Скорость передачи информации формула. Скорость передачи информации
Для оценки качества каналов передачи данных можно использовать следующие характеристики:
скорость передачи данных по каналу связи;
пропускную способность канала связи;
достоверность передачи информации;
надежность канала связи.
Скорость передачи данных . Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости (bit rate). Информационная скорость - определяется количеством битов, передаваемых по каналу связи за одну секунду бит/с, что в англоязычном варианте обозначается как bps.
Они заменяются при использовании кнопки «Обновить» браузера. Аббревиатура чата для интернет-ретрансляции. На английском языке он используется для представления предлога, при котором он указывает, в одном из его значений, назначение миссуса. По этой причине адрес этого адреса электронной почты защищен от спам-ботов. В сетевом соединении сервер определяется как системы, предлагающие сервисы, и клиенты, которые их используют. Выражение «клиент-сервер», относящееся к операционной системе некоторых программ, разделенный на два отдельных модуля.
Бодовая скорость измеряется в бодах (baud). Эта единица скорости получила свое название по фамилии французского изобретателя телеграфного аппарата Emilie Baudot – Э. Бодо. Бод – это число изменений состояния среды передачи в секунду (или числом изменений сигнала в единицу времени). Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии. Скорость передачи информации 2400 бод означает, что состояние передаваемого сигнала изменялось 2400 раз в секунду, что эквивалентно частоте 2400 Гц.
Модуль «сервер» имеет дело с выполнением приведенных команд, таких как управлять списком рассылки или искать файл и всегда находиться на выделенном компьютере. Практически все аналоговые сигналы могут быть представлены в цифровом формате. Домен: это конечная часть веб-сайта или адрес электронной почты, который позволяет вам найти его в сети.
Загрузка загружает файл с удаленного компьютера в свой собственный. Файл файла представляет собой любую программу или группу данных, записанных на магнитном носителе и идентифицированных по имени. Он рассматривает сетевые пакеты для определения адресата и других параметров, которые он использует для фильтрации. Имя относится как к широковещательному протоколу, так и к программе, которая его использует.
Для иллюстрации этих понятий обратимся к передаче цифровых данных по обычным телефонным каналам связи. В самых ранних моделях модемов, эти две скорости совпадали. Современные модемы кодируют несколько битов данных в одном изменении состояния аналогового сигнала и очевидно, что скорость передачи данных и скорость работы канала в этом случае не совпадают. Если на бодовом интервале (между соседними изменениями сигнала) передается N бит, то число значений модулируемого параметра несущей (переносчика) равно 2 N . Например, при числе градаций 16 и скорости 1200 бод одному боду соответствует 4 бит/с и информационная скорость составит 4800 бит/с, т.е. скорость в битах в секунду превышает скорость в бодах. В частности, модемы на 2 400 и 1 200 бит/с передают 600 бод, а модемы на 9 600 и 14 400 бит/с- 2 400 бод.
Протокол используется при загрузке файла на ваш компьютер с веб-сайта или наоборот при его загрузке на интернет-сервер. Это соответствует примерно одному миллиарду байт или более тысячи копий романа средней длины. Типичным примером использования концентратора является создание сетей рабочих сред, которые обслуживают ограниченное число рабочих станций. Термин также относится к набору взаимосвязанных мультимедийных документов. Интранет - это частная сеть организации, которая использует те же протоколы и программы, что и общедоступный Интернет, но только для внутреннего использования.
В аналоговых телефонных сетях скорость передачи данных определяется типом протокола который поддерживают оба модема, участвующие в соединении. Так, современные модемы работают по протоколам V.34+ со скоростью до 33600 бит/с или по протоколу асимметричного обмена данными V.90 со скоростью передачи до 56 Kbps.
Стандарт V.34+ позволяет работать по телефонным линиям практически любого качества. Первоначальное соединение модемов происходит по асинхронному интерфейсу на минимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. После тестирования линии выбираются основные параметры передачи (частота несущей 1,6-2,0 КГц, способ модуляции, переход в синхронный режим) которые в последствии могут динамически изменяться без разрыва связи, адаптируясь к изменению качества линии.
Ссылка называется гиперссылкой и обычно представляется в виде текста, выделенного в нескольких формах. Выделенная линия связи, выполненная с помощью кабеля, зарезервированного для него. Список групп рассылки, чьи сообщения распространяются по электронной почте. Для традиционного модема устройство подключено к общей телефонной розетке и использует обычную телефонную линию для передачи данных.
