и сеть 100 Мбит/с.

    Обзор

    Скорость передачи — это количество изменений сигнала (в секунду), которые распространяются через передающую среду. Скорость передачи данных может быть выше или ниже скорости передачи данных, которая представляет собой количество битов в секунду, которое пользователь может передать через систему передачи. Биты будут преобразованы в бод для передачи на стороне отправителя, а обратное преобразование произойдет на стороне получателя, так что пользователь получит отправленный битовый поток.

    Несколько простых определений:

    Скорость передачи – количество двоичных "битов", единиц или нулей, которые будут передаваться в секунду.
    Скорость передачи – количество строковых "символов", передаваемых в секунду.
    Channels – количество каналов передачи.

    Скорость передачи = скорость передачи * бит на символ * количество каналов

    Посетите страницу документации solace, чтобы узнать больше о настройке скорости передачи данных для устройства PubSub+ Event Broker.

    Массив ( [10] => Массив ( [имя] => Мэтью Хоббис [изображение] => [био] =>

    Мэт присоединился к Solace в 2005 году и в настоящее время занимается техническими операциями в регионе EMEA. Он обладает обширным опытом в области обмена сообщениями и работал над популяризацией форм-фактора устройства для обмена сообщениями в регионе.После успешных продаж Мэт тесно сотрудничал со всеми основными клиентами и партнерами в регионе, предоставляя рекомендации по обмену сообщениями и архитектуре приложений. До прихода в Solace Мэт работал в Alcatel после приобретения Newbridge Networks. В Alcatel/Newbridge Мэт занимал должность системного архитектора и отвечал за проектирование и успешное внедрение многих крупных сетей, включающих различные технологии, такие как оптическая передача, ATM, IP, Ethernet, NGN и мобильная связь для многих крупных клиентов. До того, как перейти на рынок поставщиков, Мэт занимал различные должности в NTL и BT (британские операторы связи), занимаясь созданием и эксплуатацией крупных сетей и услуг для корпоративных и частных клиентов.

    Мэт присоединился к Solace в 2005 году и в настоящее время занимается техническими операциями в регионе EMEA. Он обладает обширным опытом в области обмена сообщениями и работал над популяризацией форм-фактора устройства для обмена сообщениями в регионе. После успешных продаж Мэт тесно сотрудничал со всеми основными клиентами и партнерами в регионе, предоставляя рекомендации по обмену сообщениями и архитектуре приложений. До прихода в Solace Мэт работал в Alcatel после приобретения Newbridge Networks. В Alcatel/Newbridge Мэт занимал должность системного архитектора и отвечал за проектирование и успешное внедрение многих крупных сетей, включающих различные технологии, такие как оптическая передача, ATM, IP, Ethernet, NGN и мобильная связь для многих крупных клиентов. До того, как перейти на рынок поставщиков, Мэт занимал различные должности в NTL и BT (британские операторы связи), занимаясь созданием и эксплуатацией крупных сетей и услуг для корпоративных и частных клиентов.


    Здравствуйте, есть ли кто-нибудь, кто может сказать скорость передачи данных для 10 Мбит/с 802.3
    LAN или указать URL-адрес, где я могу найти соответствующую информацию?
    Я просмотрел весь Интернет и не смог не нашел

    Спасибо большое!!
    --
    Am un singur viciu,
    Deliciu personal,
    Berea de la doaga,
    In cana de metal.

    Тони Филлипс

    Рейтинг бит/с составляет, конечно, 10 миллионов бит в секунду.
    Скорость BAUD (количество изменений дискретных сигналов в секунду)
    может варьироваться в зависимости от того, что передается.

    Может быть от 10 Мбод до 20 Мбод.

    Это минимальное значение, когда биты представляют собой постоянный поток 1 и 0.
    Это максимальное значение, когда чередуются 1 и 0.

    Кристиан ХЕРЛИНГ написал в сообщении.

