Indică debitul. Capacitatea canalului

Odată cu progresul tehnologic, s-au extins și capacitățile internetului. Cu toate acestea, pentru ca utilizatorul să profite din plin de ele, este necesară o conexiune stabilă și de mare viteză. În primul rând, depinde de debitul canalelor de comunicare. Prin urmare, este necesar să aflați cum să măsurați viteza de transfer de date și ce factori o influențează.

Ce este capacitatea canalului de comunicare?

Pentru a vă familiariza și a înțelege noul termen, trebuie să știți ce este un canal de comunicare. În termeni simpli, canalele de comunicare sunt dispozitive și mijloace prin care transmisia are loc la distanță. De exemplu, comunicarea între computere se realizează folosind rețele de fibră optică și cablu. În plus, o metodă comună de comunicare este prin intermediul unui canal radio (un computer conectat la un modem sau o rețea Wi-Fi).

Lățimea de bandă este viteza maximă de transmitere a informațiilor într-o anumită unitate de timp.

De obicei, următoarele unități sunt utilizate pentru a indica debitul:

Măsurarea lățimii de bandă

Măsurarea debitului este o operație destul de importantă. Se efectuează pentru a afla viteza exactă a conexiunii dumneavoastră la Internet. Măsurarea se poate face folosind următorii pași:

• Cel mai simplu este să descărcați un fișier mare și să-l trimiteți la celălalt capăt. Dezavantajul este că este imposibil să se determine acuratețea măsurării.
• În plus, puteți utiliza resursa speedtest.net. Serviciul vă permite să măsurați lățimea canalului de Internet „care duce” la server. Cu toate acestea, această metodă nu este potrivită pentru măsurarea holistică, serviciul furnizează date despre întreaga linie către server și nu despre un anumit canal de comunicare. În plus, obiectul măsurat nu are acces la Internetul global.
• Soluția optimă pentru măsurare este utilitarul client-server Iperf. Vă permite să măsurați timpul și cantitatea de date transferate. După finalizarea operațiunii, programul oferă utilizatorului un raport.

Datorită metodelor de mai sus, puteți măsura viteza reală a conexiunii dvs. la Internet fără probleme. Dacă citirile nu corespund nevoilor dvs. actuale, atunci poate fi necesar să vă gândiți la schimbarea furnizorilor.

Calculul lățimii de bandă

Pentru a găsi și calcula capacitatea unei linii de comunicație, este necesar să se folosească teorema Shannon-Hartley. Acesta spune: puteți găsi debitul unui canal de comunicație (linie) calculând relația reciprocă dintre debitul potențial, precum și lățimea de bandă a liniei de comunicație. Formula de calcul a debitului este următoarea:

I=Glog 2 (1+A s /A n).

În această formulă, fiecare element are propriul său sens:

• eu- denotă parametrul de debit maxim.
• G- parametrul lățimii de bandă destinat transmiterii semnalului.
• La fel de/ A n- raportul dintre zgomot și semnal.

Teorema Shannon-Hartley sugerează că pentru a reduce zgomotul extern sau pentru a crește puterea semnalului, cel mai bine este să folosiți un cablu larg pentru transmisia de date.

Metode de transmitere a semnalului

Astăzi, există trei moduri principale de a transmite semnale între computere:

• Transmisie prin rețele radio.
• Transmitere de date prin cablu.
• Transmiterea datelor prin conexiuni de fibră optică.

Fiecare dintre aceste metode are caracteristici individuale ale canalelor de comunicare, care vor fi discutate mai jos.

Avantajele transmiterii de informații prin canale radio includ: versatilitatea de utilizare, ușurința de instalare și configurare a unor astfel de echipamente. De regulă, un transmițător radio este utilizat pentru recepție și metodă. Poate fi un modem pentru computer sau un adaptor Wi-Fi.

Dezavantajele acestei metode de transmisie includ viteza instabilă și relativ scăzută, dependența mare de prezența turnurilor radio, precum și costul ridicat de utilizare (Internetul mobil este aproape de două ori mai scump decât Internetul „staționar”).

Avantajele transmisiei de date prin cablu sunt: ​​fiabilitate, usurinta in operare si intretinere. Informația este transmisă prin curent electric. Relativ vorbind, un curent la o anumită tensiune se deplasează din punctul A în punctul B. A este transformat ulterior în informație. Firele pot rezista foarte bine la schimbările de temperatură, la îndoire și la solicitarea mecanică. Dezavantajele includ viteza instabilă, precum și deteriorarea conexiunii din cauza ploii sau furtunilor.

Poate cea mai avansată tehnologie de transmisie a datelor în acest moment este utilizarea cablului de fibră optică. Milioane de tuburi mici de sticlă sunt utilizate în proiectarea canalelor de comunicație ale rețelei de canale de comunicație. Iar semnalul transmis prin ele este un impuls luminos. Deoarece viteza luminii este de câteva ori mai mare decât viteza curentului, această tehnologie a făcut posibilă accelerarea conexiunii la Internet de câteva sute de ori.

Dezavantajele includ fragilitatea cablurilor de fibră optică. În primul rând, nu pot rezista la deteriorări mecanice: tuburile sparte nu pot transmite un semnal luminos prin ele însele, iar schimbările bruște de temperatură duc la crăparea lor. Ei bine, radiația de fond crescută face tuburile tulburi - din această cauză, semnalul se poate deteriora. În plus, cablul de fibră optică este greu de reparat dacă se rupe, așa că trebuie înlocuit complet.

Cele de mai sus sugerează că în timp, canalele de comunicare și rețelele de canale de comunicație sunt îmbunătățite, ceea ce duce la o creștere a ratelor de transfer de date.

Capacitatea medie a liniilor de comunicatie

Din cele de mai sus, putem concluziona că canalele de comunicare diferă în proprietățile lor, care afectează viteza de transfer a informațiilor. După cum am menționat mai devreme, canalele de comunicare pot fi prin cablu, fără fir sau bazate pe utilizarea cablurilor de fibră optică. Ultimul tip de creare a rețelelor de date este cel mai eficient. Și capacitatea medie a canalului de comunicație este de 100 Mbit/s.

Ce este un beat? Cum se măsoară rata de biți?

Rata de biți este o măsură a vitezei conexiunii. Calculate în biți, cele mai mici unități de stocare a informațiilor, pe 1 secundă. Era inerent canalelor de comunicare în epoca „dezvoltării timpurii” a Internetului: la acea vreme, fișierele text erau transmise în principal pe web-ul global.