Узел - это компьютер, напрямую подключенный к Интернету. Имя домена - это имя компьютера, который идентифицирует его в Интернете. Протоколы могут быть низкого или высокого уровня. Маршрутизатор Маршрутизатор - это устройство, которое управляет соединением между двумя и более сетями. Типичным примером использования маршрутизатора является подключение локальной частной сети к другой «общедоступной сети».
Протокол V.90 был принят Международным Союзом Электросвязи (МСЭ) в феврале 1998 г. В соответствии с этим стандартом модемы, установленные у пользователя, могут принимать данные от провайдера сети (входящий поток – Downstream) на скорости 56 Kbps, а посылать (исходящий поток – Upstream) – на скорости до 33,6 Kbps. Достигается это за счет того, что данные на узле сети, подключенному к цифровому каналу, подвергаются только цифровому кодированию, а не аналого-цифровому преобразованию, которое всегда вносит шум дискретизации и квантования. На стороне пользователя из-за "последней аналоговой мили" происходит и цифро-аналоговое (в модеме) и аналого-цифровое преобразование (на АТС), поэтому увеличение скорости невозможно. Очевидно, что применить такую схему удается только там, где один из модемов имеет доступ к цифровому каналу. Практически только провайдер сети Интернет может быть связан с АТС пользователя цифровым каналом.
Сетевые карты сетевых карт обычно подключаются к персональному компьютеру. Этот интерфейс подключен к кабелю, на котором данные передаются или принимаются между устройством и другими серверами, компьютером, который позволяет другим компьютерам получать доступ к сети. Одна машина может запускать более одной программы одновременно, предоставляя несколько услуг многим клиентам в сети. Операционная система позволяет компьютеру загружать и активировать связь между процессором, клавиатурой и дисководом, чтобы Пользователи могут устанавливать свои собственные команды, предлагая машине выполнять операции для него или запуская программы, написанные в соответствии с особенностями самой операционной системы.
Для соединений типа абонент-абонент по коммутируемой телефонной сети общего пользования новая технология непригодна и работа возможна только на скорости не выше 33,6 Kbps.
Скорости передачи цифровой информации для ЛВС различных типов приведены в таблице 2.1, а для глобальных сетей в таблице 2.2.
Таблица 2.1
|
Тип сети (протокол канального уровня) Загрузка - это противоположное действие загрузки, отправив файл с вашего компьютера на компьютер в другом месте в виде телематической отправки вашего документа. Он состоит из префикса, указывающего тип соединения, в котором вы нуждаетесь. Два бара указывают, что следующая информация - это имя интернет-компьютера, к которому вы собираетесь получить доступ, и иногда за этой частью может следовать номер, определяющий порт, из которого вы входите, если не основной. Сам по себе протокол не гарантирует полную совместимость устройств, которые его уважают. |
Вид линии передачи данных | |
|
Толстый коаксиальный кабель (10Base-5) Тонкий коаксиальный кабель (10base-2) Неэкранированная витая пара UTP категории 3 (10Base-T) Оптоволокно (10Base-F) | ||
|
Оптоволокно (100Base-FX) | ||
|
Gigabit Ethernet Беспроводная связь. Режим сетевой связи и технология, использующая эфир в качестве средства транспортировки информации. Английский термин для «луч, луч». Указывает на умножение сигнала передачи через конкретную конструкцию антенны. Чем более ограниченное умножение, тем сильнее сигнал будет находиться в зоне покрытия для принимающей области. Указывает качество немодулированного цифрового сигнала. Чем больше этот показатель, тем лучше будет сигнал. Объем цифровой информации, передаваемой в данный момент времени; измеряется в битах в секунду. Сокращение для условного доступа, система контроля доступа, которая регулирует доступ пользователей к закодированным сетям по коммерческим и авторским соображениям. Кабель для широковещательного широкополосного широкополосного сигнала Обычно используется для подключения антенны и приемника. Сжатие означает уменьшение количества цифр, образующих последовательность, при сохранении неизменной информации. Повышенная эффективность нового кодирования звука позволяет увеличить радиоканалы с одинаковой полосой пропускания. Это необходимый процесс, потому что все экраны и проекторы постепенно воспроизводят изображение. В отличие от старой техники чередования, прогрессивный процесс устраняет раздражающее мерцание. Значение не меняется непрерывным, но дискретным образом. Параболический диск Параболический отражатель формы антенны Каждое доменное имя имеет суффикс, указывающий, какой домен принадлежит домену доменов верхнего уровня. Наземное цифровое телевидение передается через эфир и через антенну. Электронный программный гид, который предоставляет информацию о текущих или объявленных трансляциях. Большинство этих руководств подходят для «навигации», а также служат для программирования записи передачи. Спутниковый флот для телекоммуникационных и радиослужб размещается на разных орбитах. Размер изображения панорамы на телевизоре с шириной и высотой 16: килогерц соответствует 100 колебаниям в секунду, от одного мегагерца до одного миллиона и одному гигагерцу до одного миллиарда качелей. В случае цифрового приема декодер интегрирован в приемник оператор спутниковой связи, оператор сети передачи данных, обеспечивающий доступ конечного пользователя к Интернету. Устройство, используемое для усиления и преобразования спутниковых сигналов с высокой частоты на более низкую промежуточную частоту. В зависимости от полосы пропускания и канала передачи используются различные типы модуляции, и возможно одновременное соединение нескольких систем приема. Геостационарная орбита Орбита, где спутники остаются неподвижными в одной и той же точке, если смотреть с Земли. Обычно используются линейная поляризация, а в некоторых случаях и круговая поляризация. Посредством смещения две программы могут транслироваться на одной и той же частоте, не нарушая друг друга. Смартфон Портативный телефон с бесчисленными функциональными возможностями и связностью, более похожий на компьютер, чем на «простой» мобильный телефон. В качестве альтернативы загрузке данных цель потоковой передачи - не иметь копию носителя, а воспроизводить их напрямую; в конечном итоге данные удаляются. Функция поиска также доступна, чтобы выяснить, какой оператор покрывает определенную область. Это битрейт, с которым передается поток цифрового сигнала, и выражается в мега-буферах в секунду. Транспондер принимает сигналы радиотелевизора и возвращает их на другую частоту или другой канал. Видео доступно и доступно для просмотра в Интернете, предоставляемое в самых разных форматах. Фильмы и видеоролики доступны в виртуальной видео-библиотеке, которая может быть выбрана и просмотрена платным пользователем.
|
Многомодовое оптоволокно (1000Base-SX) Одномодовое оптоволокно (1000Base-LX) Твинаксиальный кабель(1000Base-СX) | |
|
Token Ring (High Speed Token Ring) |
Оптоволокно | |
|
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) |
Оптоволокно |
Таблица 2.2
Иерархия скоростей цифровых каналов глобальных сетей
Люди обмениваются информацией посредством языка и письма. Вы подозреваете, что некоторые буквы имеют большую плотность информации, чем другие. Иногда одно предложение на болгарском языке может быть выражено одним словом на английском языке. Представьте себе, что происходит, когда мы добавляем китайский язык, где каждый символ может иметь отдельный словесный смысл. Удивительно, но, несмотря на разную плотность отдельных сценариев, получается, что скорость обрабатываемой информации одинакова - человек, читающий английский, использует в среднем 6-7 символов одновременно, а китайский - по 2-3 символа за раз.
|
Тип сети |
Тип интерфейса и линии передачи данных |
Скорость передачи данных, Мбит/с |
|
|
T1/E1, кабель из 2-ух витых пар T2/E2,коаксиальный кабель T3/E3, коаксиальный и оптический кабель или радиолинии СВЧ | |||
|
STS-3, OC-3/STM-1 Учитывая разную плотность двух языков, представляется, что эффективная обработка прочитанной информации идентична. Это также относится к другим языкам и языкам во всем мире - все они имеют среднюю плотность 380 слов в минуту. Из этого следует, что пределы нашего восприятия не определяются письменностью или языком, а когнитивной способностью обрабатывать информацию нашего вида. Но сколько информации может хранить человек?Поскольку память мозга (в частности, воспоминания) является абстрактным понятием другого физического проявления, вместо того, чтобы смотреть на мозг и его способность хранить информацию, мы рассмотрим физические аспекты информации в человеческом теле. STS-9, OC-9/STM-3 STS-12, OC-12/STM-4 STS-18, OC-18/STM-6 STS-24, OC-24/STM-8 STS-36, OC-36/STM-12 STS-48, OC-48/STM-16 | |||
|
BRI (базовый) PRI (специальный) | |||
|
Абонент-сеть (Upstream) Сеть-абонент (Downstream) |
На ВОЛС достигнуты рекордные скорости передачи информации. В экспериментальной аппаратуре с использованием метода мультиплексирования с разделением каналов по длинам волн (WDM - Wavelengths Division Multiplexing) достигнута скорость 1100 Гбит/с на расстоянии 150 км. В одной из действующих систем на основе WDM передача идет со скоростью 40 Гбит/с на расстояния до 320 км. В методе WDM выделяется несколько несущих частот (каналов). Так, в последней упомянутой системе имеются 16 таких каналов вблизи частоты 4*10 5 ГГц, отстоящих друг от друга на 10 3 ГГц, в каждом канале достигается скорость 2,5 Гбит/с.
Теперь представьте всю информацию в мире - фильмы, книги, программное обеспечение и что еще - закодированные в 100 граммах ДНК. Это даже мало по сравнению с информацией, которую каждый из нас хранит. Однако следует иметь в виду, что мы разделяем 9% нашей ДНК друг с другом, без каких-либо исключений. Старая гибкая дисковая папка сделает отличную работу, чтобы сохранить вашу уникальность.
Среди такого же материала этот уникальный кусок - настоящая информация. Мозг обычно использует тот же механизм для хранения информации - состояния нот и изменения между ними. Основа корпуса и любое последующее отклонение от предыдущего состояния создают потенциальную информацию. По этой причине невозможно сравнить архитектуру мозга с классической компьютерной или компьютерной памятью, что заставляет меня задаться вопросом.
Максимально возможная информационная скорость, пропускная способность C (bandwidth ) связана с полосой пропускания F (точнее с верхней частотой полосы пропускания) канала связи формулой Хартли-Шеннона. Пусть N – число возможных дискретных значений сигнала, например число различных значений модулируемого параметра. Тогда на одно изменение величины сигнала, в соответствии с формулой Хартли, приходится не более I=log 2 N бит информации.
Максимальную информационную скорость передачи можно определить как
С = log 2 N / t,
где t - длительность переходных процессов, приблизительно равная (3-4)Т В, а Т В = 1/(2πF). Тогда
бит/с, (2.1)
В случае канала с помехами количество различимых значений модулированного сигнала N должно быть ≤ 1+A, где A - отношение мощностей сигнала и помехи.
Для пользователей вычислительных сетей значение имеют не абстрактные биты в секунду, а информация, единицей измерения которой служат байты или знаки. Поэтому более удобной характеристикой канала является его реальная или эффективная скорость , которая оценивается количеством знаков (символов), передаваемых по каналу за секунду (cps, character per second), не включая служебную (например, биты начала и конца блока, заголовки блоков и контрольные суммы).
Эффективная скорость зависит от ряда факторов, среди которых не только скорость передачи данных, но и способ передачи, и качество канала связи, и условия его эксплуатации, и структура сообщений. Например, так как в среднем, при асинхронном методе передачи данных через модем каждым 10 переданным битам соответствует 1 байт или 1 символ сообщения, то 1 cps=10 bps. Для повышения эффективной скорости передачи используются различные методы сжатия информации, реализуемые как самими модемами, так и коммуникационным ПО.
Существенной характеристикой любой коммуникационной системы является достоверность передаваемой информации. Достоверность передачи информации или уровень ошибок (error ratio) оценивают либо как вероятность безошибочной передачи блока данных, либо как отношение количества ошибочно переданных битов к общему числу переданных битов (единица измерения: количество ошибок на знак - ошибок/знак) Например, вероятность 0,999 соответствует 1 ошибке на 1000 бит (очень плохой канал). Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратура канала, так и состояние линии связи. Нецелесообразно использовать дорогостоящую аппаратуру, если линия связи не обеспечивает необходимых требований по помехоустойчивости.
При передаче данных в вычислительных сетях этот показатель должен лежать в пределах 10 -8 -10 -12 ошибок/знак, т.е. допускается не более одной ошибка на 100 миллионов переданных битов. Для сравнения, допустимое количество ошибок при телеграфной связи составляет примерно 3·10 -5 на знак.
Наконец, надежность коммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы в часах. Вторая характеристика позволяет более эффективно оценить надежность системы.
Для вычислительных сетей среднее время безотказной работы должно быть достаточно большим и составлять, как минимум, несколько тысяч часов
Под термином “информация ” понимают различные сведения, которые поступают к получателю. В литературе встречается наиболее часто следующее определение информации: информация – это сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения или непосредственного использования. Это могут быть сведения о результатах измерения, наблюдения за каким-либо объектом и т.п. В дальнейшем нас будут интересовать лишь вопросы, связанные с информацией как объектом передачи.
Сообщение является формой представления информации. Одно и то же сведение может быть представлено в различной форме. Например, сведение о часе приезда вашего приятеля может быть передано по телефону или же в виде телеграммы. В первом случае мы имеем дело с информацией, представленной в непрерывном виде (непрерывное сообщение). Во втором случае – с информацией, представленной в дискретном виде (дискретное сообщение). При передаче сведений по телеграфу информация заложена в буквах, из которых составлены слова, и цифрах. Очевидно, что на конечном отрезке времени число букв или цифр конечное. Это и является отличительной особенностью дискретного или счетного сообщения. В то же время число различных возможных значений звукового давления, измеренное при разговоре, даже на конечном отрезке времени будет бесконечным. В современных цифровых системах телефонной связи в канал связи передаются кодовые комбинации, несущие информацию об отсчетах квантованного аналогового сигнала. Следовательно, такой телефонный квантованный сигнал относится к классу дискретных, и поэтому будем в дальнейшем рассматривать только вопросы передачи дискретных сообщений. В случае телефонной связи под сообщением будем понимать некоторую последовательность отсчетов квантованного аналогового сигнала, передаваемую в канале связи в виде последовательности кодовых комбинаций.
К числу основных информационных характеристик сообщений относятся количество информации в отдельных сообщениях, энтропия и производительность источника сообщений.
Количество информации в сообщении (символе) определяется в битах – единицах измерения количества информации. Чем меньше вероятность появления того или иного сообщения, тем большее количество информации мы извлекаем при его получении. Если в памяти источника имеется два независимых сообщения (а 1 и а 2) и первое из них выдается с вероятностью =1, то сообщение а 1 не несет информации, ибо оно заранее известно получателю.
Было предложено определять количество информации, которое приходится на одно сообщение a i , выражением
.
С реднее количество информации Н(А), которое приходится на одно сообщение, поступающее от источника без памяти, получим, применив операцию усреднения по всему объему алфавита:
. (2.1)
Выражение (2.1) известно как формула Шеннона для энтропии источника дискретных сообщений. Энтропия – мера неопределенности в поведении источника дискретных сообщений. Энтропия равна нулю, если с вероятностью единица источником выдается всегда одно и то же сообщение (в этом случае неопределенность в поведении источника сообщений отсутствует). Энтропия максимальна, если символы источника появляются независимо и с одинаковой вероятностью.
Определим энтропию источника сообщений, если К = 2 и . Тогда
Отсюда 1 бит – это количество информации, которое переносит один символ источника дискретных сообщений в том случае, когда алфавит источника состоит из двух равновероятных символов.
Если
в предыдущем примере взять 
,
то Н(А) < 1 бит/сообщ. Таким образом, один бит – максимальное среднее
количество информации, которое переносит один символ источника дискретных
сообщений в том случае, когда алфавит источника включает два независимых
символа.
Среднее количество информации, выдаваемое источником в единицу времени, называют производительностью источника
(бит/с). (2.2)
где Т – среднее время, отводимое на передачу одного символа (сообщения).
Для определения количества единичных элементов, передаваемых в одну секунду ввели понятие скорость модуляции (телеграфирования):
В=1/t (Бод)
Для каналов передачи дискретных сообщений вводят аналогичную характеристику – скорость передачи информации по каналу R (бит/с). Она определяется количеством бит, передаваемых в секунду. Максимально возможное значение скорости передачи информации по каналу называется пропускной способностью канала:
где 2D F – полоса пропускания канала,
Р с – мощность сигнала,
Р п – мощность помехи.
Сообщение, поступающее от источника, преобразуется в сигнал, который является его переносчиком в системах электросвязи.
Рис. 2.2. Принцип передачи сообщений
Система электросвязи обеспечивает доставку сигнала из одной точки пространства в другую с заданными качественными показателями. Схема передачи сообщений, в состав которой входят преобразователи сообщение–сигнал–сообщение, приведена на рис. 2.2.
Контрольные вопросы
- Дайте определения понятиям “информация”, “сообщение”.
- Как измеряется количество информации?
- Определить энтропию источника вырабатывающего независимые символы а 1 и а 2 , если р(а 1) = 0,3. Сравнить полученное значение с вариантом, когда р(а 1) = р(а 2) = 0,5.
Список литературы
- Кох Р., Яновский Г. Эволюция и конвергенция в электросвязи. – М.: Радио и связь, 2001. – 280 с.
- Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг Российской Федерации. “СвязьИнформ”, 2001, № 10. с. 9-32.