stringtranslate.com

Пропускная способность (вычисления)

В вычислительной технике пропускная способность — это максимальная скорость передачи данных по заданному пути. Пропускную способность можно охарактеризовать как полосу пропускания сети , [1] полосу пропускания данных , [2] или цифровую полосу пропускания . [3] [4]

Это определение полосы пропускания контрастирует с областью обработки сигналов, беспроводной связи, модемной передачи данных, цифровой связи и электроники , где полоса пропускания используется для обозначения полосы пропускания аналогового сигнала, измеряемой в герцах , что означает диапазон частот . между самой низкой и самой высокой достижимой частотой при соблюдении четко определенного уровня ухудшения мощности сигнала. Фактическая скорость передачи данных, которой можно достичь, зависит не только от ширины полосы сигнала, но и от шума в канале.

Емкость сети

Термин « полоса пропускания» иногда определяет пиковую скорость передачи данных , скорость передачи данных или полезную скорость передачи данных физического уровня , пропускную способность канала или максимальную пропускную способность логического или физического пути связи в системе цифровой связи. Например, тесты пропускной способности измеряют максимальную пропускную способность компьютерной сети. Максимальная скорость, которую можно поддерживать на линии связи, ограничена пропускной способностью канала Шеннона-Хартли для этих систем связи, которая зависит от полосы пропускания в герцах и шума в канале.

Потребление сети

Потребляемая полоса пропускания в бит/с соответствует достигнутой пропускной способности или хорошей пропускной способности , т. е. средней скорости успешной передачи данных по каналу связи. На потребляемую полосу пропускания могут влиять такие технологии, как формирование полосы пропускания , управление полосой пропускания , регулирование полосы пропускания , ограничение полосы пропускания , распределение полосы пропускания (например, протокол распределения полосы пропускания и динамическое распределение полосы пропускания ) и т. д. Пропускная способность битового потока пропорциональна средней потребляемой полосе пропускания сигнала. в герцах (средняя спектральная полоса пропускания аналогового сигнала, представляющего битовый поток) в течение исследуемого интервала времени.

Пропускную способность канала можно путать с полезной пропускной способностью данных (или полезной пропускной способностью). Например, канал с x бит/с не обязательно может передавать данные со скоростью x , поскольку протоколы, шифрование и другие факторы могут добавлять значительные накладные расходы. Например, большая часть интернет-трафика использует протокол управления передачей (TCP), который требует трехстороннего подтверждения для каждой транзакции. Хотя во многих современных реализациях протокол эффективен, он добавляет значительные накладные расходы по сравнению с более простыми протоколами. Кроме того, пакеты данных могут быть потеряны, что еще больше снижает полезную пропускную способность данных. В общем, для любой эффективной цифровой связи необходим протокол кадрирования; накладные расходы и эффективная пропускная способность зависят от реализации. Полезная пропускная способность меньше или равна фактической пропускной способности канала за вычетом накладных расходов на реализацию.

Максимальная пропускная способность

Асимптотическая пропускная способность (формально асимптотическая пропускная способность ) для сети является мерой максимальной пропускной способности для жадного источника , например, когда размер сообщения (количество пакетов в секунду от источника) приближается к максимальному значению. [5]

Асимптотическая пропускная способность обычно оценивается путем отправки по сети ряда очень больших сообщений и измерения сквозной пропускной способности. Как и в случае с другими полосами пропускания, асимптотическая полоса пропускания измеряется в битах в секунду. Поскольку скачки пропускной способности могут исказить результаты измерений, операторы связи часто используют метод 95-го процентиля . Этот метод непрерывно измеряет использование полосы пропускания, а затем удаляет верхние 5 процентов. [6]

Мультимедиа

Цифровая пропускная способность может также означать: скорость передачи данных мультимедиа или среднюю скорость передачи данных после сжатия мультимедийных данных ( исходное кодирование ), определяемую как общий объем данных, разделенный на время воспроизведения.

Из-за непрактично высоких требований к пропускной способности несжатых цифровых носителей требуемая пропускная способность мультимедиа может быть значительно уменьшена за счет сжатия данных. [7] Наиболее широко используемым методом сжатия данных для уменьшения пропускной способности мультимедиа является дискретное косинусное преобразование (DCT), которое было впервые предложено Насиром Ахмедом в начале 1970-х годов. [8] Сжатие DCT значительно уменьшает объем памяти и пропускную способность, необходимые для цифровых сигналов, позволяя достичь степени сжатия данных до 100:1 по сравнению с несжатыми носителями. [9]

веб хостинг

В службе веб-хостинга термин « пропускная способность» часто неправильно используется для описания объема данных, передаваемых на веб-сайт или сервер или с него в течение установленного периода времени, например, потребление полосы пропускания, накопленное за месяц, измеряется в гигабайтах в месяц. [ нужна цитата ] [10] Более точная фраза, используемая для обозначения максимального объема передачи данных каждый месяц или за определенный период, — это ежемесячная передача данных .