În prezent, unitatea de măsură de bază este 1 octet. La rândul său, este egal cu 8 biți. Utilizatorii începători fac foarte des o greșeală gravă: confundă kilobiți și kilobytes. Aici apare confuzia atunci când un canal cu o lățime de bandă de 512 kbps nu se ridică la nivelul așteptărilor și produce o viteză de doar 64 KB/s. Pentru a evita confuzia, trebuie să rețineți că dacă biți sunt folosiți pentru a indica viteza, atunci introducerea se va face fără abrevieri: bit/s, kbit/s, kbit/s sau kbps.

Factori care afectează viteza internetului

După cum știți, viteza finală a internetului depinde de lățimea de bandă a canalului de comunicație. Viteza transferului de informații este, de asemenea, afectată de:

• Metode de conectare.

Unde radio, cabluri și cabluri de fibră optică. Proprietățile, avantajele și dezavantajele acestor metode de conectare au fost discutate mai sus.

• Încărcarea serverului.

Cu cât serverul este mai ocupat, cu atât primește sau transmite mai lent fișiere și semnale.

• Interferențe externe.

Interferența are cel mai mare impact asupra conexiunilor create folosind unde radio. Acest lucru este cauzat de telefoane mobile, radiouri și alte receptoare și transmițătoare radio.

• Starea echipamentelor de rețea.

Desigur, metodele de conectare, starea serverelor și prezența interferențelor joacă un rol important în asigurarea internetului de mare viteză. Cu toate acestea, chiar dacă indicatorii de mai sus sunt normali și viteza internetului este scăzută, problema este ascunsă în echipamentul de rețea al computerului. Placile de rețea moderne sunt capabile să accepte conexiuni la Internet la viteze de până la 100 Mbit pe secundă. Anterior, cardurile puteau oferi un debit maxim de 30, respectiv 50 Mbps.

Cum să măresc viteza internetului?

După cum am menționat mai devreme, debitul unui canal de comunicație depinde de mulți factori: metoda de conectare, performanța serverului, prezența zgomotului și interferențelor, precum și starea echipamentului de rețea. Pentru a crește viteza de conectare acasă, puteți înlocui echipamentele de rețea cu altele mai avansate, precum și să treceți la o altă metodă de conectare (de la unde radio la cablu sau fibră optică).

In cele din urma

Pentru a rezuma, merită să spunem că lățimea de bandă a canalului de comunicație și viteza internetului nu sunt același lucru. Pentru a calcula prima cantitate, este necesar să folosiți legea Shannon-Hartley. Potrivit acestuia, zgomotul poate fi redus și puterea semnalului poate fi crescută prin înlocuirea canalului de transmisie cu unul mai larg.

Creșterea vitezei conexiunii dvs. la Internet este, de asemenea, posibilă. Dar se realizează prin schimbarea furnizorului, înlocuirea metodei de conectare, îmbunătățirea echipamentelor de rețea și, de asemenea, protejarea dispozitivelor pentru transmiterea și primirea informațiilor din surse care provoacă interferențe.

Ilya Nazarov
Inginer de sistem la INTELCOM Line

După evaluarea debitului necesar pe fiecare secțiune a rețelei IP, este necesar să se decidă cu privire la alegerea rețelei OSI și a tehnologiilor stratului de legătură. În conformitate cu tehnologiile selectate, se determină cele mai potrivite modele de echipamente de rețea. Această întrebare este, de asemenea, dificilă, deoarece debitul depinde direct de performanța hardware, iar performanța, la rândul său, depinde de arhitectura hardware și software. Să aruncăm o privire mai atentă asupra criteriilor și metodelor de evaluare a capacității canalelor și echipamentelor din rețelele IP.

Criterii de evaluare a lățimii de bandă

De la apariția teoriei teletraficului, au fost dezvoltate multe metode pentru calcularea capacității canalului. Cu toate acestea, spre deosebire de metodele de calcul aplicate rețelelor cu comutare de circuite, calcularea debitului necesar în rețelele de pachete este destul de complexă și este puțin probabil să ofere rezultate precise. În primul rând, acest lucru se datorează unui număr mare de factori (în special inerenți rețelelor multiservicii moderne), care sunt destul de greu de prezis. În rețelele IP, o infrastructură comună este utilizată în mod obișnuit de multe aplicații, fiecare dintre acestea putând folosi propriul model de trafic diferit. Mai mult, în cadrul unei sesiuni, traficul transmis în direcția înainte poate diferi de traficul transmis în sens opus. În plus, calculele sunt complicate de faptul că viteza de trafic între nodurile individuale ale rețelei se poate modifica. Prin urmare, în majoritatea cazurilor când se construiesc rețele, evaluarea capacității este de fapt determinată de recomandările generale ale producătorilor, studiile statistice și experiența altor organizații.

Deveniți membru al Programului de afiliere Aktiv-SB și veți primi:

Plată în rate pentru articolele din depozit (sub rezerva furnizării unui pachet complet de documente);

Plasarea companiei în secțiunea „Instalare”, la achiziționarea lunară de echipamente în valoare de peste 100.000 de ruble;

Cashback în cadrul programului Bonus în valoare de până la 5% din suma achiziției

Pentru a determina mai mult sau mai puțin precis câtă lățime de bandă este necesară pentru rețeaua proiectată, trebuie mai întâi să știți ce aplicații vor fi utilizate. Apoi, pentru fiecare aplicație, ar trebui să analizați modul în care datele vor fi transferate în perioadele de timp selectate și ce protocoale sunt utilizate pentru aceasta.

Pentru un exemplu simplu, luați în considerare aplicațiile dintr-o rețea corporativă mică.

Exemplu de calcul al lățimii de bandă

Să presupunem că există 300 de computere de lucru și același număr de telefoane IP în rețea. Se preconizează utilizarea următoarelor servicii: e-mail, telefonie IP, supraveghere video (Fig. 1). Pentru supraveghere video se folosesc 20 de camere, din care sunt transmise fluxuri video către server. Să încercăm să estimăm ce lățime de bandă maximă este necesară pentru toate serviciile pe canalele dintre switch-urile de bază ale rețelei și la joncțiunile cu fiecare dintre servere.

Trebuie remarcat imediat că toate calculele trebuie efectuate pentru timpul de cea mai mare activitate în rețea a utilizatorilor (în teoria teletraficului - orele de vârf), deoarece, de obicei, în astfel de perioade, performanța rețelei este cea mai importantă, iar întârzierile și eșecurile în funcționarea aplicației sunt asociate cu o lipsă de lățime de bandă sunt inacceptabile. În organizații, cea mai mare încărcare a rețelei poate apărea, de exemplu, la sfârșitul perioadei de raportare sau în timpul unui aflux sezonier de clienți, când se efectuează cel mai mare număr de apeluri telefonice și se trimit majoritatea mesajelor de e-mail.

