اسم المعلمة	معنى
موضوع المقال:	عرض النطاق
الموضوع (الفئة الموضوعية)	التقنيات

المهمة الرئيسية التي تم بناء أي شبكة من أجلها هي النقل السريع للمعلومات بين أجهزة الكمبيوتر. ولهذا السبب، تعد المعايير المتعلقة بقدرة الشبكة أو جزء من الشبكة مؤشرًا جيدًا لمدى جودة أداء الشبكة لوظيفتها الأساسية.

هناك عدد كبير من الخيارات لتحديد معايير من هذا النوع، تماما كما هو الحال في معايير فئة "زمن رد الفعل". قد تختلف هذه الخيارات عن بعضها البعض: وحدة القياس المختارة لكمية المعلومات المرسلة، وطبيعة البيانات المأخوذة في الاعتبار - بيانات المستخدم فقط أو بيانات المستخدم مع بيانات الخدمة، وعدد النقاط لقياس حركة المرور المرسلة، طريقة حساب متوسط ​​النتائج للشبكة ككل. دعونا نفكر في طرق مختلفة لبناء معيار القدرة بمزيد من التفصيل.

المعايير التي تختلف في وحدة قياس المعلومات المرسلة. عادة ما تكون وحدة قياس المعلومات المرسلة عبارة عن حزم (أو إطارات، سيتم استخدام هذه المصطلحات لاحقًا بالتبادل) أو البتات. وبناء على ذلك، يتم قياس الإنتاجية بالحزم في الثانية أو البت في الثانية.

نظرًا لأن شبكات الكمبيوتر تعمل على مبدأ تبديل الحزم (أو الإطار)، فإن قياس كمية المعلومات المرسلة في الحزم أمر منطقي، خاصة وأن إنتاجية معدات الاتصالات التي تعمل على مستوى ارتباط البيانات وما فوق يتم قياسها أيضًا في أغلب الأحيان بالحزم في الثانية . في الوقت نفسه، نظرًا لحجم الحزمة المتغير (وهذا أمر نموذجي بالنسبة لجميع البروتوكولات باستثناء ATM، الذي يحتوي على حجم حزمة ثابت يبلغ 53 بايت)، يرتبط قياس الإنتاجية بالحزم في الثانية ببعض عدم اليقين - الحزم الخاصة بالبروتوكول والحزم الخاصة به ما حجم يعني؟ غالبًا ما يقصدون بها حزم بروتوكول Ethernet، باعتبارها الأكثر شيوعًا، والتي يبلغ الحد الأدنى لحجم البروتوكول 64 بايت (بدون مقدمة). تم اختيار الحزم ذات الطول الأدنى كحزم مرجعية نظرًا لأنها تنشئ أصعب وضع تشغيل لمعدات الاتصالات - فالعمليات الحسابية التي يتم إجراؤها مع كل حزمة قادمة تعتمد بشكل قليل جدًا على حجمها، وبالتالي معالجة كل وحدة من المعلومات المنقولة حزمة يتطلب الحد الأدنى للطول إجراء العديد من العمليات أكثر من الحزمة ذات الطول الأقصى.

قياس الإنتاجية بالبت في الثانية (بالنسبة للشبكات المحلية، السرعات المقاسة بملايين البتات في الثانية - ميجابايت/ثانية هي الأكثر شيوعًا) يعطي تقديرًا أكثر دقة لسرعة المعلومات المرسلة من استخدام الحزم.

المعايير التي تختلف مع الأخذ في الاعتبار معلومات الملكية. يحتوي أي بروتوكول على رأس يحمل معلومات الخدمة وحقل بيانات يحمل معلومات تعتبر معلومات مستخدم لبروتوكول معين. على سبيل المثال، في إطار بروتوكول Ethernet ذي الحجم الأدنى، يمثل 46 بايت (من أصل 64) حقل البيانات، بينما تمثل الـ 18 بايت المتبقية معلومات الخدمة. عند قياس الإنتاجية بالحزم في الثانية، من المستحيل فصل معلومات المستخدم عن معلومات الخدمة، ولكن عند القياس بالبت، يكون ذلك ممكنًا.

إذا تم قياس الإنتاجية دون تقسيم المعلومات إلى مستخدم وخدمة، فمن المستحيل في هذه الحالة تعيين مهمة اختيار بروتوكول أو مكدس بروتوكول لشبكة معينة. يتم تفسير ذلك من خلال حقيقة أنه حتى لو حصلنا على معدل نقل أعلى للشبكة عند استبدال بروتوكول بآخر، فإن هذا لا يعني أن الشبكة ستعمل بشكل أسرع للمستخدمين النهائيين - إذا كانت حصة معلومات الخدمة لكل وحدة من بيانات المستخدم لهذه البروتوكولات مختلفة (وهذا صحيح بشكل عام)، فيمكنك اختيار خيار شبكة أبطأ باعتباره الخيار الأمثل. إذا لم يتغير نوع البروتوكول عند إعداد الشبكة، فيمكنك استخدام معايير لا تفصل بيانات المستخدم عن التدفق العام.

عند اختبار إنتاجية الشبكة على مستوى التطبيق، يكون من الأسهل قياس الإنتاجية بناءً على بيانات المستخدم. للقيام بذلك، يكفي قياس الوقت الذي يستغرقه نقل ملف بحجم معين بين الخادم والعميل وتقسيم حجم الملف على الوقت الناتج. لقياس الإنتاجية الإجمالية، يلزم وجود أدوات قياس خاصة - محللات البروتوكول أو عوامل SNMP أو RMON المدمجة في أنظمة التشغيل أو محولات الشبكة أو معدات الاتصالات.

معايير تختلف في عدد نقاط القياس وموقعها.يمكن قياس النطاق الترددي بين أي عقدتين أو نقطتين على الشبكة، على سبيل المثال، بين جهاز الكمبيوتر العميل 1 والخادم 3 في المثال الموضح في الشكل 1.2. في هذه الحالة، ستتغير قيم الصبيب الناتجة تحت نفس ظروف تشغيل الشبكة، على أساس أي نقطتين يتم أخذ القياسات بينهما. نظرًا لأن عددًا كبيرًا من أجهزة الكمبيوتر والخوادم الخاصة بالمستخدمين تعمل على الشبكة في نفس الوقت، يتم تقديم وصف كامل لإنتاجية الشبكة من خلال مجموعة من الإنتاجية المقاسة لمجموعات مختلفة من أجهزة الكمبيوتر المتفاعلة - ما يسمى بمصفوفة حركة المرور لعقد الشبكة. توجد أدوات قياس خاصة تسجل مصفوفة حركة المرور لكل عقدة في الشبكة.

نظرًا لأن البيانات في الطريق إلى العقدة الوجهة تمر عادةً عبر عدة مراحل معالجة وسيطة للعبور، فإن إنتاجية عنصر شبكة وسيط فردي - قناة أو مقطع أو جهاز اتصال منفصل - يمكن اعتبارها معيارًا للكفاءة.

معرفة إجمالي الإنتاجية بين عقدتين لا يمكن أن توفر معلومات كاملة حول الطرق الممكنة لزيادتها، لأنه من المستحيل فهم أي من المراحل المتوسطة لمعالجة الحزم تؤدي إلى إبطاء الشبكة إلى أقصى حد. ولهذا السبب، يمكن أن تكون البيانات المتعلقة بإنتاجية عناصر الشبكة الفردية مفيدة في تحديد كيفية تحسينها.

في المثال قيد النظر، تمر الحزم الموجودة على المسار من الكمبيوتر العميل 1 إلى الخادم 3 عبر عناصر الشبكة الوسيطة التالية:

الجزء AR SwitchR الجزء BR جهاز التوجيه R الجزء CR RepeaterR الجزء D.

كل عنصر من هذه العناصر له صبيب معين، وبالتالي فإن إجمالي صبيب الشبكة بين الكمبيوتر 1 والخادم 3 سيكون مساويا للحد الأدنى من صبيب مكونات المسار، وتأخير الإرسال لحزمة واحدة (أحد الخيارات لتحديد وقت الاستجابة) سيكون مساوياً لمجموع التأخيرات التي أدخلها كل عنصر. لزيادة إنتاجية مسار متعدد الأجزاء، عليك أولاً الانتباه إلى العناصر الأبطأ - في هذه الحالة، سيكون هذا العنصر على الأرجح جهاز توجيه.