    Кто-то

    10 Мбит/с, 10 000 000 бит в секунду или 1024*1024 бит в секунду
    (1048576 бит/с)? Мне кажется, что между Meg и MB была разница,
    когда речь шла об оперативной памяти, я подозреваю, что это не относится к скорости локальной сети.

    Также 1 Кбит/с, 1024 бит/с или 1000 бит/с?

    Тони Филлипс написал в сообщении.

    Кевин Оберман

    > Еще вопрос.
    >
    > 10 Мбит/с, 10 000 000 бит в секунду или 1024*1024 бит в секунду
    > (1048576 бит/с)? Мне кажется, была разница между мегабайтами и мегабайтами, когда
    > речь идет об оперативной памяти, я подозреваю, что это не относится к скорости локальной сети.
    >
    > Также есть 1 Кбит/с, 1024 бит/с или 1000 бит/с?

    В связи 1 КБ означает 100. Использование 1024 как 1 КБ в компьютерах
    происходит из того факта, что ресурсы обычно обрабатываются в степени
    2 (512, 1024, 2048, 4096. ) а 1024 довольно близко к 1000.

    Боб Ретелл

    >
    >Здравствуйте, есть ли кто-нибудь, кто может сказать скорость передачи для 10 Мбит/с 802.3 LAN или дать URL, где я могу найти соответствующую информацию?
    >Я просмотрел все в Интернете и не смог найти его
    >
    >Спасибо много!!
    >--
    >Am un singur viciu,
    >Deliciu personal,
    >Berea de la doaga,
    >In cana de metal.

    Термин "бод" не имеет значения или применения в сети Ethernet 802.3.

    Данные передаются с номинальной скоростью 10 миллионов бит в секунду.

    "Бод" по существу не применяется к последовательной связи со скоростью более 9600
    бит в секунду при любой скорости.

    Дэйв Бил

    Боб Ретелл написал:

    > 1 февраля 1999 г., 15:48:16 по Гринвичу, cris. @cs.mcgill.ca (Кристиан ХЕРЛИНГ)
    > написал:
    >
    > >
    > >Здравствуйте, есть ли кто-нибудь, кто может сказать скорость передачи для 10 Мбит/с 802.3< br />> >Локальная сеть или URL-адрес, где я могу найти соответствующую информацию?
    > >Я просмотрел весь Интернет и не смог ее найти
    > >
    >

    > Термин «бод» не имеет значения или применения в сети Ethernet 802.3.
    >
    > Данные передаются с номинальной скоростью 10 миллионов бит в секунду.
    >
    > «Бод» по существу не применяется к последовательной связи со скоростью более 9600
    > бит в секунду при любой скорости.

    Полагаю, мы спорим о семантике, но я должен не согласиться
    с тобой, Боб. Тот факт, что термин "бод" возник для последовательной асинхронной
    связи, не означает, что он ограничен этой областью; эта концепция
    применяется к любой форме цифровой связи.

    Бод — это скорость, с которой изменяется сигнал, несущий данные.
    В зависимости от метода кодирования это может быть
    изменение амплитуды, частоты, напряжения, фазы и т. д.
    В случае Ethernet используется кодировка Манчестер, что означает
    >что сигнал всегда изменяется в середине битового интервала и
    иногда изменяется между битовыми интервалами. Поэтому скорость передачи
    для Ethernet варьируется от 10 до 20 Мбод.

    Манфред Квятковски

    В статье бретель. @autonet.net (Боб Ретель) пишет:
    >
    > «Бод» по существу не применяется к последовательной связи со скоростью более 9600
    > бит в секунду при любой скорости.

    сказал мой учебник середины 70-х :-)

    Крис Раффин

    >«Бод» по существу не применяется к последовательной связи со скоростью более 9600
    >бит в секунду при любой скорости.

    Конечно, есть. Это может не быть стандартом де-факто для обсуждения
    таких вещей
    , но понятие "бод" является общим понятием, которое
    не подразумевает какую-либо конкретную систему связи.