Аналогичная ситуация может возникнуть и с поставщиками интернет-услуг для конечных пользователей , особенно там, где пропускная способность сети ограничена (например, в регионах со слаборазвитым подключением к Интернету и в беспроводных сетях).

Интернет-соединения

В этой таблице показана максимальная пропускная способность (чистая скорость передачи данных физического уровня) для распространенных технологий доступа в Интернет. Более подробные списки см.

Закон Эдгольма

Закон Эдхольма , предложенный и названный в честь Фила Эдхольма в 2004 году, [11] гласит, что пропускная способность телекоммуникационных сетей удваивается каждые 18 месяцев, что подтверждается с 1970-х годов. [11] [12] Эта тенденция очевидна в случае Интернета , [11] сотовой (мобильной), беспроводной локальной сети и беспроводных персональных сетей . [12]

MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) является наиболее важным фактором, позволяющим быстро увеличить полосу пропускания . [13] МОП-транзистор (МОП-транзистор) был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году, [14] [15] [16] и стал основным строительным блоком современных телекоммуникационных технологий. [17] [18] Непрерывное масштабирование МОП-транзисторов , наряду с различными достижениями в области МОП-технологий, позволило реализовать как закон Мура ( количество транзисторов в микросхемах интегральных схем удваивается каждые два года), так и закон Эдхольма (удваивание полосы пропускания каждые 18 месяцев). [13]

Рекомендации

  1. ^ Дуглас Комер , Компьютерные сети и Интернет, стр. 99 и далее, Prentice Hall, 2008.
  2. ^ Фред Холсолл, данные+коммуникации и компьютерные сети, стр. 108, Аддисон-Уэсли, 1985.
  3. ^ Программа Сетевой академии Cisco: сопутствующее руководство CCNA 1 и 2, Волым 1–2, Cisco Academy 2003.
  4. ^ Бехруз А. Форузан, Передача данных и сети , McGraw-Hill, 2007 г.
  5. ^ Чжоу, CY; и другие. (2006). «Моделирование передачи сообщений». В Чунге — Йе-Чинг; Морейра, Хосе Э. (ред.). Достижения в области Grid и всеобъемлющих вычислений: Первая международная конференция, GPC 2006 . Спрингер. стр. 299–307. ISBN 3540338098.
  6. ^ «Что такое пропускная способность? - Определение и подробности» . www.paessler.com . Проверено 18 апреля 2019 г.
  7. ^ Ли, Джек (2005). Масштабируемые системы непрерывной потоковой передачи мультимедиа: архитектура, проектирование, анализ и реализация. Джон Уайли и сыновья . п. 25. ISBN 9780470857649.
  8. ^ Станкович, Радомир С.; Астола, Яакко Т. (2012). «Воспоминания о ранней работе в DCT: интервью с К.Р. Рао» (PDF) . Отпечатки первых дней информационных наук . 60 . Проверено 13 октября 2019 г.
  9. ^ Леа, Уильям (1994). Видео по запросу: Исследовательский доклад 94/68. Библиотека Палаты общин . Архивировано из оригинала 20 сентября 2019 года . Проверено 20 сентября 2019 г.
  10. ↑ Лоу, Джерри (27 марта 2022 г.). «Какая пропускная способность хостинга мне нужна для моего сайта?». ВССР .
  11. ^ abc Черри, Стивен (2004). «Закон полосы пропускания Эдхольма». IEEE-спектр . 41 (7): 58–60. дои : 10.1109/MSPEC.2004.1309810. S2CID  27580722.
  12. ^ Аб Дэн, Вэй; Махмуди, Реза; ван Рермунд, Артур (2012). Формирование луча с мультиплексированием по времени и пространственно-частотным преобразованием . Нью-Йорк: Спрингер. п. 1. ISBN 9781461450450.
  13. ^ аб Джиндал, Ренука П. (2009). «От миллибитов до терабитов в секунду и выше – более 60 лет инноваций». 2009 2-й международный семинар по электронным устройствам и полупроводниковым технологиям . стр. 1–6. doi :10.1109/EDST.2009.5166093. ISBN 978-1-4244-3831-0. S2CID  25112828.
  14. ^ "1960 - Демонстрация металлооксидно-полупроводникового (МОП) транзистора" . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров .
  15. ^ Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . стр. 321–3. ISBN 9783540342588.
  16. ^ «Кто изобрел транзистор?». Музей истории компьютеров . 4 декабря 2013 года . Проверено 20 июля 2019 г.
  17. ^ «Триумф МОП-транзистора». YouTube . Музей истории компьютеров . 6 августа 2010 г. Архивировано из оригинала 07.11.2021 . Проверено 21 июля 2019 г.
  18. ^ Реймер, Майкл Г. (2009). Кремниевая паутина: физика в эпоху Интернета. ЦРК Пресс . п. 365. ИСБН 9781439803127.