E-mail
Revenind la exemplul nostru, luați în considerare un serviciu de e-mail. Utilizează protocoale care rulează peste TCP, ceea ce înseamnă că rata de transfer de date este ajustată în mod constant pentru a ocupa toată lățimea de bandă disponibilă. Astfel, vom începe de la valoarea maximă de întârziere pentru trimiterea unui mesaj - să presupunem că 1 secundă va fi suficientă pentru a face utilizatorul confortabil. Apoi, trebuie să estimați dimensiunea medie a mesajului trimis. Să presupunem că, în timpul activității de vârf, mesajele de e-mail vor conține adesea diverse atașamente (copii ale facturilor, rapoarte etc.), așa că, pentru exemplul nostru, vom considera dimensiunea medie a mesajului la 500 KB. În cele din urmă, ultimul parametru pe care trebuie să-l selectăm este numărul maxim de angajați care pot trimite simultan mesaje. Să presupunem că în perioadele de urgență, jumătate dintre angajați apăsă simultan butonul „Trimite” din clientul de e-mail. Debitul maxim necesar pentru traficul de e-mail ar fi atunci (500 kB x 150 gazde)/1 s = 75.000 kB/s sau 600 Mbps. De aici putem concluziona imediat că pentru a conecta serverul de mail la rețea este necesar să folosiți un canal Gigabit Ethernet. În centrul rețelei, această valoare va fi unul dintre termenii care formează debitul total necesar.

Telefonie si supraveghere video
Alte aplicații - telefonie și supraveghere video - sunt similare în structura lor de transmisie în flux: ambele tipuri de trafic sunt transmise folosind protocolul UDP și au o rată de transmisie mai mult sau mai puțin fixă. Principalele diferențe sunt că în telefonie fluxurile sunt bidirecționale și limitate de timpul apelului, în timp ce în supravegherea video fluxurile sunt transmise într-o singură direcție și, de regulă, sunt continue.

Pentru a estima debitul necesar pentru traficul de telefonie, presupunem că în timpul activității de vârf, numărul de conexiuni simultane care trec prin gateway poate ajunge la 100. Când utilizați codecul G.711 pe rețele Ethernet, viteza unui flux, ținând cont de anteturile și serviciul pachete, este de aproximativ 100 kbit/s. Astfel, în perioadele de cea mai mare activitate a utilizatorului, lățimea de bandă necesară în nucleul rețelei va fi de 10 Mbit/s.

Traficul de supraveghere video este calculat destul de simplu și precis. Să presupunem că, în cazul nostru, camerele video transmit fluxuri de 4 Mbit/s fiecare. Lățimea de bandă necesară va fi egală cu suma vitezelor tuturor fluxurilor video: 4 Mbit/s x 20 camere = 80 Mbit/s.

Tot ce rămâne este să adunăm valorile de vârf rezultate pentru fiecare dintre serviciile de rețea: 600 + 10 + 80 = 690 Mbit/s. Aceasta va fi lățimea de bandă necesară în nucleul rețelei. Designul ar trebui să includă, de asemenea, posibilitatea de scalare, astfel încât canalele de comunicare să poată servi traficul unei rețele în creștere cât mai mult timp posibil. În exemplul nostru, va fi suficient să folosiți Gigabit Ethernet pentru a îndeplini cerințele de serviciu și, în același timp, să puteți dezvolta fără probleme rețeaua prin conectarea mai multor noduri.

Desigur, exemplul dat este departe de a fi unul standard - fiecare caz trebuie luat în considerare separat. În realitate, topologia rețelei poate fi mult mai complexă (Fig. 2), iar evaluarea capacității trebuie făcută pentru fiecare secțiune a rețelei.

Trebuie avut în vedere faptul că traficul VoIP (telefonia IP) este distribuit nu numai de la telefoane către server, ci și între telefoane direct. În plus, activitatea în rețea poate varia în diferite departamente ale organizației: serviciul de asistență tehnică efectuează mai multe apeluri telefonice, departamentul de proiect folosește e-mailul mai activ decât alții, departamentul de inginerie consumă mai mult trafic de internet decât alții etc. Ca urmare, unele părți ale rețelei pot necesita mai multă lățime de bandă decât altele.

Utilizabil și lățime de bandă completă

În exemplul nostru, la calcularea debitului de telefonie IP, am ținut cont de codecul utilizat și de dimensiunea antetului pachetului. Acesta este un detaliu important de reținut. În funcție de metoda de codare (codecurile utilizate), cantitatea de date transmise în fiecare pachet și protocoalele de nivel de legătură utilizate, se formează debitul total al fluxului. Este debitul total care trebuie luat în considerare atunci când se estimează debitul necesar al rețelei. Acest lucru este cel mai relevant pentru telefonia IP și alte aplicații care utilizează transmisia în timp real a fluxurilor de viteză redusă, în care dimensiunea antetelor pachetelor este o parte semnificativă din dimensiunea întregului pachet. Pentru claritate, să comparăm două fluxuri VoIP (vezi tabelul). Aceste fluxuri utilizează aceeași compresie, dar dimensiuni diferite ale încărcăturii utile (de fapt, fluxul audio digital) și protocoale diferite ale stratului de legătură.

Rata de transfer de date în forma sa pură, fără a ține cont de anteturile protocolului de rețea (în cazul nostru, un flux audio digital), este lățime de bandă utilă. După cum puteți vedea din tabel, cu același debit util de fluxuri, debitul lor total poate varia foarte mult. Astfel, atunci când se calculează capacitatea de rețea necesară pentru apelurile telefonice în timpul sarcinilor de vârf, în special pentru operatorii de telecomunicații, alegerea protocoalelor de canal și a parametrilor de flux joacă un rol semnificativ.

Alegerea echipamentelor

Alegerea protocoalelor din stratul de legătură nu este de obicei o problemă (astazi se pune mai des întrebarea despre câtă lățime de bandă ar trebui să aibă un canal Ethernet), dar alegerea echipamentului potrivit poate cauza dificultăți chiar și pentru un inginer cu experiență.

Dezvoltarea tehnologiilor de rețea, împreună cu cerințele tot mai mari ale aplicațiilor pentru lățimea de bandă a rețelei, forțează producătorii de echipamente de rețea să dezvolte arhitecturi software și hardware din ce în ce mai noi. Adesea, de la un singur producător există modele de echipamente aparent similare, dar concepute pentru a rezolva diferite probleme de rețea. Luați, de exemplu, comutatoarele Ethernet: majoritatea producătorilor, împreună cu comutatoarele convenționale utilizate în întreprinderi, au comutatoare pentru construirea rețelelor de stocare a datelor, organizarea serviciilor de operator etc. Modelele din aceeași categorie de preț diferă prin arhitectură, „personalizate” pentru sarcini specifice.

Pe lângă performanța generală, alegerea echipamentului ar trebui să se bazeze și pe tehnologiile acceptate. În funcție de tipul de hardware, un anumit set de funcții și tipuri de trafic poate fi procesat la nivel de hardware fără a utiliza CPU și resurse de memorie. În același timp, traficul din alte aplicații va fi procesat la nivel de software, ceea ce reduce foarte mult performanța generală și, ca urmare, debitul maxim. De exemplu, switch-urile multistrat, datorită arhitecturii lor hardware complexe, sunt capabile să transmită pachete IP fără a reduce performanța atunci când toate porturile sunt la sarcină maximă. În plus, dacă dorim să folosim o încapsulare mai complexă (GRE, MPLS), atunci este puțin probabil ca astfel de comutatoare (cel puțin modele ieftine) să ni se potrivească, deoarece arhitectura lor nu acceptă protocoalele corespunzătoare și, în cel mai bun caz, o astfel de încapsulare va avea loc la costul procesorului central productivitate scăzută. Prin urmare, pentru a rezolva astfel de probleme, putem lua în considerare, de exemplu, routerele a căror arhitectură se bazează pe un procesor central de înaltă performanță și depinde într-o măsură mai mare de implementarea software decât hardware. În acest caz, în detrimentul debitului maxim, obținem un set imens de protocoale și tehnologii acceptate care nu sunt acceptate de comutatoare din aceeași categorie de preț.

Performanța generală a echipamentului

În documentația pentru echipamentele lor, producătorii indică adesea două valori maxime de debit: una exprimată în pachete pe secundă, cealaltă în biți pe secundă. Acest lucru se datorează faptului că cea mai mare parte a performanței echipamentelor de rețea este cheltuită, de regulă, pe procesarea antetelor pachetelor. În linii mari, echipamentul trebuie să primească pachetul, să găsească o cale de comutare adecvată pentru acesta, să genereze un nou antet (dacă este necesar) și să îl transmită în continuare. Evident, în acest caz nu volumul de date transmis pe unitatea de timp joacă un rol, ci numărul de pachete.

Dacă comparați două fluxuri transmise la aceeași viteză, dar cu dimensiuni diferite de pachet, atunci fluxul cu o dimensiune mai mică a pachetului va necesita mai multă performanță pentru a transmite. Acest fapt ar trebui luat în considerare dacă, de exemplu, se presupune că se utilizează un număr mare de fluxuri de telefonie IP în rețea - debitul maxim în biți pe secundă aici va fi mult mai mic decât cel declarat.

Este clar că, în cazul traficului mixt, și chiar ținând cont de serviciile suplimentare (NAT, VPN), așa cum se întâmplă în marea majoritate a cazurilor, este foarte dificil de calculat încărcarea resurselor echipamentelor. Adesea, producătorii de echipamente sau partenerii lor testează diferite modele în condiții diferite și publică rezultatele pe Internet sub formă de tabele de comparație. Familiarizarea cu aceste rezultate simplifică foarte mult sarcina de a alege modelul adecvat.

Capcanele echipamentelor modulare

Dacă echipamentul de rețea selectat este modular, atunci pe lângă configurația flexibilă și scalabilitatea promisă de producător, puteți obține multe capcane.

Atunci când alegeți module, ar trebui să citiți cu atenție descrierea acestora sau să consultați producătorul. Nu este suficient să te ghidezi doar după tipul de interfețe și numărul acestora - trebuie să te familiarizezi și cu arhitectura modulului în sine. Pentru module similare, nu este neobișnuit ca, atunci când transmit trafic, unii sunt capabili să proceseze pachetele în mod autonom, în timp ce alții pur și simplu înaintează pachetele către modulul central de procesare pentru procesare ulterioară (în consecință, pentru modulele identice din exterior, prețul pentru acestea poate diferi de mai multe ori ). În primul caz, performanța generală a echipamentului și, în consecință, debitul maxim al acestuia sunt mai mari decât în ​​al doilea, deoarece procesorul central își transferă o parte din munca la procesoarele modulelor.

În plus, echipamentele modulare au adesea o arhitectură de blocare (când debitul maxim este mai mic decât viteza totală a tuturor porturilor). Acest lucru se datorează capacității limitate a magistralei interne prin care modulele fac schimb de trafic între ele. De exemplu, dacă un comutator modular are o magistrală internă de 20 Gbps, placa de linie Gigabit Ethernet cu 48 de porturi poate folosi doar 20 de porturi atunci când este complet încărcată. De asemenea, ar trebui să țineți cont de astfel de detalii și să citiți cu atenție documentația atunci când alegeți echipamentul.

La proiectarea rețelelor IP, lățimea de bandă este un parametru cheie care va determina arhitectura rețelei în ansamblu. Pentru o evaluare mai precisă a debitului, puteți urma următoarele recomandări:

1. Studiați aplicațiile pe care intenționați să le utilizați în rețea, tehnologiile pe care le folosesc și volumul de trafic transmis. Folosiți sfaturile dezvoltatorilor și experiența colegilor pentru a ține cont de toate nuanțele acestor aplicații atunci când construiți rețele.
2. Aprofundați protocoalele de rețea și tehnologiile utilizate de aceste aplicații.
3. Citiți cu atenție documentația atunci când alegeți echipamentul. Pentru a avea un stoc de soluții gata făcute, consultați liniile de produse ale diferiților producători.

Ca urmare, cu alegerea corectă a tehnologiilor și echipamentelor, puteți fi sigur că rețeaua va satisface pe deplin cerințele tuturor aplicațiilor și, fiind suficient de flexibilă și scalabilă, va dura mult timp.

Capacitatea canalului este valoarea maximă a vitezei de transmitere a informațiilor pe acest canal. Adică, debitul caracterizează potențialul de transmitere a informațiilor. Debitul canalului este măsurat în biți pe secundă (bps).

Din relație este clar că, dacă puterea semnalului nu ar fi limitată, atunci debitul ar fi infinit de mare. Lățimea de bandă este zero atunci când raportul semnal-zgomot P s / P w este egal cu zero. Pe măsură ce acest raport crește, debitul crește la nesfârșit.

Această expresie oferă o limită superioară, fizic de neatins, pentru rata de transfer a informațiilor, deoarece derivarea ei a făcut presupunerea unei codări ideale rezistente la zgomot, care necesită un timp de transfer de informații infinit de lung pentru implementarea sa.

Shannon a demonstrat, de asemenea, că mesajele din orice sursă discretă pot fi codificate prin semnale z(t) la intrarea canalului și reconstruite din semnale la ieșirea canalului z"(t) cu o probabilitate de eroare arbitrar apropiată de zero pentru H"(a) Este imposibil. Aici H"(a) este performanța unei surse cu o viteză dată sau performanța unui transmițător pentru o sursă controlată. Prin urmare, pentru ca sistemul de transmitere a informațiilor discrete să fie economic (eficient), este necesar să se coordoneze sursa mesajului cu canalul Deoarece performanța sursei de informații H"(a) este de obicei dată, atunci două cazuri sunt de cel mai mare interes: H"(a)C și H"(a).

În primul caz, emițătorul și receptorul pot fi foarte simple și, prin urmare, ieftine, deoarece dacă capacitatea canalului depășește cu mult performanța sursei, vă puteți limita la cele mai simple metode de transmisie (codare, modulare) și recepție (circuite de decizie) și obțineți suficientă fidelitate. Cu toate acestea, acesta utilizează un canal foarte scump, deoarece o bandă largă de frecvență sau un raport semnal-zgomot ridicat este scump.

În cel de-al doilea caz, se poate folosi un canal mai ieftin, cu o capacitate mai mică, dar sunt necesare metode de transmisie și recepție mai avansate, de exemplu. emițător și receptor mai scump. Din cele de mai sus rezultă că trebuie să existe un raport optim dintre C și H"(a), la care costul total al sistemului de transmitere a informațiilor discrete să fie minim. La determinarea acestui minim, trebuie avut în vedere că, cu dezvoltarea tehnologiei electronice, costul transceiverelor scade mai repede decât costul canalelor de comunicație, adică, în timp, raportul C/H"(a) scade.

În acest caz, capacitatea canalului este mai mare decât capacitatea sursei, astfel încât acest canal poate fi utilizat pentru a transmite semnale analogice și digitale. Rezerva de capacitate a canalului, în comparație cu capacitatea sursei, ar putea fi utilizată pentru a aplica codificare statistică sau rezistentă la zgomot.

Există mulți factori care pot distorsiona sau deteriora un semnal. Cel mai comun dintre acestea este interferența sau zgomotul, care este orice semnal nedorit care se amestecă și distorsionează semnalul care urmează să fie transmis sau primit. Pentru datele digitale, se pune întrebarea: în ce măsură aceste distorsiuni limitează rata posibilă de transfer de date? Este denumită viteza maximă posibilă în anumite condiții la care informațiile pot fi transmise de-a lungul unei anumite căi de comunicare sau canal trece abilitate canal.

Sunt patru concepte pe care vom încerca să le legăm.

Rata de transfer de date - viteza în biți pe secundă (bit/s) la care puteți

transmite date;

Lățimea de bandă - lățimea de bandă a semnalului transmis, limitată de transmisia la ohmi și de natura mediului de transmisie. Este exprimat în perioade în secunde sau hertzi (Hz).

Zgomot. Nivelul mediu de zgomot pe canalul de comunicare.

Nivel de eroare – frecvența de apariție a erorilor și a efectelor secundare. O eroare este considerată a fi recepția lui 1 și transmiterea lui 0 și invers.

Problema este aceasta: comunicațiile nu sunt ieftine și, în general, cu cât lățimea de bandă este mai mare, cu atât sunt mai scumpe. Mai mult, toate canalele de transmisie de interes practic au o lățime de bandă limitată. Limitările sunt cauzate de proprietățile fizice ale mediului de transmisie sau de limitările deliberate ale lățimii de bandă în transmițătorul însuși, făcute pentru a preveni interferența cu alte surse.

Desigur, am dori să folosim cât mai eficient lățimea de bandă disponibilă. Pentru datele digitale, aceasta înseamnă că pentru o anumită bandă este de dorit să se obțină rata maximă de date posibilă având în vedere nivelul de eroare existent. Principala limitare în atingerea unei astfel de eficiențe este interferența.

1. Metode de accesare a mediului în rețelele wireless

Una dintre principalele probleme în construirea sistemelor wireless este rezolvarea problemei accesului multor utilizatori la o resursă limitată a mediului de transmisie. Există mai multe metode de acces de bază (numite și metode de multiplexare sau multiplexare), bazate pe împărțirea unor parametri precum spațiu, timp, frecvență și cod între stații. Scopul multiplexării este de a aloca spațiu, timp, frecvență și/sau cod fiecărui canal de comunicație cu un minim de interferență reciprocă și utilizarea maximă a caracteristicilor mediului de transmisie.

Sigiliucu spațialDivizia

Bazat pe separarea semnalelor în spațiu atunci când emițătorul trimite un semnal folosind un cod Cu, timp t si frecventa fîn zonă s i. Adică, fiecare dispozitiv fără fir poate transmite date numai în limitele unui anumit teritoriu, în care oricărui alt dispozitiv îi este interzis să-și transmită mesajele.

De exemplu, dacă un post de radio emite pe o frecvență strict definită pe teritoriul său alocat și un alt post din aceeași zonă începe, de asemenea, să emită pe aceeași frecvență, atunci ascultătorii de radio nu vor putea primi un semnal „curat” de la niciun alt post. a acestor statii. Este o altă problemă dacă posturile de radio funcționează pe aceeași frecvență în orașe diferite. Nu va exista nicio distorsiune a semnalelor fiecărei stații radio din cauza gamei limitate de propagare a semnalelor acestor stații, ceea ce elimină suprapunerea acestora între ele. Un exemplu tipic sunt sistemele de telefonie celulară.

Sigiliucu sectiune de frecventalție(Multiplexarea cu diviziune în frecvență, FDM)

Fiecare dispozitiv funcționează la o frecvență strict definită, datorită căreia mai multe dispozitive pot transmite date într-un singur teritoriu (Figura 3.2.6). Aceasta este una dintre cele mai cunoscute metode, într-un fel sau altul folosită în cele mai moderne sisteme de comunicații fără fir.

Figura 3.2.6 – Principiul diviziunii în frecvență a canalelor

O ilustrare clară a unei scheme de multiplexare a frecvenței este funcționarea mai multor posturi de radio care funcționează la frecvențe diferite într-un oraș. Pentru a detona în mod fiabil unul de celălalt, frecvențele lor de operare trebuie separate printr-un interval de frecvență de protecție pentru a preveni interferențele reciproce.

Această schemă, deși permite utilizarea mai multor dispozitive într-o zonă dată, ea însăși duce la o risipă inutilă a resurselor de frecvență de obicei rare, deoarece necesită alocarea unei frecvențe separate pentru fiecare dispozitiv fără fir.

Sigiliucu sectiune temporaraelene(Multiplexarea pe diviziune în timp, TDM)

În această schemă, distribuția canalelor are loc în timp, adică fiecare transmițător difuzează un semnal la aceeași frecvență fîn zonă s, dar în perioade diferite de timp t i (de obicei se repetă ciclic) cu cerințe stricte pentru sincronizarea procesului de transmisie (Figura 3.2.7).

Figura 3.2.7 – Principiul diviziunii în timp a canalelor

Această schemă este destul de convenabilă, deoarece intervalele de timp pot fi redistribuite dinamic între dispozitivele de rețea. Dispozitivelor cu trafic mai mare li se atribuie intervale mai lungi decât dispozitivelor cu trafic mai puțin.

Principalul dezavantaj al sistemelor time multiplex este pierderea instantanee de informații atunci când sincronizarea în canal este pierdută, de exemplu, din cauza interferențelor puternice, accidentale sau intenționate. Cu toate acestea, experiența de succes în operarea unor astfel de sisteme TDM faimoase precum rețelele de telefonie celulară GSM indică fiabilitatea suficientă a mecanismului de multiplexare temporală.

Sigiliuseparate prin cod(Multiplexare prin diviziune de cod, CDM)

În această schemă, toți transmițătorii transmit semnale la aceeași frecvență f , în zonă s iar în timpul t, dar cu coduri diferite c i.

Numele mecanismului de separare a canalelor bazat pe CDM (CDMA, CDM Access)

a fost chiar numit standardul de telefonie celulară IS-95a, precum și o serie de standarde pentru a treia generație de sisteme de comunicații celulare (cdma2000, WCDMA etc.).

În schema CDM, fiecare transmițător înlocuiește fiecare bit al fluxului de date original cu un simbol CDM - o secvență de cod cu lungimea 11, 16, 32, 64 etc. biți (se numesc cipuri). Secvența de cod este unică pentru fiecare transmițător. De regulă, dacă un anumit cod CDM este folosit pentru a înlocui „1” în fluxul de date original, atunci pentru a înlocui „0” se folosește același cod, dar inversat.

Receptorul cunoaște codul CDM al emițătorului ale cărui semnale trebuie să le primească. Primește în mod constant toate semnalele și le digitalizează. Apoi, într-un dispozitiv special (corelator), efectuează operația de convoluție (înmulțire cu acumulare) a semnalului digitizat de intrare cu codul CDM cunoscut de acesta și inversarea acestuia. Într-o formă oarecum simplificată, aceasta arată ca operația produsului scalar al vectorului semnalului de intrare și vectorul cu codul CDM.

Dacă semnalul de la ieșirea corelatorului depășește un anumit nivel de prag setat, receptorul consideră că a primit un 1 sau 0. Pentru a crește probabilitatea de recepție, emițătorul poate repeta trimiterea fiecărui bit de mai multe ori. În acest caz, receptorul percepe semnalele de la alte transmițătoare cu alte coduri CDM ca zgomot aditiv.

Mai mult, datorită redundanței ridicate (fiecare bit este înlocuit cu zeci de cipuri), puterea semnalului recepționat poate fi comparabilă cu puterea de zgomot integrată. Asemănarea semnalelor CDM cu zgomotul aleator (gaussian) este realizată folosind coduri CDM generate de un generator de secvențe pseudoaleatoare. Prin urmare, această metodă este numită și metoda de răspândire a spectrului de semnal folosind secvența directă (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum), extinderea spectrului va fi discutată mai jos.

Cel mai puternic aspect al acestui sigiliu constă în securitatea sporită și secretul transmisiei de date: fără cunoașterea codului, este imposibil să primiți un semnal și, în unele cazuri, să detectați prezența acestuia. În plus, spațiul de cod este incomparabil mai mare în comparație cu schema de multiplexare a frecvenței, ceea ce face posibilă atribuirea fiecărui transmițător propriul cod individual fără probleme.

Până de curând, principala problemă a multiplexării codurilor era complexitatea implementării tehnice a receptoarelor și necesitatea asigurării unei sincronizări precise a emițătorului și receptorului pentru a asigura primirea garantată a pachetului.

Mecanism de multiplexare prin frecvențe purtătoare ortogonale (OrtogonalăFrecvențăDivisionMultiplexarea, OFDM)

Întregul interval de frecvență disponibil este împărțit în destul de multe subpurtători (de la câteva sute la mii). Un canal de comunicație (receptor și emițător) sunt alocați pentru transmitere a mai multor astfel de purtători, selectați din întregul set conform unei anumite legi. Transmisia se realizează simultan pe toți subpurtătorii, adică în fiecare transmițător fluxul de date de ieșire este împărțit în N substreams, unde N– numărul de subpurtători alocate acestui transmițător.

Distribuția subpurtătorilor se poate modifica dinamic în timpul funcționării, ceea ce face ca acest mecanism să nu fie mai puțin flexibil decât metoda de multiplexare în timp.

Schema OFDM are mai multe avantaje. În primul rând, doar unele subcanale vor fi supuse estompării selective, nu întregul semnal. Dacă fluxul de date este protejat de un cod de corectare a erorilor de transmisie, atunci această decolorare este ușor de combatet. Dar, mai important, OFDM permite suprimarea interferenței intersimbol. Interferența intersimbol are un impact semnificativ la rate de date ridicate, deoarece distanța dintre biți (sau simboluri) este mică.

În schema OFDM, rata de transmisie a datelor este redusă cu N ori, ceea ce vă permite să măriți timpul de transmitere a simbolului cu N o singura data. Astfel, dacă timpul de transmisie a simbolului pentru fluxul sursă este T s , atunci perioada semnalului OFDM va fi egală cu NT s. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ impactul interferenței intersimbol. La proiectarea unui sistem N este ales astfel încât valoarea NT s a depășit semnificativ rădăcina medie pătrată a întârzierilor canalului.

Debitul este o caracteristică universală care descrie numărul maxim de unități de obiecte care trec printr-un canal, nod, secțiune. Caracteristica este utilizată pe scară largă de către semnalizatorii, lucrătorii din transporturi, hidraulice, optică, acustică și inginerie mecanică. Fiecare își dă propria definiție. De obicei, ei trag linie folosind unități de timp, legând în mod clar sensul fizic de viteza procesului. Canalul de comunicare transmite informații. Prin urmare, caracteristica debitului este rata de biți (bit/s, baud).

Unitate

Biții standard sunt adesea completați cu prefixe:

1. Kilo: kbps = 1000 bps.
2. Mega: Mbps = 1.000.000 bps.
3. Giga: Gbit/s = 1 miliard de biți/s.
4. Tera: Tbit/s = 1 trilion. bps
5. Peta: Pbit/s = 1 cvadrilion biți/s.

Dimensiunile octetilor sunt folosite mai rar (1B = 8 biti). Valoarea se referă de obicei la stratul fizic al ierarhiei OSI. O parte din capacitatea canalului este luată de convențiile protocolului: antete, biți de pornire... Baud-urile sunt folosite pentru a măsura viteza modulată, care arată numărul de simboluri pe unitatea de timp. Pentru sistemul binar (0, 1) ambele concepte sunt echivalente. Nivelurile de codare, de exemplu, cu secvențe pseudo-zgomote schimbă echilibrul de putere. Rata de transmisie devine mai mică la același bitrate, diferența este determinată de baza semnalului suprapus. Limita superioară realizabilă teoretic a ratei modulate este legată de lățimea spectrului canalului prin legea Nyquist:

baud ≤ 2 x lățime (Hz).

În practică, pragul este atins prin îndeplinirea simultană a două condiții:

• Modulație în bandă laterală unică.
• Codare liniară (fizică).

Canalele comerciale arată un randament la jumătate din rata. Rețeaua reală transmite, de asemenea, biți de cadre, informații redundante de corectare a erorilor. Acesta din urmă se aplică de două ori protocoalelor wireless și liniilor de cupru de ultra-înaltă viteză. Antetele fiecărui strat OSI ulterior reduc succesiv debitul real al canalului.

Separat, experții stipulează valori de vârf - numere obținute în condiții ideale. Viteza reală de conectare este stabilită de echipamente specializate, sau mai rar de software. Contoarele online arată adesea valori nerealiste care descriu starea unei singure ramuri a World Wide Web. Lipsa standardizării adaugă confuziei. Uneori, rata de biți implică viteza fizică, mai rar – viteza rețelei (scăzând cantitatea de informații despre serviciu). Valorile sunt legate astfel:

viteza rețelei = viteza fizică x viteza codului.

Această din urmă valoare ține cont de capacitatea de a corecta erorile, întotdeauna mai puțin de una. Viteza rețelei este cu siguranță mai mică decât viteza fizică. Exemplu:

1. Viteza de rețea a protocolului IEEE 802.11a este de 6..54 Mbit/s. Rata de biți pură – 12..72 Mbit/s.
2. Viteza reală de transmisie a 100Base-TX Ethernet este de 125 Mbps, datorită sistemului de codificare 4B5B adoptat. Cu toate acestea, tehnica aplicată de modulație liniară NRZI permite specificarea unei rate de simbol de 125 Mbaud.
3. Ethernet 10Base-T este lipsit de cod de corectare a erorilor, viteza rețelei este egală cu viteza fizică (10 Mbit/s). Totuși, codul Manchester utilizat determină atribuirea valorii simbolice finale la 20 Mbaud.
4. Este bine cunoscută asimetria vitezei canalelor în amonte (48 kbit/s) și în aval (56 kbit/s) ale unui modem de voce V.92. Rețelele de comunicații celulare ale multor generații funcționează în mod similar.

Capacitatea canalului a fost numită Shannon - limita superioară teoretică a ratei de biți a rețelei în absența erorilor.

Teoria creșterii capacității

Teoria informației a fost dezvoltată de Claude Shannon, observând ororile celui de-al Doilea Război Mondial, a introdus conceptul de capacitate a canalului și a dezvoltat modele matematice. Simularea unei linii conectate include trei blocuri:

1. Transmiţător.
2. Canal zgomotos (prezența unei surse de interferență).
3. Receptor.

Informațiile transmise și primite sunt reprezentate de funcții de distribuție condiționată. Modelul capacitiv al lui Shannon este descris prin grafice. Exemplul Wikipedia oferă o imagine de ansamblu asupra unui mediu caracterizat de cinci niveluri discrete de semnal dorit. Zgomotul este selectat din intervalul (-1..+1). Atunci capacitatea canalului este egală cu suma semnalului util și a interferenței modulo 5. Valoarea rezultată este adesea fracțională. Prin urmare, este dificil să se determine dimensiunea informațiilor transmise inițial (rotunjit în sus sau în jos).

Valorile care sunt mai îndepărtate (de exemplu, 1; 3) nu pot fi confundate. Fiecare set format din trei sau mai multe mesaje distincte este completat de unul neclar. Deși capacitatea nominală a canalului permite transmiterea a 5 valori simultan, este eficientă o pereche care permite codificarea mesajelor fără erori. Pentru a crește volumul, utilizați următoarele combinații: 11, 23, 54, 42. Distanța de cod a secvențelor este întotdeauna mai mare de două. Prin urmare, interferența este neputincioasă să împiedice recunoașterea corectă a combinației. Multiplexarea devine posibilă, crescând semnificativ debitul canalului de comunicație.

Cinci valori discrete sunt, de asemenea, combinate printr-un grafic echilateral. Capetele marginilor indică perechi de valori pe care receptorul le poate confunda din cauza prezenței zgomotului. Apoi numărul de combinații este reprezentat printr-o mulțime independentă a graficului compus. Grafic, setul este asamblat prin combinații care exclud prezența ambelor puncte ale unei margini. Modelul lui Shannon pentru un semnal cu cinci niveluri este compus exclusiv din perechi de valori (vezi mai sus). Atentie, intrebare!

• Ce legătură au calculele teoretice complexe cu subiectul discutat despre capacitatea canalului?

Cel mai direct lucru. Primul sistem de transmitere a informațiilor codificate digital, Green Bumblebee (Al Doilea Război Mondial), a folosit un semnal cu 6 niveluri. Calculele teoretice ale oamenilor de știință le-au oferit aliaților comunicații criptate fiabile, permițându-le să țină peste 3.000 de conferințe. Complexitatea computațională a graficelor Shannon rămâne necunoscută. Au încercat să obțină sens într-un mod oricand, continuând seria pe măsură ce cazul devenea mai complex. Considerăm că numărul Lovas este un exemplu colorat a ceea ce s-a spus.

Rata de biți

Capacitatea unui canal real este calculată conform teoriei. Se construiește un model de zgomot, de exemplu, Gaussian aditiv, și se obține expresia teoremei Shannon-Hartley:

C = B log2 (1 + S/N),

B – lățimea de bandă (Hz); S/N – raport semnal/zgomot. Logaritmul de bază 2 vă permite să calculați rata de biți (bit/s). Mărimea semnalului și a zgomotului sunt scrise în volți pătrați sau wați. Înlocuirea decibelilor dă un rezultat greșit. Formula pentru rețelele fără fir peer-to-peer este ușor diferită. Luați densitatea spectrală a zgomotului înmulțită cu lățimea de bandă. Sunt derivate expresii separate pentru canalele de estompare rapidă și lentă.

Fișiere multimedia

În legătură cu aplicațiile de divertisment, rata de biți arată cantitatea de informații stocate și redate în fiecare secundă:

1. Ratele de eșantionare a datelor variază.
2. Mostre de diferite dimensiuni (biți).
3. Uneori se realizează criptarea.
4. Algoritmi specializați comprimă informațiile.

Este selectată o medie de aur care ajută la minimizarea ratei de biți și la asigurarea unei calități acceptabile. Uneori, compresia distorsionează ireversibil materialul sursă cu zgomot de compresie. Adesea, viteza arată numărul de biți pe unitatea de timp de redare audio sau video (afișată de player). Uneori, valoarea este calculată prin împărțirea dimensiunii fișierului la durata totală. Deoarece dimensiunea este specificată în octeți, este introdus un multiplicator de 8. Adesea, rata de biți multimedia fluctuează. Rata de entropie se numește rata minimă care asigură conservarea completă a materialului original.

CD-uri

Standardul CD audio necesită ca fluxul să fie transmis la o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz (adâncime de 16 biți). Muzica stereo tipică este compusă din două canale (difuzoare din stânga, din dreapta). Rata de biți se dublează în mono. Debitul canalului de modulare a codului de impuls este determinat de expresia:

• rata de biți = rata de eșantionare x adâncimea x numărul de canale.

Standardul CD audio oferă o cifră finală de 1,4112 Mbit/s. Un calcul simplu arată: 80 de minute de înregistrare ocupă 847 MB, excluzând anteturile. Dimensiunea mare a fișierului determină necesitatea comprimarii conținutului. Iată numerele formatului MP3:

• 32 kbit/s – acceptabil pentru vorbirea articulată.
• 96 kbps – înregistrare de calitate scăzută.
• .160 kbit/s este un nivel slab.
• 192 kbps este ceva la mijloc.
• 256 kbps este tipic pentru majoritatea pieselor.
• 320 kbps – calitate premium.

Efectul este evident. Reducerea vitezei în timp ce crește calitatea redării. Cele mai simple codecuri telefonice iau 8 kbit/s, Opus - 6 kbit/s. Videoclipul este mai solicitant. Un flux Full HD necomprimat pe 10 biți (24 de cadre) ocupă 1,4 Gbps. Necesitatea furnizorilor de a depăși continuu înregistrările stabilite anterior devine clară. Vizionarea de bază de duminica în familie este măsurată prin experiența generală a publicului. Este dificil să explici celor dragi ce este o eroare în digitizarea imaginilor.

Se construiesc canale reale, oferind o aprovizionare solidă. Motive similare se află în spatele progresului standardelor media digitale. Dolby Digital (1994) a oferit în mod clar pierderea de informații. Prima emisiune a filmului Batman Returns (1992) a fost redată dintr-un film de 35 mm care transporta audio comprimat (320 kbps). Cadrele video au fost transferate de un scaner CCD, iar echipamentul a despachetat audio-ul pe parcurs. Echipată cu un sistem Digital Surround 5.1, sala a necesitat o procesare digitală suplimentară a fluxului.

Sistemele reale sunt adesea formate dintr-un set de canale. Astăzi, fostul șic este înlocuit de Dolby Surround 7.1, iar Atmos crește în popularitate. Tehnologii identice pot fi implementate în moduri aproape originale. Iată exemple de sunet cu opt canale (7.1):

• Dolby Digital Plus (3/1,7 Mbps).
• Dolby TrueHD (18 Mbit/s).

Lățimea de bandă specificată variază.

Exemple de capacitate de canal

Să luăm în considerare evoluția tehnologiilor digitale de transmitere a informațiilor.

Modemuri

1. Pereche acustică (1972) – 300 baud.
2. Modem Vadik&Bell 212A (1977) – 1200 baud.
3. Canal ISDN (1986) – 2 canale 64 kbit/s (viteză totală – 144 kbit/s).
4. 32bis (1990) – până la 19,2 kbit/s.
5. 34 (1994) – 28,8 kbps.
6. 90 (1995) – 56 kbit/s în aval, 33,6 kbit/s în amonte.
7. 92 (1999) – 56/48 kbps în aval/în amonte.
8. ADSL (1998) – până la 10 Mbit/s.
9. ADSL2 (2003) – până la 12 Mbit/s.
10. ADSL2+ (2005) – până la 26 Mbit/s.
11. VDSL2 (2005) – 200 Mbit/s.
12. rapid (2014) – 1 Gbit/s.

LAN Ethernet

1. Versiune experimentală (1975) – 2,94 Mbit/s.
2. 10BAZE (1981, cablu coaxial) – 10 Mbit/s.
3. 10BASE-T (1990, pereche răsucită) – 10 Mbit/s.
4. Fast Ethernet (1995) – 100 Mbit/s.
5. Gigabit Ethernet (1999) – 1 Gbit/s.
6. 10 Gigabit Ethernet (2003) – 10 Gbit/s.
7. 100 Gigabit Ethernet (2010) – 100 Gbit/s.

Wifi

1. IEEE 802.11 (1997) – 2 Mbit/s.
2. IEEE 802.11b (1999) – 11 Mbit/s.
3. IEEE 802.11a (1999) – 54 Mbit/s.
4. IEEE 802.11g (2003) – 54 Mbit/s.
5. IEEE 802.11n (2007) – 600 Mbit/s.
6. IEEE 802.11ac (2012) – 1000 Mbps.

celular

1. Prima generatie:
   1. NMT (1981) – 1,2 kbit/s.
2. 2G:
   1. GSM CSD, D-AMPS (1991) – 14,4 kbit/s.
   2. EDGE (2003) – 296/118,4 kbps.
3. 3G:
   1. UMTS-FDD (2001) – 384 kbit/s.
   2. UMTS HSDPA (2007) – 14,4 Mbit/s.
   3. UMTS HSPA (2008) – 14,4/5,76 Mbit/s.
   4. HSPA+ (2009) – 28/22 Mbit/s.
   5. CDMA2000 EV-DO Rev. B (2010) – 14,7 Mbit/s.
   6. HSPA+ MIMO (2011) – 42 Mbit/s.
4. 3G+:
   1. IEEE 802.16e (2007) – 144/35 Mbit/s.
   2. LTE (2009) – 100/50 Mbit/s.
5. 4G:
   1. LTE-A (2012) – 115 Mbit/s.
   2. WiMAX 2 (2011-2013, IEEE 802.16m) – 1 Gbit/s (maxim oferit de obiecte fixe).

Japonia introduce astăzi a cincea generație de comunicații mobile, sporind capacitățile de transmitere a pachetelor digitale.