    Бод в общем случае — это количество переходов в секунду
    сигнализации
    в среде связи. Биты в секунду (бит/с) — это коэффициент, связанный
    со скоростью передачи данных по количеству битов, отправляемых за переход (в секунду).
    Если
    у вас есть восемь различных уровней перехода в системе связи
    и
    вы меняете переходы один раз в секунду, тогда у вас есть один BAUD, но три
    BPS.

    Хотя я не знаю подробностей, если Ethernet представляет собой двухуровневую
    систему сигнализации, то скорость = BPS. На самом деле, я хотел бы знать. Это?

    Ах, простите, сегодня мне захотелось быть придирчивой.

    Рич Зайферт

    > «Бод» по существу не применяется к последовательной связи со скоростью более 9600
    > бит в секунду при любой скорости.
    >

    Это просто неправда. Скорость передачи – это скорость изменения сигнала в
    среде (обычно выражается как значение для наихудшего случая). Поскольку Ethernet со скоростью 10 Мбит/с
    использует один переход (на бит) для синхронизации и второй переход
    для данных (в худшем случае), скорость передачи данных составляет 20 Мбод.

    Fast Ethernet несколько отличается. Использование кодирования 4B/5B приводит к 5
    кодовым битам на каждые 4 бита данных. Затем вы должны посмотреть на линию
    сигнализацию.

    В случае 100BASE-FX мы используем NRZI, что приведет к переходу
    для каждого бита кода, в худшем случае (строка из всех единиц, как используется для
    сигнализация холостого хода). Таким образом, скорость передачи составляет 125 Мбод.

    Для 100BASE-TX мы используем кодировку MLT-3, которая имеет не более одного
    перехода на каждые два кодовых бита. Таким образом, скорость передачи данных составляет 62,5 Мбод (и
    максимальная основная частота составляет 31,25 МГц).

    Вот определение из словаря IEEE:

    "Единица скорости передачи сигнала, выраженная как количество раз в секунду,
    сигнал может изменить электрическое состояние линии передачи или другой
    среды. Примечание. В зависимости от стратегии кодирования, сигнальное событие может
    представлять один бит, больше или меньше одного бита."

    Для промышленных сетей двумя наиболее важными факторами производительности являются детерминизм и скорость. Другими словами, промышленные сети должны быть в состоянии доставлять данные в указанный предсказуемый период времени, и они должны делать это как можно быстрее. При описании скорости сети обычно используются три характеристики: скорость передачи данных, скорость передачи и время цикла.

    Здесь мы рассмотрим, как связаны эти три показателя скорости сети и какой из них обычно считается наиболее важным для промышленных сетей.

    Битрейт

    Одним из показателей скорости сети является ее скорость передачи – количество битов, которые она может передать за определенный период времени, обычно выражаемая в килобитах в секунду (кбит/с или кбит/с), мегабитах в секунду (Мбит/с или Мбит/с). или гигабит в секунду (Гбит/с или Гбит/с). В сетевой терминологии битрейт иногда называют пропускной способностью сети. Например, EtherCat G часто описывается как пропускная способность 1 Гбит/с.

    время цикла

    Сети Industrial Ethernet используют кадры Ethernet для отправки данных. Кадр включает в себя идентифицирующую информацию, такую ​​как адреса источника и получателя, а также информацию для проверки ошибок. Фактическая часть данных обычно может составлять до 1500 байт (1 байт = 8 бит).
    Изображение предоставлено Fluke Corporation

    Бит — это количество цифровых данных, представленное как «0» или «1». В то время как единица «бит» используется для обозначения объема передаваемых данных, единица «байт» используется для обозначения размера набора данных. (Один байт равен 8 битам). Например, скорость загрузки и выгрузки, заявленная интернет-провайдерами, указывается в битах в секунду (обычно Мбит/с), а емкость хранилища данных на вашем компьютере указывается в байтах (например, 2 ГБ или 1 ТБ).

    Обратите внимание, что в аббревиатурах единиц буква «b», обозначающая «бит», написана строчными буквами (Мбит, Мбит/с), а буква «B», обозначающая «байт», написана с большой буквы (кБ, МБ, ГБ).