من المنطقي تعريف إجمالي إنتاجية الشبكة على أنه متوسط ​​كمية المعلومات المنقولة بين جميع عقد الشبكة لكل وحدة زمنية. يمكن قياس إجمالي إنتاجية الشبكة إما بالحزم في الثانية أو بالبت في الثانية. عند تقسيم شبكة إلى أجزاء أو شبكات فرعية، فإن إجمالي سعة الشبكة يساوي مجموع قدرات الشبكات الفرعية بالإضافة إلى سعة الروابط بين المقاطع أو بين الشبكات.

الإنتاجية - المفهوم والأنواع. تصنيف ومميزات فئة "الإنتاجية" 2017، 2018.

- يتم نقل ملف بحجم 30 ميجابايت عبر الشبكة خلال 24 ثانية. سعة الشبكة هي

حوالي 10 ميجابت/ثانية 261. تظهر في الشكل صورة لقارئ الأقراص المضغوطة. O 4 O 1 O 2 O +3 X 228. التسلسل الزمني لظهور أنظمة التشغيل: أ) MS DOS b) Windows XP c) Windows "98 d) Windows Vista O +a)، c)، b)، d) خصائص الحقل غير موجودة في قواعد البيانات... .

- عرض النطاق.

يتم تحديده من خلال المسافة بين القطارات المتحركة المجاورة. وكلما كانت هذه المسافة أقصر، زادت سعة الخط. يوجد حاليًا نوعان من خطوط المترو: خطوط ذات حجب تلقائي وأجزاء حماية للخط مع عادي... .

- عرض النطاق.

يتم تحديده من خلال المسافة بين القطارات المتحركة المجاورة. وكلما كانت هذه المسافة أقصر، زادت سعة الخط. يوجد حاليًا نوعان من خطوط المترو: خطوط ذات حجب تلقائي وأجزاء حماية للخط مع عادي... [اقرأ المزيد].

- سعة الطريق ونماذجها وطرق حسابها

الإنتاجية – الرقم الذي يمكن تمريره بواسطة AD، مما يوفر الأمان والراحة اللازمين للحركة. ملاحظة: يمكن أن تكون: - نظرية؛ -عملي.

يتم تعريف PS النظري على أنه نسبة الفترة الزمنية T قيد النظر إلى الوقت الذي... .

- قدرة خطوط أنابيب تصدير الغاز على الحدود السابقة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية مليار متر مكعب سنويا

سعة خط أنابيب الغاز اتجاه التصدير عبر أوكرانيا: الحدود الغربية - أورينبورغ (أوزجورود) سلوفاكيا، جمهورية التشيك، النمسا، ألمانيا، فرنسا، سويسرا، سلوفينيا، إيطاليا أورنغوي - أوزجورود سلوفاكيا، جمهورية التشيك، النمسا،... .

تحياتي عزيزي القارئ! سنغطي اليوم موضوعًا مثل سرعة الإنترنت وكيفية التحقق منها. الحقيقة هي أن المستخدمين عديمي الخبرة غالبًا ما يطرحون مثل هذه الأسئلة، ويبدأ الكثيرون في طرحها، كما يقولون، أحتاج إلى الاتصال بمزود جديد، ما هي السرعة التي يجب أن أختارها في التعريفة، أو أي مزود أفضل للسرعة لتكون جيدة.

اليوم سوف ننظر في:

ما هي سرعة الإنترنت؟

ليس من الضروري أن تكون فنيًا لفهم ما هو عليه. دعونا فقط نحاول إعطاء تشبيه. الحقيقة هي أننا غالبًا ما نواجه السرعة في الحياة اليومية. على سبيل المثال، نتحرك عن طريق قياس سرعة المشي أو قيادة السيارة. نقوم بضبط سرعة دوران الغسالة حسب وضع الغسيل. نحن نحاول تحديد مدى سرعة ذوبان الثلوج (لقد حل الربيع بالخارج، أريد أن يذوب الثلج بسرعة))))). وهكذا، وكل شيء يقاس بالنسبة للزمن.

في الوقت الحاضر، هناك العديد من مقدمي الخدمة، وكل منهم يضمن سرعة عالية. إذا كنت ترغب في معرفة سرعة الإنترنت الخاصة بمزود الخدمة الخاص بك، فيمكنك الاتصال بالخط الساخن بأمان وسيخبرونك بكل ما يهمك. لكن هل ستكون هذه السرعة حقيقية؟ ليست حقيقة. سأخبرك عن طرق بديلة للتحقق من سرعة الإنترنت لديك لاحقًا.

أود أن أشير إلى أن السرعة القصوى المتاحة والمتاحة لجميع المستخدمين هي 100 ميجا بايت/ثانية. هذا هو الحد الأقصى الذي يمكن أن توفره لك بطاقة الشبكة. حاسوب. في الواقع، سرعة الإنترنت في جميع أنحاء العالم هي نفسها - 100 ميجابايت/ثانية. أو دعنا نعطي مثالا، لنفترض أن ملف الموسيقى العادي يزن حوالي 4-5 ميغابايت. في هذه الحالة، نقوم بتحويل 1 ميجابايت إلى بايت ونحصل على أن سرعة التنزيل البالغة 1 ميجابايت ستكون تساوي 125 كيلوبت في الثانية، مما يعني أنه سيتم تنزيل 4 ميجابايت في 40 ثانية. هذا هو الحد الأقصى الممكن.

عرض النطاق

غالبًا ما يخلط المستخدمون المنزليون بين مفاهيم مثل سرعة الانترنتو الإنتاجية. المفهوم الأخير هو بالضبط ما يمكن أن يقدمه لك مزود الخدمة الخاص بك. تساءل العديد من الأشخاص، بما فيهم أنا، عن سبب اختلاف أسعار السرعة لدى مقدمي الخدمة. مما سبق فهمنا أن سرعة الإنترنت هي نفسها.

المفاهيم متشابهة جدًا، لكن معانيها مختلفة، على الرغم من أنها تقاس بنفس الطريقة. سرعة الانترنت— سرعة نقل المعلومات (حجم المعلومات) لكل وحدة زمنية، أي مدى سرعة وصول المعلومات من المصدر إلى المتلقي.

عرض النطاق- يتم قياسها بنفس طريقة قياس سرعة الإنترنت بالكيلو بايت/ثانية أو ميجابايت/ثانية، وهي أقصى سرعة ممكنة لنقل البيانات من المصدر إلى المتلقي عبر قناة اتصال محددة. أي أن هذه السرعة توضح بالضبط مقدار المعلومات التي يمكن نقلها عبر قناة اتصال معينة لكل وحدة زمنية.

في شبكات نقل البيانات، يمكن نقل الكثير من المعلومات عبر قناة محددة من مصدر واحد إلى عدة مستلمين، واعتمادًا على العديد من العوامل، ستكون السرعة مختلفة لكل مستلم، لكن سرعة القناة نفسها عادة ما تكون ثابتة.

لذلك يتبين أن مجموع كل معدلات نقل البيانات عبر قناة معينة لا يمكن أن يتجاوز سرعة قناة الإنتاجية! لذلك اتضح أن الموفر لا يمكن ضمانبمعدل نقل بيانات محدد مسبقًا من أي مصدر. للعميل هم يمكن أن توفرالحد الأقصى للإنتاجية فقط. ولهذا السبب قمت بالاتصال، على سبيل المثال، بسرعة 25 ميجابايت/ثانية، وكانت سرعتك المقاسة حوالي 15 ميجابايت/ثانية.

عرض النطاق الترددي ومزود.

لسبب ما، تنص العقود على سرعة الإنترنت على وجه التحديد، ولكنها في جوهرها توفر النطاق الترددي بالضبط. كما أن حقيقة حصولك على 15 ميجابايت/ثانية اليوم لا تعني شيئًا. غدًا أو خلال ساعة ستكون 20 ميجا بايت/ثانية. أو ربما 5 ميجا بايت / ثانية. يتغير باستمرار ويعتمد على عوامل كثيرة، بما في ذلك عدد المستلمين أنفسهم (كما يقولون، عدد الأشخاص الموجودين حاليًا على قناة اتصال معينة).

وفي المقابل، يمكن للمزود نفسه أن يضمن إنتاجية قنوات الاتصال الخاصة به. يمكن أن تكون هذه قناة من العميل للوصول المباشر إلى اتصال الإنترنت العالمي، ومن العميل إلى المحور المركزي للموفر، حيث توجد موارد المعلومات، ومن نقطة اتصال عميل إلى أخرى. يكون الموفر أيضًا مسؤولاً عن قناة الاتصال إلى موفر آخر. ولذلك، فإن الخطوة التالية لا يتم الرد عليها من قبل الموفر. وإذا كانت القدرة الإنتاجية أقل هناك، فلن ترتفع.