    Термин «бод» относится к сигналу, по которому передаются биты данных. Этот сигнал претерпевает изменения — с точки зрения напряжения, частоты или фазы — несколько раз в секунду, и эти изменения называются изменениями символов или иногда событиями сигнализации. Термин «бод» представляет собой выражение скорости изменения символа: 1 бод (бод) равен одному изменению символа в секунду.

    Если сигнал имеет только два состояния, и каждое состояние несет один бит, тогда скорость передачи данных и скорость передачи (иногда называемая «скоростью передачи» или «скоростью сигнала») равны. Однако символы могут иметь более двух состояний, поэтому в одном сигнале может передаваться несколько битов. В этих случаях скорость передачи данных (бит/с) будет выше, чем скорость передачи данных (бод).

    Битовая скорость используется чаще, чем бод (или скорость передачи) для описания скорости промышленных сетей, хотя в некоторых контекстах скорость передачи все еще используется. И нередко можно увидеть спецификацию скорости передачи в битах в секунду — например, «скорость передачи = 100 Мбит/с», хотя на самом деле это скорость передачи данных.

    Время цикла

    Время цикла в промышленной сети — это время, необходимое для передачи данных от ведущего устройства (контроллера) ко всем узлам (устройствам) в сети, а затем обновленные данные возвращаются в контроллер. В отличие от скорости передачи данных или бод, существует множество переменных, влияющих на время цикла, включая объем передаваемых данных, количество узлов в сети, длину сетевого кабеля, наличие концентраторов и коммутаторов, а также задержки обработки, присущие в самих сетевых устройствах.

    время цикла

    EtherCat — это сеть Industrial Ethernet, которая отправляет один кадр, содержащий все необходимые данные, на каждый узел или устройство в сети. Время цикла сети EtherCAT — это время, за которое кадр проходит путь от главного устройства ко всем узлам и обратно к главному устройству.
    Изображение предоставлено IEB Media

    Время цикла, как правило, является наиболее важным показателем скорости для промышленных сетей, поскольку оно определяет, насколько быстро устройства — сервоприводы, переключатели и приводы — могут быть обновлены, чтобы обеспечить правильное поведение системы.

    Например, в приложении станка привод шпинделя должен своевременно получать обновленные команды крутящего момента, чтобы исправить любые ошибки в положении и предотвратить операции, которые могут привести к браку, доработке или, возможно, даже к повреждению станка. Вот почему многие протоколы Industrial Ethernet были разработаны с явной целью минимизировать время сетевого цикла, чтобы удовлетворить требования все более сложного многоосевого скоординированного движения.

    Скорость передачи последовательных данных обычно выражается в битрейте. Однако другой часто цитируемой мерой скорости является скорость передачи данных. Хотя это не одно и то же, при некоторых обстоятельствах существует сходство. В этом руководстве будет понятна разница.

    Большая часть передачи данных по сетям осуществляется посредством последовательной передачи данных. Биты данных передаются по одному по какому-либо каналу связи, например кабелю RS-232 или беспроводному каналу. На рис. 1 показана последовательность цифровых битов компьютера или какой-либо другой цифровой схемы. Этот сигнал данных часто называют сигналом основной полосы частот. Данные переключаются между двумя уровнями напряжения, такими как +3 В для двоичной 1 и +0,2 В для двоичного 0. Также используются другие двоичные уровни. В формате без возврата к нулю (NRZ) (рис. 1) сигнал никогда не становится равным нулю, как в случае форматированных сигналов с возвратом к нулю (RZ).

    Скорость также называется пропускной способностью канала C. Если время в битах равно 10 нс, скорость передачи данных равна:

    R = 1/10 x 10 –9 = 100 миллионов бит/с

    Обычно это выражается как 100 Мбит/с.

    Накладные расходы

    Битрейт обычно рассматривается как фактическая скорость передачи данных. Тем не менее, для большинства последовательных передач данные представляют собой часть более сложного кадра протокола или формата пакета, который включает биты, представляющие адрес источника, адрес назначения, коды обнаружения и исправления ошибок, а также другую информацию или управляющие биты. Во фрейме протокола данные называются «полезной нагрузкой». Биты, не относящиеся к данным, известны как «служебные данные». Иногда накладные расходы могут быть значительными — от 20 % до 50 % в зависимости от общего количества битов полезной нагрузки, отправляемых по каналу.

    Например, кадр Ethernet может иметь до 1542 байтов или октетов, в зависимости от полезных данных. Полезная нагрузка может варьироваться от 42 до 1500 октетов. При максимальной полезной нагрузке накладные расходы составляют всего 42/1542 = 0,027, или около 2,7%. Было бы еще лучше, если бы полезная нагрузка была меньше.Это соотношение обычно выражается в процентах от размера полезной нагрузки к максимальному размеру кадра, иначе известному как эффективность протокола:

    Эффективность протокола = полезная нагрузка/размер кадра = 1500/1542 = 0,9727 или 97,3%

    Как правило, фактическая скорость линии увеличивается за счет фактора, на который влияют накладные расходы для достижения фактической целевой чистой скорости передачи данных. В One Gigabit Ethernet фактическая скорость линии составляет 1,25 Гбит/с для достижения чистой пропускной способности полезной нагрузки 1 Гбит/с. В системе Ethernet 10 Гбит/с общая скорость передачи данных равна 10,3125 Гбит/с, что соответствует реальной скорости передачи данных 10 Гбит/с. Чистая скорость передачи данных также называется пропускной способностью или скоростью полезной нагрузки эффективной скорости передачи данных.

    Скорость передачи

    Термин "бод" происходит от французского инженера Эмиля Бодо, который изобрел 5-битный телетайпный код. Скорость передачи относится к количеству изменений сигнала или символа, происходящих в секунду. Символ – это одно из нескольких изменений напряжения, частоты или фазы.

    Двоичный код NRZ содержит два символа, по одному для каждого бита 0 или 1, которые обозначают уровни напряжения. В этом случае скорость в бодах или символах совпадает со скоростью передачи в битах. Однако возможно иметь более двух символов на интервал передачи, при этом каждый символ представляет несколько битов. При наличии более двух символов данные передаются с использованием методов модуляции.

    Когда среда передачи не может обрабатывать данные основной полосы частот, на сцену выходит модуляция. Конечно, это верно для беспроводной связи. Двоичные сигналы основной полосы частот не могут передаваться напрямую; скорее, данные модулируются на радионесущую для передачи. В некоторых кабельных соединениях даже используется модуляция для увеличения скорости передачи данных, что называется «широкополосной передачей».

    При использовании нескольких символов можно передавать несколько битов на один символ. Например, если скорость передачи символов составляет 4800 бод, и каждый символ представляет два бита, это соответствует общей скорости передачи 9600 бит/с. Обычно количество символов равно степени двойки. Если N — количество битов на символ, то количество требуемых символов равно S = 2 N . Таким образом, общий битрейт равен:

    R = скорость передачи x log2S = скорость передачи x 3,32 log10S

    Если скорость передачи равна 4800 и на символ приходится два бита, количество символов равно 22 = 4. Скорость передачи данных:

    R = 4800 x 3,32 log(4) = 4800 x 2 = 9600 бит/с

    Если на символ приходится только один бит, как в случае с двоичным NRZ, скорость передачи битов и данных остается прежней.

    Многоуровневая модуляция

    Многие различные схемы модуляции могут реализовать высокие скорости передачи данных. Например, частотная манипуляция (FSK) обычно использует две разные частоты в каждом символьном интервале для представления двоичных 0 и 1. Следовательно, скорость передачи битов равна скорости передачи данных. Однако, если каждый символ представляет два бита, требуются четыре частоты (4FSK). В 4FSK скорость передачи данных в два раза превышает скорость передачи данных.