الأخطاء الشائعة عند تحليل سرعة الإنترنت.

لماذا ينتهي بنا الأمر دائمًا إلى موقف تكون فيه السرعة أقل تمامًا مما نريد (ما اتصلنا به). هناك الكثير من العوامل. والأكثر شيوعًا هو الشخص نفسه الذي يحاول تحديد السرعة. إنه لا يفهم ما يراه بشكل صحيح.

لدي العديد من الأصدقاء والزملاء يحاولون معرفة ماذا وكيف ولماذا ويقدمون لهم جميع النصائح من أجل الحصول على أقصى قدر من الفرص في أقل من يوم واحد. الأمر كله يتعلق بمكانك، وما تريد القيام به، وما إلى ذلك. بالنسبة لي شخصيًا، قمت بتوصيل إنترنت الألياف الضوئية من Rostelecom بسرعة 25 ميجا بايت في الثانية. لقد كنت راضيًا عن السعر، وكنت راضيًا عن جودة الخدمة والسرعة نفسها. لدي ما يكفي لمشاهدة الأفلام عبر الإنترنت، واللعب عبر الإنترنت، وتنزيل البيانات. إذا كنت بحاجة إلى تنزيل شيء كبير، أرتديه في الليل وأذهب إلى السرير. قد لا يناسبك هذا، كل شيء فردي. لكن هذا هو رأيي وموقفي ولا أطرح أسئلة حول سرعة الإنترنت لدي. ببساطة لأنه من الصعب التحديد الدقيق، كل شيء تقريبًا، كل شيء نسبي.

ولكن لسبب ما ضللت. وهكذا، حددت الخطأين الأكثر شيوعًا:

1. عند تنزيل البيانات، يتبين أن البيانات الواردة من أداة التنزيل نفسها غير صحيحة وأن المستخدم غير منتبه. يُظهر برنامج التنزيل نفسه سرعة تنزيل تقريبية وليست دقيقة. تختلف السرعة دائمًا وتعتمد على العديد من العوامل. بالإضافة إلى ذلك، كانت هناك حالات يظهر فيها أداة تحميل التشغيل سرعة تبلغ 782 كيلوبت في الثانية، ويقول المستخدم على الفور إنها أقل بعشر مرات مما هو مذكور: 8192 كيلوبت في الثانية. تحتاج إلى إلقاء نظرة فاحصة على قيم السرعة. في الحالة الأولى كيلو بايت، وفي الثانية كيلو بايت. ماذا يحدث: 782*8=6256 كيلو بايت/ثانية. هذه هي السرعة التي تم بها تنزيل الملف. وبما أن البيانات تقريبية وقريبة من السرعة المعلنة فهذا أمر طبيعي.
2. ينظر العديد من الأشخاص إلى الأيقونة الموجودة في أسفل اليمين على شكل شاشتين ويرون هناك نقش "سرعة الاتصال 100 ميجابايت" (بالنسبة لإصدارات Windows 7 والإصدارات الأحدث، لا يوجد شيء من هذا القبيل، على الرغم من أنهم أخبروني أنه مكتوب هناك أيضًا، ولكن لم أتمكن من العثور على مكان)، ولكن لديهم، على سبيل المثال، 512 كيلوبت/ثانية متصلة، وبدأوا في الاعتقاد بأن هذه القيمة أكبر، مما يعني أن المزود يخدعنا ويبدأون في الاتصال به. إنها مسألة عدم الاهتمام مرة أخرى. في الأسفل تظهر سرعة الاتصال بين المودم والكمبيوتر ولا يوجد اتصال بسرعة الإنترنت.

ما الذي يحدد سرعة نقل البيانات؟

من أشياء كثيرة، ولكنني حددت ثلاثة من الأكثر شيوعا. لتبدأ، إذا حاولت، على سبيل المثال، تنزيل البيانات في ماريانسك من خادم في نوفوسيبيرسك، ثم قسمت حجم البيانات على وقت التنزيل وحصلت على السرعة، فلن تتلقى معلومات موثوقة. ستكون سرعة الإنترنت الناتجة لديك أقل ولن يكون مزود الخدمة الخاص بك مسؤولاً عن أي شيء.

لهذا السبب:

1. الزائد في بعض قنوات الاتصال بين نوفوسيبيرسك ومارينسك، وهناك الكثير منهم، السلسلة طويلة. قد يكون هناك حتى مقدمي الخدمات الأجانب. ببساطة، إشارتك لا تذهب مباشرة من مارينسك إلى نوفوسيبيرسك في خط مستقيم، فهناك العديد من الفروع والعديد من مقدمي الخدمة الآخرين الذين لديهم قنوات اتصال خاصة بهم بسعات مختلفة. ولا يمكن أن تكون سرعتك أعلى من أبطأ قناة اتصال. لذلك اتضح أنه إذا كانت هناك قناة ذات نطاق ترددي أدنى في مكان ما، فستكون سرعتك منخفضة تمامًا.
2. تحميل ثقيل على الخادم نفسه أو قيود على نشر المعلومات من قبل مالك الخادم نفسه.
3. انخفاض أداء معدات الشبكة الخاصة بك، أو الحمل الثقيل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك أثناء القياسات.
4. بشكل عام، البيانات التي تم تنزيلها نفسها لا تذهب في دفق واحد في اتجاه واحد، فهي مقسمة إلى حزم. يرسل جهاز الكمبيوتر الخاص بك الطلبات، أو وصول الحزم، أو إعادة إرسال الحزم المكسورة أو غير المستلمة. بشكل عام، يكون الاتصال ثنائي الاتجاه مستمرًا، وهو ما يعد ميزة إضافية لإضاعة الوقت.
5. يمكنك أيضًا ملاحظة قوة الحوسبة للخوادم نفسها، لأنه كلما زادت السرعة المعلنة، زادت الحاجة إلى موارد الحوسبة. هذه عمليات معقدة تتطلب أجهزة خطيرة.

كيفية تحديد السرعة بشكل صحيح.

لسبب ما، يعتقد الكثير من الناس أن مقدمي الخدمة يريدون دائمًا خداعهم. لقد كتبت بالفعل أعلاه سبب اختياري لـ Rostelecom وأنا أجلس بهدوء ولا أقلق. على العكس من ذلك، يهتم جميع مقدمي الخدمات الرئيسيين بتزويدك بالسرعة الدقيقة، أو بالأحرى النطاق الترددي، الذي تدفع مقابله. ولا يعني ذلك أنه يمكن لأي شخص التحقق من السرعة والشكوى.

ولكن كيف يمكنك قياس السرعة؟

اليوم هناك طرق عديدة للقيام بذلك. ما عليك سوى إدخال الاستعلام "قياس سرعة الإنترنت" في محرك البحث وتحديد، على سبيل المثال، speedtest.net.

أولا، حدد المنطقة، المزود لديك.

انقر فوق التحقق، في بضع ثوانٍ، وربما دقائق، ستكتشف سرعة الإنترنت لديك. لكن هذا سيوضح لك فقط سرعة تبادل المعلومات بينك وبين الموقع ولن يُظهر النطاق الترددي لمزود الخدمة الخاص بك بأي شكل من الأشكال. وهو ما تحدثت عنه أعلاه.

ولكن للتحقق من الإنتاجية، نقوم بما يلي:

1. قم بتنزيل وتثبيت أي برنامج يمكنه قراءة وإظهار حجم البيانات المستلمة والمرسلة. على سبيل المثال، TMeter، وDUMeter، وما إلى ذلك.
2. والآن نحاول تحميل قناتنا بأي وسيلة، وتنزيل أكبر قدر ممكن من المعلومات في نفس الوقت ويجب أن تكون الملفات كبيرة، وبدورها يجب تنزيل الملفات من مواقع مختلفة. وبالمناسبة، يمكن لبرنامج Torrent أن يساعدك كثيرًا. هناك نقوم بتثبيت أكبر عدد ممكن من التنزيلات ونحلل البيانات الواردة.
3. يمكنك الآن تحديد سرعة الإنترنت لديك، أو بالأحرى عرض النطاق الترددي لمزود الخدمة الخاص بك. بعد كل شيء، أكثر مما يسمح لك به المزود لن يصل إليك))).

وفي الختام، أريد أن أقول، شكرًا لك على قراءة مقالاتي، وترك التعليقات، وتصحيحي إذا كان هناك خطأ ما، فأنا دائمًا مع النقد الكافي. اقرأ النصائح التالية. تبادل المعلومات على الشبكات الاجتماعية، وداعا للجميع!

ما هي سرعة الإنترنت؟تم التحديث: 11 سبتمبر 2017 بواسطة: سوبوتين بافيل

1. ما هي عملية نقل المعلومات؟

نقل المعلومات- عملية فيزيائية يتم من خلالها نقل المعلومات في الفضاء. قمنا بتسجيل المعلومات على قرص ونقلناها إلى غرفة أخرى. وتتميز هذه العملية بوجود المكونات التالية:

مصدر للمعلومات. متلقي المعلومات. ناقل المعلومات. وسيط نقل.

نظام نقل المعلومات:

مصدر المعلومات – قناة المعلومات – متلقي المعلومات.

يتم تقديم المعلومات ونقلها في شكل سلسلة من الإشارات والرموز. ومن المصدر إلى المتلقي، تنتقل الرسالة عبر بعض الوسائط المادية. إذا تم استخدام وسائل الاتصال التقنية في عملية النقل فإنها تسمى قنوات نقل المعلومات (قنوات المعلومات). وتشمل هذه الهاتف والراديو والتلفزيون. تلعب أعضاء الحس البشري دور قنوات المعلومات البيولوجية.

تتبع عملية نقل المعلومات عبر قنوات الاتصال التقنية المخطط التالي (حسب شانون):

يشير مصطلح "الضوضاء" إلى أنواع مختلفة من التداخل الذي يشوه الإشارة المرسلة ويؤدي إلى فقدان المعلومات. ينشأ هذا التدخل في المقام الأول لأسباب فنية: رداءة جودة خطوط الاتصال، وانعدام الأمن لتدفقات مختلفة من المعلومات المنقولة عبر نفس القنوات من بعضها البعض. للحماية من الضوضاء، يتم استخدام طرق مختلفة، على سبيل المثال، استخدام أنواع مختلفة من المرشحات التي تفصل الإشارة المفيدة عن الضوضاء.

طور كلود شانون نظرية تشفير خاصة توفر طرقًا للتعامل مع الضوضاء. إحدى الأفكار المهمة لهذه النظرية هي أن الكود المرسل عبر خط الاتصال يجب أن يكون زائدًا عن الحاجة. ونتيجة لذلك، يمكن تعويض فقدان جزء من المعلومات أثناء الإرسال. ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون التكرار كبيرًا جدًا. سيؤدي هذا إلى التأخير وزيادة تكاليف الاتصالات.

2. المخطط العام لنقل المعلومات

3. قم بإدراج قنوات الاتصال التي تعرفها

قناة الاتصال (قناة اللغة الإنجليزية، خط البيانات) - نظام من الوسائل التقنية ووسيلة انتشار الإشارة لنقل الرسائل (وليس البيانات فقط) من المصدر إلى المتلقي (والعكس). تمثل قناة الاتصال، بالمعنى الضيق (مسار الاتصال)، فقط الوسيط المادي لانتشار الإشارة، على سبيل المثال، خط اتصال مادي.

بناءً على نوع وسيلة التوزيع تنقسم قنوات الاتصال إلى:

سلكي؛ الصوتية. بصري. الأشعة تحت الحمراء. قنوات الراديو.

4. ما هي الاتصالات السلكية واللاسلكية والاتصالات الحاسوبية؟

الاتصالات السلكية واللاسلكية(باليونانية tele - في المسافة، بعيدًا وlat. communication - communication) هو نقل واستقبال أي معلومات (الصوت والصورة والبيانات والنص) عبر مسافة عبر الأنظمة الكهرومغناطيسية المختلفة (قنوات الكابل والألياف الضوئية وقنوات الراديو وغيرها من قنوات الاتصالات السلكية واللاسلكية).

شبكة الاتصالاتهو نظام من الوسائل التقنية التي يتم من خلالها إجراء الاتصالات.

شبكات الاتصالات تشمل:

1. شبكات الكمبيوتر (لنقل البيانات)

2. شبكات الهاتف (نقل المعلومات الصوتية)

3. شبكات الراديو (نقل المعلومات الصوتية – خدمات البث)

4. شبكات التلفزيون (الصوت والفيديو – خدمات البث)

اتصالات الكمبيوتر هي الاتصالات التي تكون أجهزتها الطرفية هي أجهزة الكمبيوتر.

يسمى نقل المعلومات من كمبيوتر إلى كمبيوتر بالاتصال المتزامن، ومن خلال كمبيوتر وسيط، مما يسمح بتراكم الرسائل ونقلها إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية حسب طلب المستخدم، بشكل غير متزامن.

بدأ إدخال الاتصالات الحاسوبية في التعليم. وفي التعليم العالي يتم استخدامها لتنسيق البحث العلمي، والتبادل السريع للمعلومات بين المشاركين في المشروع، والتعلم عن بعد، والمشاورات. في نظام التعليم المدرسي - زيادة كفاءة الأنشطة المستقلة للطلاب المتعلقة بمختلف أنواع العمل الإبداعي، بما في ذلك الأنشطة التعليمية، القائمة على الاستخدام الواسع النطاق لطرق البحث، وحرية الوصول إلى قواعد البيانات، وتبادل المعلومات مع الشركاء داخل كل من البلاد والخارج.

5. ما هو عرض النطاق الترددي لقناة نقل المعلومات؟

عرض النطاق- خاصية مترية، موضحا النسبة الحد الأقصى لعدد وحدات النجاح (المعلومات، الكائنات، الحجم ) لكل وحدة زمنية من خلال قناة أو نظام أو عقدة.

في علوم الكمبيوتر، عادةً ما يتم تطبيق تعريف النطاق الترددي على قناة الاتصال ويتم تحديده من خلال الحد الأقصى لكمية المعلومات المرسلة/المستقبلة لكل وحدة زمنية.

يعد عرض النطاق الترددي أحد أهم العوامل من وجهة نظر المستخدم. ويتم تقديرها بمقدار البيانات التي يمكن للشبكة، في حدودها، نقلها لكل وحدة زمنية من جهاز متصل بها إلى آخر.

تعتمد سرعة نقل المعلومات إلى حد كبير على سرعة إنشائها (أداء المصدر)، وطرق التشفير وفك التشفير. أعلى سرعة ممكنة لنقل المعلومات في قناة معينة تسمى الإنتاجية. سعة القناة، بحكم التعريف، هي

معدل نقل المعلومات عند استخدام المصدر "الأفضل" (الأمثل) وجهاز التشفير ووحدة فك التشفير لقناة معينة، وبالتالي فهو يميز القناة فقط.

5. في أي وحدات يتم قياس قدرة قنوات نقل المعلومات؟

يمكن قياسها بوحدات مختلفة، وأحيانًا متخصصة جدًا - قطع، بت/ثانية، طن، متر مكعبإلخ.

6. تصنيف قنوات الاتصال بالكمبيوتر (بطريقة التشفير، بطريقة الاتصال، بطريقة إرسال الإشارات)

شبكات البث؛ الشبكات مع النقل من العقدة إلى العقدة.

7. خصائص قنوات الكابل لنقل المعلومات (الكابل المحوري، الزوج الملتوي، كابل الهاتف، كابل الألياف الضوئية)

سلكية – خطوط الهاتف والتلغراف (الهواء) ؛ كابل – أزواج نحاسية ملتوية، محورية، ألياف بصرية؛

وأيضا على أساس الإشعاع الكهرومغناطيسي:

قنوات الراديو للاتصالات الأرضية والفضائية؛ على أساس الأشعة تحت الحمراء.

الكابلات القائمة على أزواج ملتوية (ملتوية) من الأسلاك النحاسية؛ الكابلات المحورية (القلب المركزي والجديلة النحاسية)؛ كابلات الألياف البصرية.

كابلات زوجية ملتوية

تُستخدم الكابلات المعتمدة على أزواج ملتوية لنقل البيانات الرقمية وتستخدم على نطاق واسع في شبكات الكمبيوتر. من الممكن أيضًا استخدامها لنقل الإشارات التناظرية. يؤدي لف الأسلاك إلى تقليل تأثير التداخل الخارجي على الإشارات المفيدة وتقليل الاهتزازات الكهرومغناطيسية المنبعثة إلى الفضاء الخارجي. يزيد التدريع من تكلفة الكابل ويعقد التثبيت ويتطلب تأريضًا عالي الجودة. في التين. يتم تقديم تصميم UTP نموذجي يعتمد على زوجين ملتويين.

أرز. تصميم الكابل مع زوج ملتوي غير محمي.

اعتمادا على وجود الحماية - جديلة نحاسية مؤرضة كهربائيا أو رقائق الألومنيوم حول الأزواج الملتوية، يتم تحديد أنواع الكابلات القائمة على الأزواج الملتوية:

الزوج الملتوي غير المحمي UTP (الزوج الملتوي غير المحمي) - لا يوجد درع واقي حول الزوج الفردي؛

زوج ملتوي من رقائق FTP (زوج ملتوي من رقائق معدنية) - يوجد درع خارجي مشترك واحد على شكل رقائق معدنية؛

الزوج الملتوي المحمي STP (الزوج الملتوي المحمي) – هناك شاشة واقية لكل زوج وشاشة خارجية مشتركة على شكل شبكة؛

الزوج الملتوي المحمي بالرقائق S/FTP (الزوج الملتوي المغطى بالرقائق) - هناك شاشة واقية لكل زوج في جديلة رقائق معدنية وشاشة خارجية مصنوعة من جديلة نحاسية؛

زوج ملتوي محمي غير محمي SF/UTP (زوج مجدول مجدول غير محمي) – درع خارجي مزدوج مصنوع من جديلة نحاسية ورقائق معدنية، كل زوج مجدول بدون حماية.

1.5.2.2. كابل متحد المحور

الغرض من الكابل المحوري هو نقل الإشارات في مختلف مجالات التكنولوجيا: أنظمة الاتصالات؛ شبكات البث؛ شبكات الحاسب؛ أنظمة تغذية الهوائي لمعدات الاتصالات، وما إلى ذلك. يتميز هذا النوع من الكابلات بتصميم غير متماثل ويتكون من قلب نحاسي داخلي وجديلة، مفصولة عن القلب بطبقة عازلة.

يظهر التصميم النموذجي للكابل المحوري في الشكل 1.22.

أرز. 1.22. تصميم الكابل المحوري النموذجي

بفضل جديلة التدريع المعدنية، فهي تتمتع بحصانة عالية من الضوضاء. الميزة الرئيسية للكابل المحوري عبر الزوج الملتوي هو عرض النطاق الترددي الواسع، والذي يوفر معدلات نقل بيانات أعلى محتملة تصل إلى 500 ميجابت في الثانية مقارنة بالكابلات الزوجية الملتوية. بالإضافة إلى ذلك، يوفر المحور المحوري مسافات نقل إشارة مسموح بها أكبر بكثير (تصل إلى كيلومتر واحد)، ومن الصعب الاتصال به ميكانيكيًا للتنصت غير المصرح به على الشبكة، كما أنه يلوث البيئة بشكل أقل بكثير بالإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع ذلك، فإن تركيب وإصلاح الكابلات المحورية أكثر صعوبة من الكابلات المزدوجة الملتوية، والتكلفة أعلى.

يستخدم أجهزة إرسال واستقبال LED تقليدية، مما يقلل التكلفة ويزيد من عمر الخدمة مقارنة بالكابل أحادي الوضع. في الشكل 1.24. يتم إعطاء خاصية توهين الإشارة في الألياف الضوئية. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الكابلات المستخدمة لخطوط الاتصال، فإن هذا النوع من الكابلات له قيم توهين إشارة أقل بكثير، والتي تتراوح عادة من 0.2 إلى 5 ديسيبل لكل 1000 متر من الطول. تتميز الألياف الضوئية متعددة الأوضاع بنوافذ الشفافية التوهين في نطاقات الطول الموجي 380-850، 850-1310 (نانومتر)، والألياف أحادية الوضع، على التوالي، 850-1310، 1310-1550 (نانومتر).

الشكل 1.24. نوافذ شفافة من الألياف الضوئية.

مزايا اتصالات الألياف الضوئية:

عرض النطاق الترددي واسعة.

بسبب التردد العالي للغاية لاهتزاز الناقل. عند استخدام تقنية تعدد الإرسال الطيفي لقنوات الاتصال باستخدام الموجة

تعدد الإرسال في عام 2009، تم إرسال الإشارات من 155 قناة اتصال بسرعة إرسال 100 جيجابت / ثانية لكل منها على مسافة 7000 كيلومتر. وبالتالي، كان إجمالي معدل نقل البيانات عبر الألياف الضوئية 15.5 تيرابت/ثانية. (تيرا = 1000 جيجا)؛

توهين منخفض للإشارة الضوئية في الألياف.

يسمح لك ببناء خطوط اتصالات طويلة الطول من الألياف الضوئية دون تضخيم الإشارة المتوسطة؛

انخفاض مستوى الضجيج في كابلات الألياف الضوئية.

يسمح لك بزيادة عرض النطاق الترددي عن طريق إرسال تعديلات مختلفة للإشارات مع تكرار منخفض للكود؛

حصانة عالية من الضوضاء والحماية من الوصول غير المصرح به.

إنه يضمن الحماية المطلقة للألياف الضوئية من التداخل الكهربائي والتداخل والغياب التام للإشعاع في البيئة الخارجية. ويفسر ذلك طبيعة اهتزاز الضوء، الذي لا يتفاعل مع المجالات الكهرومغناطيسية ذات نطاقات التردد الأخرى، مثل الألياف الضوئية نفسها، وهي عازلة. ومن خلال استغلال عدد من خصائص انتشار الضوء في الألياف الضوئية، يمكن لأنظمة مراقبة سلامة الوصلة الضوئية أن تقوم على الفور بإغلاق الوصلة المخترقة وإطلاق إنذار. تعتبر هذه الأنظمة ضرورية بشكل خاص عند إنشاء خطوط اتصال في الحكومة والخدمات المصرفية وبعض الخدمات الخاصة الأخرى التي زادت متطلبات حماية البيانات؛

لا حاجة للعزل الكلفاني لعقد الشبكة.

لا يمكن لشبكات الألياف الضوئية بشكل أساسي أن تحتوي على حلقات أرضية كهربائية، والتي تحدث عندما يكون لجهازين شبكيين وصلات أرضية في نقاط مختلفة في المبنى؛

 سلامة عالية من الانفجارات والحريق ومقاومة البيئات العدوانية.

نظرًا لغياب إمكانية حدوث شرارة، تعمل الألياف الضوئية على زيادة أمان الشبكات في مصافي المواد الكيميائية والنفط، عند خدمة العمليات التكنولوجية عالية المخاطر؛

 خفة وزن كابلات الألياف الضوئية وحجمها وفعاليتها من حيث التكلفة.

تعتمد الألياف على الكوارتز (ثاني أكسيد السيليكون)، وهي مادة رخيصة الثمن ومتاحة على نطاق واسع. حاليًا، تبلغ تكلفة الألياف بالنسبة لزوج النحاس 2:5. تتناقص تكلفة كابل الألياف الضوئية نفسه باستمرار، لكن استخدام أجهزة الاستقبال والإرسال الضوئية الخاصة (مودمات الألياف الضوئية) التي تحول الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية والعكس يزيد بشكل كبير من تكلفة الشبكة ككل؛

 عمر خدمة طويل.

عمر خدمة الألياف الضوئية لا يقل عن 25 عامًا. كابلات الألياف الضوئية لها أيضًا بعض العيوب. العامل الرئيسي هو التعقيد العالي للتثبيت. عند توصيل أطراف الكبل، من الضروري ضمان دقة عالية للمقطع العرضي للألياف الزجاجية، ثم تلميع القطع ومحاذاة الألياف الزجاجية عند تثبيتها في الموصل. يتم تركيب الموصلات باستخدام لحام المفاصل أو لصقها باستخدام هلام خاص له نفس معامل انكسار الضوء مثل الألياف الزجاجية. وعلى أية حال، فإن هذا يتطلب موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا وأدوات خاصة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن كابلات الألياف الضوئية أقل متانة وأقل مرونة من الكابلات الكهربائية، كما أنها حساسة للضغط الميكانيكي. كما أنه حساس للإشعاعات المؤينة، مما يقلل من شفافية الألياف الزجاجية، أي يزيد من توهين الإشارة في الكابل. يمكن أن تؤدي التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة إلى تشقق الألياف الزجاجية. للحد من تأثير هذه العوامل، يتم استخدام حلول التصميم المختلفة، مما يؤثر على تكلفة الكابل.

مع الأخذ في الاعتبار الخصائص الفريدة للألياف الضوئية، يتم استخدام الاتصالات السلكية واللاسلكية القائمة عليها بشكل متزايد في جميع مجالات التكنولوجيا. هذه هي شبكات الكمبيوتر، وشبكات الاتصالات الحضرية، والإقليمية، والفدرالية، وكذلك شبكات الاتصالات الأولية تحت الماء العابرة للقارات، وأكثر من ذلك بكثير. باستخدام قنوات اتصال الألياف الضوئية، يتم تنفيذ ما يلي: تلفزيون الكابل، والمراقبة بالفيديو عن بعد، ومؤتمرات الفيديو وبث الفيديو، والقياس عن بعد و. نظم المعلومات الأخرى.

8. خصائص قنوات نقل المعلومات لاسلكياً (الأقمار الصناعية،

قنوات الراديو، واي فاي، بلوتوث)

التقنيات اللاسلكية- فئة فرعية تقنيات المعلوماتتعمل على نقل المعلومات عبر مسافة بين نقطتين أو أكثر، دون الحاجة إلى توصيلها بالأسلاك. يمكن استخدامها لنقل المعلوماتالأشعة تحت الحمراء، موجات الراديو، الإشعاع البصري أو الليزري.

توجد حاليًا العديد من التقنيات اللاسلكية، وأكثرها شهرة لدى المستخدمين بأسمائها التسويقية، مثل Wi-Fi، وWiMAX، وBluetooth. كل تقنية لها خصائص معينة تحدد نطاق تطبيقها.

هناك طرق مختلفة لتصنيف التقنيات اللاسلكية.

حسب النطاق:

س شبكات المناطق الشخصية اللاسلكية ( WPAN - شبكات المناطق الشخصية اللاسلكية). أمثلة على التقنيات -البلوتوث.

س الشبكات المحلية اللاسلكية ( WLAN - شبكات المناطق المحلية اللاسلكية).

ومن أمثلة التقنيات شبكة Wi-Fi.

س الشبكات اللاسلكية على مستوى المدينة ( WMAN - شبكات المناطق الحضرية اللاسلكية). أمثلة على التقنيات - WiMAX.

س الشبكات اللاسلكية واسعة النطاق ( WWAN - شبكة لاسلكية واسعة النطاق).

ومن أمثلة التقنيات CSD، GPRS، EDGE، EV-DO، HSPA.

حسب الطوبولوجيا:

س "من نقطة إلى نقطة".

س نقطة إلى عدة نقاط.

حسب مجال التطبيق:

o الشبكات اللاسلكية للشركات (الإدارية) - التي أنشأتها الشركات لتلبية احتياجاتها الخاصة.

س شبكات المشغلين اللاسلكية - تم إنشاؤها بواسطة مشغلي الاتصالات لتقديم الخدمات مقابل رسوم.

يمكن أن تتمثل إحدى طرق التصنيف القصيرة والموجزة في عرض الخاصيتين الأكثر أهمية للتكنولوجيات اللاسلكية في وقت واحد على محورين: السرعة القصوى لنقل المعلومات والمسافة القصوى.

المهام المهمة 1. وفي 10 ثوانٍ، يتم إرسال 500 بايت من المعلومات عبر قناة الاتصال. ما هو يساوي

سعة القناة؟ (500/10=50 بايت/ثانية=400 بت/ثانية)

المهمة 2. ما مقدار المعلومات التي يمكن نقلها عبر قناة بعرض نطاق 10 كيلوبت/ثانية في دقيقة واحدة؟ (10 كيلوبت/ثانية*60 ثانية = 600 كيلوبت)

المشكلة 3. متوسط ​​سرعة نقل البيانات باستخدام المودم هو 36864 بت في الثانية. كم ثانية سيستغرق المودم لإرسال 4 صفحات نصية بتشفير KOI-8، على افتراض أن كل صفحة تحتوي على متوسط ​​2304 حرفًا.

الحل: عدد الأحرف في النص: 2304*4 = 9216 حرف.

في ترميز KOI-8، يتم تشفير كل حرف ببايت واحد، ثم يكون حجم معلومات النص 9216 * 8 = 73,728 بت.

الزمن = الحجم / السرعة . 73728: 36864 = 2 ثانية

الإنتاجية هي خاصية عالمية تصف الحد الأقصى لعدد وحدات الكائنات التي تمر عبر قناة أو عقدة أو قسم. يتم استخدام هذه الخاصية على نطاق واسع من قبل رجال الإشارة وعمال النقل والهيدروليكيين والبصريات والصوتيات والهندسة الميكانيكية. الجميع يعطي تعريفهم الخاص. عادةً ما يرسمون الخط باستخدام وحدات زمنية، ويربطون بوضوح المعنى المادي بسرعة العملية. قناة الاتصال تنقل المعلومات. ولذلك، فإن خاصية الإنتاجية هي معدل البت (بت / ثانية، الباود).

وحدة

غالبًا ما يتم استكمال البت/الوحدات القياسية بالبادئات:

1. الكيلو: كيلوبت في الثانية = 1000 بت في الثانية.
2. ميجا: ميجابت في الثانية = 1,000,000 بت في الثانية.
3. جيجا: جيجابت/ثانية = 1 مليار بت/ثانية.
4. تيرا: Tbit/s = 1 تريليون. نقطة أساس
5. بيتا: Pbit/s = 1 كوادريليون بت/ثانية.

يتم استخدام أبعاد البايت بشكل أقل تكرارًا (1B = 8 بت). تشير القيمة عادةً إلى الطبقة المادية لتسلسل OSI الهرمي. يتم أخذ جزء من سعة القناة من خلال اصطلاحات البروتوكول: الرؤوس، بتات البداية... يتم استخدام الباود لقياس السرعة المعدلة، والتي توضح عدد الرموز لكل وحدة زمنية. بالنسبة للنظام الثنائي (0، 1) كلا المفهومين متساويان. مستويات التشفير، على سبيل المثال، مع تسلسلات الضوضاء الزائفة تغير توازن القوى. يصبح معدل الباود أصغر عند نفس معدل البت؛ ويتم تحديد الفرق بواسطة قاعدة الإشارة المتراكبة. يرتبط الحد الأعلى الذي يمكن تحقيقه نظريًا للمعدل المشكل بعرض طيف القناة بموجب قانون نيكويست:

الباود ≥ 2 × العرض (هرتز).

ومن الناحية العملية، يتم تحقيق العتبة من خلال استيفاء شرطين في وقت واحد:

• تعديل النطاق الجانبي الفردي.
• الترميز الخطي (المادي).

تعرض القنوات التجارية الإنتاجية بنصف المعدل. تنقل الشبكة الحقيقية أيضًا بتات الإطار ومعلومات تصحيح الأخطاء الزائدة عن الحاجة. ينطبق هذا الأخير بشكل مضاعف على البروتوكولات اللاسلكية والخطوط النحاسية فائقة السرعة. تعمل رؤوس كل طبقة OSI لاحقة على تقليل إنتاجية القناة الفعلية على التوالي.

بشكل منفصل، يحدد الخبراء قيم الذروة - الأرقام التي يتم الحصول عليها باستخدام الظروف المثالية. يتم تحديد سرعة الاتصال الفعلية بواسطة معدات متخصصة، أو في كثير من الأحيان عن طريق البرامج. غالبًا ما تُظهر العدادات عبر الإنترنت قيمًا غير واقعية تصف حالة فرع واحد من شبكة الويب العالمية. عدم وجود توحيد يزيد من الارتباك. في بعض الأحيان، يشير معدل البت إلى السرعة الفعلية، وفي كثير من الأحيان - سرعة الشبكة (مع طرح كمية معلومات الخدمة). ترتبط القيم على النحو التالي:

سرعة الشبكة = السرعة الفعلية × سرعة الكود.

القيمة الأخيرة تأخذ في الاعتبار القدرة على تصحيح الأخطاء، دائمًا أقل من واحد. سرعة الشبكة بالتأكيد أقل من السرعة الفعلية. مثال:

1. تبلغ سرعة الشبكة لبروتوكول IEEE 802.11a 6..54 ميجابت/ثانية. معدل البت النقي – 12..72 ميجابت/ثانية.
2. تبلغ سرعة النقل الفعلية لـ 100Base-TX Ethernet 125 ميجابت في الثانية، وذلك بفضل نظام التشفير 4B5B المعتمد. ومع ذلك، فإن تقنية التعديل الخطي NRZI المطبقة تسمح بتحديد معدل رمز قدره 125 ميجابايت.
3. إيثرنت 10Base-T خالي من رمز تصحيح الأخطاء، وسرعة الشبكة تساوي السرعة الفعلية (10 ميجابت/ثانية). ومع ذلك، فإن رمز مانشستر المستخدم يحدد تخصيص القيمة الرمزية النهائية إلى 20 ميجابود.
4. إن عدم تناسق سرعة قنوات المنبع (48 كيلوبت/ثانية) والقنوات الهابطة (56 كيلوبت/ثانية) لمودم الصوت V.92 معروف جيدًا. تعمل شبكات أجيال عديدة من الاتصالات الخلوية بالمثل.

تم تسمية سعة القناة باسم Shannon - الحد الأعلى النظري لمعدل البت في الشبكة في حالة عدم وجود أخطاء.

نظرية تعزيز القدرات

تم تطوير نظرية المعلومات بواسطة كلود شانون، حيث لاحظ أهوال الحرب العالمية الثانية، وقدم مفهوم سعة القناة، وطور نماذج رياضية. تتضمن محاكاة الخط المتصل ثلاث كتل:

1. الارسال.
2. قناة صاخبة (وجود مصدر تداخل).
3. المتلقي.

يتم تمثيل المعلومات المرسلة والمستلمة بوظائف التوزيع الشرطي. يتم وصف نموذج شانون بالسعة من خلال الرسوم البيانية. يقدم مثال ويكيبيديا نظرة عامة على بيئة تتميز بخمسة مستويات منفصلة من الإشارة المطلوبة. يتم تحديد الضوضاء من الفاصل الزمني (-1..+1). ثم تكون سعة القناة مساوية لمجموع الإشارة المفيدة ووحدة التداخل 5. وغالبًا ما تكون القيمة الناتجة كسرية. لذلك، من الصعب تحديد حجم المعلومات المرسلة في البداية (تقريبًا لأعلى أو لأسفل).

لا يمكن الخلط بين القيم المتباعدة (على سبيل المثال، 1؛ 3). يتم استكمال كل مجموعة مكونة من ثلاث رسائل مميزة أو أكثر برسالة واحدة غامضة. وعلى الرغم من أن السعة الاسمية للقناة تسمح بنقل 5 قيم في وقت واحد، إلا أن الزوج الذي يسمح بتشفير الرسائل دون أخطاء يعتبر فعالا. لزيادة مستوى الصوت، استخدم المجموعات التالية: 11، 23، 54، 42. تكون مسافة رمز التسلسل دائمًا أكبر من اثنين. ولذلك، فإن التداخل عاجز عن منع التعرف الصحيح على المجموعة. يصبح تعدد الإرسال ممكنًا، مما يزيد بشكل كبير من إنتاجية قناة الاتصال.

يتم أيضًا دمج خمس قيم منفصلة بواسطة رسم بياني متساوي الأضلاع. تشير نهايات الحواف إلى أزواج من القيم التي قد يربك جهاز الاستقبال بسبب وجود الضوضاء. ثم يتم تمثيل عدد المجموعات بمجموعة مستقلة من الرسم البياني المكون. بيانياً، يتم تجميع المجموعة من خلال مجموعات تستبعد وجود نقطتين من حافة واحدة. يتكون نموذج شانون للإشارة ذات المستويات الخمسة حصريًا من أزواج من القيم (انظر أعلاه). انتبه، سؤال!

• ما علاقة الحسابات النظرية المعقدة بموضوع سعة القناة الذي تمت مناقشته؟

الشيء الأكثر مباشرة. أول نظام رقمي لنقل المعلومات المشفرة، Green Bumblebee (الحرب العالمية الثانية)، استخدم إشارة ذات 6 مستويات. زودت الحسابات النظرية للعلماء الحلفاء باتصالات مشفرة موثوقة، مما سمح لهم بعقد أكثر من 3000 مؤتمر. لا يزال التعقيد الحسابي لرسومات شانون البيانية غير معروف. لقد حاولوا الحصول على المعنى بطريقة ملتوية، واستمروا في السلسلة حيث أصبحت القضية أكثر تعقيدًا. نحن نعتبر رقم لوفاس مثالًا ملونًا لما قيل.

معدل البت

يتم حساب سعة القناة الحقيقية وفقًا للنظرية. يتم بناء نموذج الضوضاء، على سبيل المثال، الجمع الغوسي، ويتم الحصول على تعبير عن نظرية شانون-هارتلي:

C = B log2 (1 + S/N)،

ب - عرض النطاق الترددي (هرتز)؛ S/N – نسبة الإشارة/الضوضاء. يتيح لك اللوغاريتم الأساسي 2 حساب معدل البت (بت/ثانية). تتم كتابة حجم الإشارة والضوضاء بالفولت المربع أو الواط. استبدال الديسيبل يعطي نتيجة خاطئة. تختلف صيغة الشبكات اللاسلكية من نظير إلى نظير قليلاً. خذ الكثافة الطيفية للضوضاء مضروبة في عرض النطاق الترددي. يتم اشتقاق تعبيرات منفصلة لقنوات الخبو السريع والبطيء.

ملفات الوسائط المتعددة

فيما يتعلق بالتطبيقات الترفيهية، يوضح معدل البت مقدار المعلومات المخزنة والتي يتم تشغيلها في كل ثانية:

1. تختلف معدلات أخذ عينات البيانات.
2. عينات بأحجام مختلفة (بت).
3. في بعض الأحيان يتم تنفيذ التشفير.
4. تقوم الخوارزميات المتخصصة بضغط المعلومات.

يتم تحديد الوسط الذهبي الذي يساعد على تقليل معدل البت ويضمن جودة مقبولة. في بعض الأحيان، يؤدي الضغط إلى تشويه المادة المصدر بشكل لا رجعة فيه من خلال ضوضاء الضغط. غالبًا ما تُظهر السرعة عدد البتات لكل وحدة زمنية من الصوت أو الفيديو الذي يتم تشغيله (يعرضه المشغل). في بعض الأحيان يتم حساب القيمة عن طريق قسمة حجم الملف على المدة الإجمالية. نظرًا لأن البعد محدد بالبايت، يتم إدخال مضاعف 8 غالبًا ما يتقلب معدل البت للوسائط المتعددة. ويسمى معدل الإنتروبيا بالمعدل الأدنى الذي يضمن الحفاظ الكامل على المادة الأصلية.

الأقراص المدمجة

يتطلب معيار القرص المضغوط الصوتي أن يتم إرسال الدفق بمعدل أخذ عينات يبلغ 44.1 كيلو هرتز (عمق 16 بت). تتكون موسيقى الاستريو النموذجية من قناتين (مكبرات الصوت اليسرى واليمنى). يتضاعف معدل البت إلى أحادي. يتم تحديد صبيب قناة تعديل كود النبض بالتعبير:

• معدل البت = معدل أخذ العينات × العمق × عدد القنوات.

يعطي معيار القرص المضغوط الصوتي رقمًا نهائيًا قدره 1.4112 ميجابت/ثانية. تظهر عملية حسابية بسيطة: 80 دقيقة من التسجيل تستهلك 847 ميجابايت، باستثناء العناوين. يحدد حجم الملف الكبير الحاجة إلى ضغط المحتوى. فيما يلي أرقام تنسيق MP3:

• 32 كيلوبت/ثانية - مقبول للكلام الواضح.
• 96 كيلو بايت في الثانية - تسجيل منخفض الجودة.
• .160 كيلوبت/ثانية هو مستوى ضعيف.
• 192 كيلو بايت في الثانية هو شيء بينهما.
• تعتبر سرعة 256 كيلوبت في الثانية نموذجية لمعظم المسارات.
• 320 كيلو بايت في الثانية - جودة ممتازة.

التأثير واضح. تقليل السرعة مع زيادة جودة التشغيل. أبسط برامج ترميز الهاتف تستغرق 8 كيلوبت/ثانية، Opus - 6 كيلوبت/ثانية. الفيديو أكثر تطلبا. يستهلك البث بدقة Full HD غير المضغوطة 10 بت (24 إطارًا) 1.4 جيجابت في الثانية. أصبحت حاجة مقدمي الخدمات إلى تجاوز السجلات المحددة مسبقًا بشكل مستمر واضحة. يتم قياس المشاهدة العائلية الأساسية يوم الأحد من خلال التجربة الإجمالية للجمهور. من الصعب أن أشرح لأحبائك ما هو الخطأ في رقمنة الصورة.

ويجري الآن بناء قنوات حقيقية، مما يوفر إمدادات قوية. هناك أسباب مماثلة وراء التقدم في معايير الوسائط الرقمية. قدمت دولبي ديجيتال (1994) بوضوح فقدان المعلومات. تم عرض العرض الأول لفيلم Batman Returns (1992) من فيلم مقاس 35 ملم يحمل صوتًا مضغوطًا (320 كيلوبت في الثانية). تم نقل إطارات الفيديو بواسطة ماسح ضوئي CCD، وقام الجهاز بتفكيك الصوت على طول الطريق. مجهزة بنظام محيطي رقمي 5.1، تتطلب القاعة معالجة رقمية إضافية للبث.

غالبًا ما تتكون الأنظمة الحقيقية من مجموعة من القنوات. اليوم، يتم استبدال الأناقة السابقة بـ Dolby Surround 7.1، وتتزايد شعبية Atmos. يمكن تنفيذ التقنيات المتطابقة بطرق أصلية تقريبًا. فيما يلي أمثلة على الصوت ثماني القنوات (7.1):

• دولبي ديجيتال بلس (3/1.7 ميجابت في الثانية).
• دولبي ترو اتش دي (18 ميجابت/ثانية).

يختلف عرض النطاق الترددي المحدد.

أمثلة على سعة القناة

دعونا ننظر في تطور تقنيات نقل المعلومات الرقمية.

أجهزة المودم

1. الزوج الصوتي (1972) – 300 باود.
2. مودم فاديك وبيل 212A (1977) – 1200 باود.
3. قناة ISDN (1986) – قناتان 64 كيلوبت/ثانية (السرعة الإجمالية – 144 كيلوبت/ثانية).
4. 32 مكرر (1990) – ما يصل إلى 19.2 كيلوبت/ثانية.
5. 34 (1994) - 28.8 كيلو بايت في الثانية.
6. 90 (1995) - 56 كيلوبت/ثانية في اتجاه المصب، و33.6 كيلوبت/ثانية في اتجاه المنبع.
7. 92 (1999) - 56/48 كيلوبت في الثانية من المصب/المنبع.
8. ADSL (1998) – ما يصل إلى 10 ميجابت/ثانية.
9. ADSL2 (2003) – ما يصل إلى 12 ميجابت/ثانية.
10. ADSL2+ (2005) – ما يصل إلى 26 ميجابت/ثانية.
11. VDSL2 (2005) – 200 ميجابت/ثانية.
12. سريع (2014) – 1 جيجابت/ثانية.

شبكة إيثرنت المحلية

1. النسخة التجريبية (1975) – 2.94 ميجابت/ثانية.
2. 10BASES (1981، كبل متحد المحور) - 10 ميجابت/ثانية.
3. 10BASE-T (1990، الزوج الملتوي) – 10 ميجابت/ثانية.
4. إيثرنت سريع (1995) – 100 ميجابت/ثانية.
5. جيجابت إيثرنت (1999) - 1 جيجابت / ثانية.
6. 10 جيجابت إيثرنت (2003) – 10 جيجابت/ثانية.
7. 100 جيجابت إيثرنت (2010) – 100 جيجابت/ثانية.

واي فاي

1. IEEE 802.11 (1997) – 2 ميجابت/ثانية.
2. IEEE 802.11b (1999) – 11 ميجابت/ثانية.
3. IEEE 802.11a (1999) – 54 ميجابت/ثانية.
4. IEEE 802.11g (2003) – 54 ميجابت/ثانية.
5. IEEE 802.11n (2007) – 600 ميجابت/ثانية.
6. IEEE 802.11ac (2012) – 1000 ميجابت في الثانية.

الخلوية

1. الجيل الاول:
   1. إن إم تي (1981) – 1.2 كيلوبت/ثانية.
2. 2G:
   1. GSM CSD، D-AMPS (1991) - 14.4 كيلوبت / ثانية.
   2. إيدج (2003) - 296/118.4 كيلوبت في الثانية.
3. الجيل الثالث:
   1. UMTS-FDD (2001) – 384 كيلوبت/ثانية.
   2. UMTS HSDPA (2007) – 14.4 ميجابت/ثانية.
   3. UMTS HSPA (2008) – 14.4/5.76 ميجابت/ثانية.
   4. HSPA+ (2009) – 28/22 ميجابت/ثانية.
   5. CDMA2000 EV-DO القس. ب (2010) – 14.7 ميجابت/ثانية.
   6. HSPA+ MIMO (2011) – 42 ميجابت/ثانية.
4. 3G+:
   1. IEEE 802.16e (2007) – 144/35 ميجابت/ثانية.
   2. LTE (2009) – 100/50 ميجابت/ثانية.
5. 4G:
   1. LTE-A (2012) – 115 ميجابت/ثانية.
   2. WiMAX 2 (2011-2013، IEEE 802.16m) - 1 جيجابت/ثانية (الحد الأقصى الذي توفره الكائنات الثابتة).

تقدم اليابان اليوم الجيل الخامس من الاتصالات المتنقلة، مما يزيد من قدرات نقل الحزم الرقمية.

سعة القناة هي القيمة القصوى لسرعة نقل المعلومات عبر هذه القناة. أي أن الإنتاجية تحدد الإمكانيات المحتملة لنقل المعلومات. يتم قياس إنتاجية القناة بالبت في الثانية (bps).

يتضح من العلاقة أنه إذا لم تكن قوة الإشارة محدودة، فإن الإنتاجية ستكون كبيرة بلا حدود. يكون عرض النطاق الترددي صفراً عندما تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء P s / P w تساوي صفراً. ومع زيادة هذه النسبة، تزداد الإنتاجية إلى أجل غير مسمى.

يعطي هذا التعبير حدًا أعلى لا يمكن الوصول إليه فعليًا لمعدل نقل المعلومات، نظرًا لأن اشتقاقه جعل افتراض التشفير المثالي المقاوم للضوضاء، والذي يتطلب وقت نقل معلومات طويل للغاية لتنفيذه.

أثبت شانون أيضًا أن الرسائل الواردة من أي مصدر منفصل يمكن تشفيرها بواسطة الإشارات z(t) عند دخل القناة وإعادة بنائها من الإشارات عند مخرج القناة z"(t) مع احتمال خطأ قريب بشكل تعسفي من الصفر لـ H"(a) هذا مستحيل. هنا H"(a) هو أداء مصدر بسرعة معينة أو أداء جهاز إرسال لمصدر متحكم فيه. لذلك، لكي يكون نظام نقل المعلومات المنفصل اقتصاديًا (فعالاً)، فمن الضروري تنسيق مصدر الرسالة مع القناة نظرًا لأن أداء مصدر المعلومات H"(a ) يُعطى عادةً، فإن حالتين هما الأكثر أهمية: H"(a)C وH"(a)

في الحالة الأولى، يمكن أن يكون جهاز الإرسال والاستقبال بسيطًا جدًا، وبالتالي رخيصًا، لأنه إذا تجاوزت سعة القناة أداء المصدر بشكل كبير، فيمكنك الاكتفاء بأبسط طرق الإرسال (التشفير والتشكيل) والاستقبال (دوائر القرار) والحصول على الإخلاص الكافي . ومع ذلك، يستخدم هذا قناة مكلفة للغاية، نظرًا لأن نطاق التردد الواسع أو نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية مكلفة.

وفي الحالة الثانية، يمكن استخدام قناة أرخص ذات سعة أقل، ولكن هناك حاجة إلى طرق إرسال واستقبال أكثر تقدمًا، أي. جهاز إرسال واستقبال أكثر تكلفة. يترتب على ما سبق أنه يجب أن تكون هناك نسبة مثالية لـ C وH"(a)، حيث تكون التكلفة الإجمالية لنظام نقل المعلومات المنفصلة في حدها الأدنى. عند تحديد هذا الحد الأدنى، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه، مع مع تطور التكنولوجيا الإلكترونية، تنخفض تكلفة أجهزة الإرسال والاستقبال بشكل أسرع من تكلفة قنوات الاتصال، أي أنه مع مرور الوقت تنخفض نسبة C/H"(a).

وفي هذه الحالة تكون سعة القناة أكبر من سعة المصدر، لذا يمكن استخدام هذه القناة لنقل الإشارات التناظرية والرقمية. ويمكن استخدام احتياطي سعة القناة، مقارنة بسعة المصدر، لتطبيق تشفير إحصائي أو تشفير مقاوم للضوضاء.