    Другим популярным примером является фазовая манипуляция (PSK). При использовании двоичной PSK каждый символ представляет 0 или 1 (см. таблицу). Двоичный 0 равен 0°, а двоичный 1 равен 180°. С одним битом на символ скорость передачи данных в бодах и битах одинакова. Однако можно легко реализовать несколько битов на символ.

    Почему несколько битов в бодах?

    При передаче более одного бита в бодах более высокие скорости передачи данных могут передаваться по более узкому каналу. Напомним, что максимально возможная скорость передачи данных определяется пропускной способностью канала передачи.

    Предполагая худший случай чередования 1 и 0 данных, максимальная теоретическая скорость передачи данных C для заданной полосы пропускания B составляет:

    Или пропускная способность для максимальной скорости передачи:

    Для передачи сигнала со скоростью 1 Мбит/с требуется:

    B = 1/2 = 0,5 МГц или 500 кГц

    При использовании многоуровневой модуляции с несколькими битами на символ максимальная теоретическая скорость передачи данных составляет:

    Здесь N — количество символов в символьном интервале:

    Пропускная способность, необходимая для определенного количества различных уровней для желаемой скорости, рассчитывается следующим образом:

    Например, полоса пропускания, необходимая для получения скорости передачи данных 1 Мбит/с с двумя битами на символ и четырьмя уровнями, может быть определена с помощью:

    log2N = 3,32 log10(4) = 2 B = 1/2(2) = 1/4 = 0,25 МГц

    Количество символов, необходимое для получения желаемой скорости передачи данных в фиксированной полосе пропускания, можно рассчитать следующим образом:

    log2N = C/2B 3,32 log10N = C/2B log10N = C/2B = C/6,64 Б

    Используя предыдущий пример, количество символов, необходимых для передачи 1 Мбит/с в канале 250 кГц, рассчитывается следующим образом:

    log10N = C/6,64B = 1/6,64(0,25) = 0,602 N = log –1 (0,602) = 4 символа

    В этих расчетах предполагается, что канал свободен от шума. Для учета шума требуется хорошо известный закон Шеннона-Хартли:

    C – это пропускная способность канала в битах в секунду, а B – пропускная способность в герцах. S/N — отношение мощности сигнала к шуму.

    В терминах десятичных логарифмов:

    Какова максимальная ставка в 0.Канал 25 МГц с отношением сигнал/шум 30 дБ? 30 дБ соответствуют соотношению сигнал/шум от 1000 до 1. Таким образом, максимальная ставка:

    C = 3,32 Б log10(S/N + 1) = 3,32 (0,25) log10(1001) = 2,5 Мбит/с

    В законе Шеннона-Хартли конкретно не указывается, что для достижения этого теоретического результата необходимо использовать многоуровневую модуляцию. Использование предыдущей процедуры покажет, сколько битов требуется на символ:

    log10N = C/6,64B = 2,5/6,64(0,25) = 1,5 N = log –1 (1,5) = 32 символа

    Использование 32 символов подразумевает пять битов на символ (2 5 = 32).

    Примеры скорости передачи

    Практически все высокоскоростные соединения используют ту или иную форму широкополосной передачи. Беспроводная сеть Wi-Fi использует преимущества QPSK, 16QAM и 64QAM в схемах модуляции с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). То же самое относится и к сотовым технологиям WiMAX и Long-Term Evolution (LTE) 4G. Кабельное телевидение и его высокоскоростной доступ в Интернет используют 16QAM и 64QAM для доставки аналогового и цифрового телевидения, а спутники используют QPSK и различные версии QAM.

    Системы наземной подвижной радиосвязи (LMR) для общественной безопасности недавно приняли стандарты модуляции голоса и данных 4FSK. Это «узкополосное» усилие предназначено для уменьшения необходимой полосы пропускания с 25 кГц на канал до 12,5 кГц и, в конечном итоге, до 6,25 кГц. В результате будет больше каналов для дополнительных радиостанций без увеличения распределения спектра.

    Читайте также: