Buka pelajaran informatika
Topik: “Transfer informasi. Kecepatan transfer informasi"
Sasaran:
Pendidikan:
memperkenalkan konsep sumber, penerima dan saluran transmisi informasi.
kecepatan transfer informasi dan kapasitas saluran;
memecahkan masalah pada kecepatan transfer informasi
Mengembangkan:
mengembangkan rasa ingin tahu,
pengembangan keterampilan kerja kelompok,
Pengasuhan:
pendidikan akurasi, disiplin, ketekunan.
1. Pengulangan materi yang telah dipelajari sebelumnya
Konsep informasi
Informasi - dalam kasus umum, sekumpulan informasi tentang peristiwa, fenomena, objek apa pun yang diperoleh sebagai hasil interaksi dengan lingkungan luar. Bentuk penyajian informasi adalah pesan.
Jenis dan sifat informasi
Jenis informasi utama dalam hal bentuk penyajiannya, cara pengkodean dan penyimpanannya, yang paling penting bagi ilmu komputer, adalah:
grafis;
suara;
teks;
numerik;
Satuan untuk mengukur jumlah informasi
- 1 byte = 8 bit,
- 1 kilobyte = 1024 byte,
- 1 megabita = 1024 KB,
- 1 gigabita = 1024 MB,
- 1 terabyte = 1024 GB,
- 1 petabita = 1024 TB.
2. Pengenalan materi baru
Semua jenis informasi dikodekan dalam urutan impuls listrik: ada impuls (1), tidak ada impuls (0), yaitu dalam urutan nol dan satu. Pengkodean informasi di komputer ini disebut pengkodean biner. Dengan demikian, jika memungkinkan untuk menyimpan dan memproses pulsa ini menggunakan perangkat komputer, yang berarti mereka dapat ditransfer.
Untuk mentransfer informasi, Anda memerlukan:
Sebuah sumber informasi- sistem dari mana informasi ditransmisikan.
Saluran transmisi informasi- cara penyampaian informasi.
Penerima informasi- sistem yang menyediakan informasi yang diperlukan.
Konversi informasi menjadi sinyal yang cocok untuk melewati jalur komunikasi dilakukan oleh pemancar.
Dalam proses mengubah informasi menjadi sinyal, itu dikodekan. Dalam arti luas, pengkodean adalah transformasi informasi menjadi sinyal. Dalam arti sempit, pengkodean adalah transformasi informasi menjadi kombinasi simbol-simbol tertentu. Dalam kasus kami, dalam urutan 1 dan 0.
Di sisi penerima, operasi terbalik decoding, yaitu pemulihan dari sinyal yang diterima dari informasi yang dikirimkan.
Perangkat decoding (decoder) mengubah sinyal yang diterima menjadi bentuk yang nyaman untuk persepsi oleh penerima.
Salah satu sifat terpenting dari transfer informasi adalah kecepatan transfer informasi dan kapasitas saluran.
Tingkat transfer- tingkat di mana informasi ditransmisikan atau diterima dalam bentuk biner. Biasanya, kecepatan data diukur dengan jumlah bit yang ditransmisikan per detik.
Satuan ukuran minimum untuk kecepatan transfer informasi - 1 bit per detik (1 bps)
Bandwidth saluran komunikasi- kecepatan transfer data maksimum dari sumber ke penerima.
Kedua nilai tersebut diukur dalam bit / detik, yang sering dikacaukan dengan Byte / detik dan ditujukan kepada penyedia layanan komunikasi (penyedia) sehubungan dengan penurunan kecepatan atau ketidakkonsistenan kecepatan transfer informasi.
Penyelesaian masalah
Memecahkan masalah kecepatan transfer informasi hampir sepenuhnya bertepatan dengan menyelesaikan masalah kecepatan, waktu dan jarak.
S - ukuran informasi yang dikirimkan
V - kecepatan transfer informasi
T - waktu transfer informasi
Oleh karena itu, rumus: berlaku saat memecahkan masalah kecepatan transfer informasi. Namun, harus diingat bahwa semua nilai pengukuran harus sesuai. (jika kecepatan dalam KB/detik, maka waktu dalam detik, dan ukurannya dalam Kilobyte)
Pertimbangkan contoh tugas:
Berapa detik yang dibutuhkan modem untuk mengirimkan pesan dengan kecepatan 28800 bps untuk mengirimkan gambar berwarna 640 * 480 piksel, asalkan warna setiap piksel dikodekan dalam 3 byte.
Larutan:
Mari kita tentukan jumlah piksel pada gambar:
640*480= 307200 piksel
Karena setiap piksel dikodekan oleh 3 byte, kami menentukan volume informasi gambar:
307200 * 3 = 921600 byte
Perhatikan bahwa kecepatan transfer informasi diukur dalam bit / detik, dan bobot informasi gambar dalam byte. Mari terjemahkan kecepatan menjadi byte / detik, untuk kenyamanan perhitungan:
28800: 8 = 3600 byte/detik
Tentukan waktu pengiriman pesan jika kecepatannya 3600 byte/detik:
921600: 3600 = 256 dtk
Jawaban: Diperlukan 256 detik
Tugas:
Kecepatan transfer data melalui koneksi ADSL adalah 64.000 bps. Melalui senyawa ini mentransfer file 375 KB. Tentukan waktu transfer file dalam hitungan detik.
Berapa detik yang dibutuhkan modem untuk mentransmisikan pesan pada 28800 bps untuk mengirimkan 100 halaman teks dalam 30 baris masing-masing 60 karakter, asalkan setiap karakter dikodekan dalam satu byte.
Kecepatan transfer data melalui koneksi modem adalah 56 Kbps. Siaran file teks melalui koneksi ini butuh 12 detik. Tentukan berapa banyak karakter yang terkandung dalam teks yang dikirimkan, jika diketahui disandikan UNICODE.
Modem mentransmisikan data dengan kecepatan 56 Kbps. Mentransfer file teks membutuhkan waktu 4,5 menit. Tentukan berapa banyak halaman yang berisi teks yang dikirimkan jika diketahui dalam Unicode, dan ada 3072 karakter pada satu halaman.
Kecepatan transfer data rata-rata menggunakan modem adalah 36 Kbps. Berapa detik yang dibutuhkan modem untuk mengirimkan 4 halaman teks KOI8, dengan asumsi setiap halaman memiliki rata-rata 2.304 karakter?
Scout Belov harus mengirimkan pesan: “Tempat pertemuan tidak bisa diubah. Eustace." pencari arah menentukan lokasi transmisi jika berlangsung minimal 2 menit. Pada kecepatan berapa (bps) petugas intelijen harus mengirimkan radiogram?
Tugas:
Diketahui bahwa durasi koneksi terus menerus ke Internet menggunakan modem untuk beberapa PBX tidak melebihi 10 menit. Menentukan ukuran maksimum file (KB) yang dapat ditransfer selama koneksi tersebut jika modem mentransmisikan informasi dengan kecepatan rata-rata 32 Kbps.
Tentukan waktu koneksi dalam detik:
10 menit * 60 = 600 detik.
Tentukan ukuran file yang dikirimkan oleh modem dalam 600 detik:
600 detik * 32 Kbps = 19200 Kbps
Kami menerjemahkan ke dalam Kbytes, seperti yang dipersyaratkan oleh kondisi masalah:
19200 kb/8 = 2400 kb.
Jawab: 2400 KB
7. Kecepatan transfer data melalui koneksi ADSL adalah 64000 bps. File 375 KB ditransmisikan melalui koneksi ini. Tentukan waktu transfer file dalam hitungan detik.
Ubah ukuran file menjadi bit:
375 KB * 8 * 1024 = 3072000 bit
Tentukan waktu transfer file dalam detik:
3072000 bps / 64000 bps = 48 dtk.
Jawab: 48 detik
8. Berapa detik yang diperlukan modem untuk mentransmisikan pesan pada 28800 bps untuk mengirimkan 100 halaman teks dalam 30 baris yang masing-masing terdiri dari 60 karakter, asalkan setiap karakter dikodekan dalam satu byte.
Tentukan jumlah karakter pada satu halaman teks:
30 baris * 60 karakter = 1800 karakter.
Kami menentukan volume informasi dari seluruh teks, asalkan satu karakter = 1 byte.
1800 karakter * 100 baris = 180000 byte = 1440000 bit
Tentukan waktu transmisi pesan:
1440000 bps / 28800 bps = 50 dtk.
Jawab: 50 detik
9. Kecepatan transfer data melalui koneksi modem adalah 56 Kbps. Mentransfer file teks melalui koneksi ini membutuhkan waktu 12 detik. Tentukan berapa banyak karakter yang terkandung dalam teks yang dikirimkan, jika diketahui disandikan UNICODE.
Kami menentukan volume informasi dari teks yang ditransfer:
56 kbps * 12 detik = 672 kbps
Konversi ke byte:
672 kb * 1024/8 = 86016 byte
Karena saat menggunakan pengkodean Unicode, satu karakter dikodekan dalam 2 byte, kami menemukan jumlah karakter:
86016 byte/2 = 43008 karakter
Jawaban: 43008 karakter
10. Modem mentransmisikan data dengan kecepatan 56 Kbps. Mentransfer file teks membutuhkan waktu 4,5 menit. Tentukan berapa banyak halaman yang berisi teks yang dikirimkan jika diketahui dalam Unicode, dan ada 3072 karakter pada satu halaman.
Ubah menit menjadi detik:
4,5 mnt = 4*60+30=270 dtk.
Tentukan ukuran file yang ditransfer:
270 detik * 56 Kbps = 15120 Kbps = 1935360 byte
Satu halaman teks berisi 3072 karakter * 2 byte = 6144 byte informasi.
Tentukan jumlah halaman dalam teks:
1935360 byte / 6144 byte = 315 halaman
Jawab: 315 halaman
11. Kecepatan transfer data rata-rata menggunakan modem adalah
36 Kbps Berapa detik yang dibutuhkan modem untuk mengirimkan 4 halaman teks KOI8, dengan asumsi setiap halaman memiliki rata-rata 2.304 karakter?
Dalam pengkodean KOI-8, setiap karakter dikodekan dengan satu byte.
Tentukan ukuran pesan:
4 baris * 2304 karakter = 9216 karakter = 9216 byte = 9216 * 8/1024 = 72 Kbit.
Tentukan waktu pemindahan:
72 kbps/36 kbps = 2 detik
Jawaban: 2 detik
12. Scout Belov harus mengirim pesan: “Tempat pertemuan tidak bisa diubah. Eustace." pencari arah menentukan lokasi transmisi jika berlangsung minimal 2 menit. Pada kecepatan berapa (bps) petugas intelijen harus mengirimkan radiogram?
Kami menentukan isi informasi dari pesan tersebut: “Tempat pertemuan tidak dapat diubah. Eustace." - berisi 37 karakter, yaitu sama dengan 37 byte = 296 bit.
Waktu transmisi harus kurang dari 2 menit atau 120 detik.
Dalam hal ini, laju transmisi harus lebih besar dari 296 bit / 120 detik = 2,5 bit / detik. Kumpulkan dan dapatkan
3 bps
Jawab: 3 bps
Jumlah informasi yang dikirimkan melalui saluran per satuan waktu disebut kecepatan transfer informasi.
Kecepatan transmisi informasi melalui saluran komunikasi diperkirakan dengan jumlah bit informasi yang dikirimkan ke penerimanya dalam satu detik ( bps).
Perhatikan bahwa pada tahap awal perkembangan telekomunikasi, setiap perubahan parameter informasi dari sinyal pembawa memberikan penerima satu bit informasi dan laju transmisi diperkirakan sebesar baud(misalnya, digunakan untuk memperkirakan laju transmisi data telegraf, di mana setiap sinyal "dasar" membawa satu bit informasi). Hari ini, kecepatan transfer diperkirakan mencapai bps, karena setiap perubahan parameter informasi dari sinyal sarana modern transmisi data dapat membawa informasi dalam beberapa bit.
Jika dari sumbernya DI DALAM ditransmisikan melalui saluran komunikasi S karakter per unit waktu, dan jumlah rata-rata informasi per karakter adalah H(B), maka laju transfer informasi: С = s H(B).
Kapan sinyal digital(dengan asumsi kesetimbangan dan kemandiriannya) entropi maksimum untuk sumber DI DALAM dengan jumlah karakter alfabet m ditentukan dengan rumus H(B) max = log 2 m .
Kecepatan transfer informasi maksimum yang mungkin disebut throughput saluran komunikasi. Itu ditentukan oleh nilainya
G= C maks = s log 2 m .
Rumus throughput variabel bergantung pada seri karakter fisik jalur komunikasi, kekuatan sumber pesan dan kebisingan di saluran komunikasi.
Bandwidth ditentukan tidak hanya oleh karakteristik fisik media konduktif (kabel seimbang, koaksial atau serat optik, pasangan bengkok dll.), tetapi juga oleh spektrum sinyal yang ditransmisikan. Karakteristik fisik yang paling penting dari jalur komunikasi termasuk atenuasi dan bandwidth.
Parameter jalur komunikasi biasanya diperkirakan dalam kaitannya dengan sinyal bentuk sinusoidal. Jika kita menerapkan sinyal sinusoidal dengan frekuensi dan amplitudo tetap ke salah satu ujung jalur komunikasi (yang tidak memiliki amplifier), maka di ujung lainnya kita akan mendapatkan sinyal yang melemah, mis. memiliki amplitudo yang lebih kecil.
atenuasi mencirikan penurunan amplitudo atau kekuatan sinyal ketika sinyal dengan frekuensi atau rentang frekuensi tertentu melewati jalur komunikasi. Untuk kabel kabel, diukur dalam desibel per meter dan dihitung dengan rumus:
A \u003d 10 lg 10 P keluar / P masuk,
di mana P keluar dan P masuk adalah daya sinyal pada input dan output saluran dalam 1 m, masing-masing.
Atenuasi tergantung pada frekuensi sinyal. Pada ara. 1.13 menunjukkan bentuk tipikal dari karakteristik frekuensi amplitudo, yang mencirikan pelemahan sinyal dari frekuensi yang berbeda. Semakin rendah modulus atenuasi, semakin tinggi kualitas jalur komunikasi (logaritma angka kurang dari 1 selalu berupa angka negatif).
atenuasi - parameter terpenting untuk jalur komunikasi dalam jaringan komputer, dan standar menetapkan nilai atenuasi standar untuk berbagai jenis kabel yang digunakan untuk peletakan jaringan komputer. Jadi, kabel twisted-pair Kategori 5 untuk kabel dalam ruangan harus memiliki atenuasi minimal -23,6 dB, dan Kategori 6 - setidaknya 20,6 pada frekuensi 100 MHz dengan panjang garis 100 m Nilai atenuasi tipikal untuk kabel berdasarkan serat optik : 0,15 hingga 3 dB pada 1000 m.
Bandwidth- rentang frekuensi kontinu, yang masing-masing memiliki rasio amplitudo sinyal keluaran terhadap amplitudo sinyal masukan tidak kurang dari nilai tertentu. Seringkali rasio ini diambil sama dengan 0,5 (lihat Gambar 1.13). Itu diukur dalam hertz (Hz). Perbedaan antara nilai frekuensi ekstrim dari rentang disebut bandwidth.
Sebenarnya, bandwidth- ini adalah interval frekuensi yang digunakan oleh saluran komunikasi ini untuk pensinyalan. Untuk berbagai perhitungan, penting untuk mengetahui nilai frekuensi maksimum dari pita tertentu (n m), karena pita inilah yang menentukan kecepatan yang mungkin transmisi informasi melalui saluran.
Pemancar sinyal yang mengirimkan sinyal ke jalur komunikasi (misalnya, adaptor atau modem) dicirikan oleh kekuatan. Tingkat daya sinyal ditentukan dalam desibel per 1 mW sesuai dengan rumus (satuan daya tersebut dilambangkan dengan dBm):
p=10 lgP (dBm), di mana P adalah daya dalam mW.
Karakteristik penting dari jalur komunikasi kabel (misalnya, untuk kabel koaksial) adalah resistensi gelombang. Ini adalah resistansi total (kompleks) yang dipenuhi oleh perambatan melalui kabel gelombang elektromagnetik frekuensi tertentu. Diukur dalam ohm. Untuk mengurangi atenuasi, impedansi keluaran pemancar kira-kira sama dengan impedansi saluran komunikasi.
Gambar 1.13. Amplitudo- respon frekuensi saluran komunikasi
Diketahui bahwa sinyal dalam bentuk apa pun dapat diperoleh dengan menjumlahkan beberapa sinyal sinusoidal dengan frekuensi dan amplitudo yang berbeda. Himpunan frekuensi yang harus dijumlahkan untuk mendapatkan sinyal tertentu disebut spektrum sinyal. Jika beberapa frekuensi dari spektrum sangat dilemahkan, maka ini tercermin dalam bentuk gelombang. Jelas, kualitas transmisi sinyal sangat tergantung pada bandwidth. Jadi, sesuai dengan standar transmisi berkualitas tinggi percakapan telepon jalur komunikasi harus memiliki bandwidth minimal 3400 Hz.
Ada hubungan antara bandwidth dan bandwidth maksimum yang ditetapkan K. Shannon:
G \u003d F log 2 (1 + P c / P w) bps, dimana
G adalah bandwidth maksimum, F adalah bandwidth dalam Hz, P c adalah kekuatan sinyal, P w adalah kekuatan noise.
Menentukan kekuatan sinyal dan noise adalah tugas yang cukup sulit. Namun, ada rumus lain yang diperoleh Nyquist untuk kasus sinyal diskrit, yang dapat diterapkan ketika jumlah status parameter informasi diketahui:
G =2 F log 2 M (bps),
di mana F adalah bandwidth dalam Hz, M adalah jumlah status yang mungkin dari parameter informasi. Ini mengikuti dari rumus ini bahwa ketika M=2 (yaitu, ketika setiap perubahan parameter sinyal membawa satu bit informasi), throughput sama dengan dua kali lebar pita.
Ketika interferensi (noise) memengaruhi simbol yang ditransmisikan, beberapa di antaranya mungkin terdistorsi. Kemudian, dengan mempertimbangkan rumus entropi yang diberikan sebelumnya, jumlah informasi yang diterima dan, karenanya, throughput saluran komunikasi akan berkurang.
Untuk kasus transmisi simbol digital dengan probabilitas yang sama dan probabilitas penggantian yang sama saat mentransmisikan nilai 1(0) ke false 0(1), throughput maksimum adalah C max = s×=s×, di mana P osh adalah probabilitas kesalahan.
Grafik yang menggambarkan bentuk ketergantungan hubungan C max / s (yaitu jumlah informasi yang dikirimkan per simbol) pada P osh ditunjukkan pada Gambar 1.14.
Gambar 1.14. Ketergantungan throughput pada kesalahan dalam saluran komunikasi
Semua jenis informasi dikodekan dalam urutan impuls listrik: ada impuls (1), tidak ada impuls (0), yaitu dalam urutan nol dan satu. Pengkodean informasi seperti itu di komputer disebut pengkodean biner, dan urutan logis dari nol dan satu disebut bahasa mesin.
Angka-angka ini dapat dianggap sebagai dua keadaan yang dapat diperlengkapi (peristiwa). Saat menulis digit biner, pilihan salah satu dari dua kemungkinan status (satu dari dua digit) diterapkan dan, oleh karena itu, membawa sejumlah informasi yang sama dengan 1 bit.
Bahkan satuan ukuran jumlah bit informasi (bit) mendapatkan namanya dari frase bahasa Inggris Binary digit, yaitu digit biner.
Penting bahwa setiap digit kode biner mesin membawa informasi dalam 1 bit. Jadi, dua digit membawa informasi 2 bit, tiga digit - 3 bit, dll. Jumlah informasi dalam bit sama dengan jumlah digit dalam kode mesin biner.
Transfer informasi dalam sistem informasi.
Sistem terdiri dari pengirim informasi, jalur komunikasi dan penerima informasi. Pesan pertama harus diubah menjadi sinyal untuk dikirim ke alamat yang sesuai. Sinyal dipahami sebagai kuantitas fisik yang berubah yang menampilkan pesan. Sinyal- pembawa materi pesan, yaitu kuantitas fisik yang berubah yang memastikan transmisi informasi melalui jalur komunikasi. Media fisik yang melaluinya sinyal ditransmisikan dari pemancar ke penerima disebut jalur komunikasi.
Dalam teknologi modern, sinyal listrik, elektromagnetik, cahaya, mekanik, suara, dan ultrasonik telah menemukan aplikasinya. Untuk mengirimkan pesan, perlu menerima pembawa yang dapat didistribusikan secara efisien melalui jalur komunikasi yang digunakan dalam sistem.
Konversi pesan menjadi sinyal yang cocok untuk melewati jalur komunikasi dilakukan oleh pemancar.
Dalam proses mengubah pesan diskrit menjadi sinyal, pesan tersebut dikodekan. Dalam arti luas, pengkodean adalah transformasi pesan menjadi sinyal. Dalam arti sempit, pengkodean adalah tampilan pesan diskrit oleh sinyal dalam bentuk kombinasi simbol tertentu. Perangkat yang melakukan pengkodean disebut encoder.
Sinyal dapat mengalami interferensi selama transmisi. Interferensi mengacu pada gangguan atau pengaruh eksternal yang mengganggu (gangguan atmosfer, pengaruh sumber sinyal asing), serta distorsi sinyal pada peralatan itu sendiri (gangguan perangkat keras) yang menyebabkan penyimpangan acak dari pesan yang diterima (sinyal) dari yang ditransmisikan .
Di sisi penerima, operasi decoding terbalik dilakukan, mis. pemulihan pada sinyal yang diterima dari pesan yang dikirimkan.
Perangkat keputusan, ditempatkan setelah penerima, memproses sinyal yang diterima untuk mengekstraksi informasi paling lengkap darinya.
Perangkat decoding (decoder) mengubah sinyal yang diterima menjadi bentuk yang nyaman untuk persepsi oleh penerima.
Seperangkat sarana yang dimaksudkan untuk transmisi sinyal disebut saluran komunikasi. Tautan komunikasi yang sama dapat digunakan untuk mengirimkan sinyal antara banyak sumber dan penerima, yaitu tautan komunikasi dapat melayani beberapa saluran.
Saat mensintesis sistem transmisi informasi, dua masalah utama yang terkait dengan transmisi pesan harus diselesaikan:
Memastikan kekebalan kebisingan transmisi pesan
Memastikan Pengiriman Pesan dengan Efisiensi Tinggi
Imunitas kebisingan dipahami sebagai kemampuan informasi untuk melawan efek berbahaya gangguan. Dalam kondisi ini, yaitu. untuk gangguan tertentu, kekebalan kebisingan menentukan kebenaran transmisi informasi. Kesetiaan dipahami sebagai ukuran korespondensi pesan (sinyal) yang diterima dengan pesan (sinyal) yang dikirimkan.
Efisiensi sistem transmisi informasi dipahami sebagai kemampuan sistem untuk memastikan transmisi sejumlah informasi tertentu dengan cara yang paling ekonomis. Efisiensi mencirikan kemampuan sistem untuk menyediakan transmisi sejumlah informasi tertentu dengan jumlah daya sinyal, waktu, dan bandwidth paling sedikit.
Teori informasi menetapkan kriteria untuk menilai kekebalan kebisingan dan efisiensi sistem Informasi, dan juga menunjukkan cara umum untuk meningkatkan kekebalan dan efisiensi kebisingan.
Kecepatan data adalah kecepatan di mana informasi ditransmisikan atau diterima dalam bentuk biner. Biasanya, kecepatan data diukur dengan jumlah bit yang ditransmisikan per detik.
Bit per detik - unit kecepatan transfer informasi, sama dengan jumlah bit yang dilewati oleh saluran komunikasi dalam 1 detik, dengan mempertimbangkan informasi yang berguna dan layanan.
Bandwidth saluran komunikasi adalah kecepatan transfer data maksimum dari sumber ke penerima.
Simbol per detik - unit pengukuran laju transmisi (hanya) informasi berguna.
Transisi ke unit pengukuran yang lebih besar
Tidak ada batasan kapasitas maksimal alfabet, tetapi ada alfabet yang dianggap cukup (pada tahap sekarang) untuk bekerja dengan informasi, baik untuk seseorang maupun untuk perangkat teknis. Ini termasuk: alfabet Latin, alfabet bahasa negara, angka, karakter khusus - total sekitar 200 karakter. Dari tabel di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa 7 bit informasi tidak cukup, diperlukan 8 bit untuk menyandikan karakter apa pun dari alfabet tersebut, 256 = 28. 8 bit membentuk 1 byte. Artinya, 1 byte digunakan untuk menyandikan karakter alfabet komputer. Pembesaran satuan informasi mirip dengan yang digunakan dalam fisika - mereka menggunakan awalan "kilo", "mega", "giga". Harus diingat bahwa basisnya bukan 10, tapi 2.
1 KB (kilobyte) = 210 byte = 1024 byte,
1 MB (megabyte) = 210 KB = 220 byte, dst.
Kemampuan memperkirakan jumlah informasi dalam suatu pesan akan membantu menentukan kecepatan arus informasi melalui saluran komunikasi. Tingkat maksimum transfer informasi melalui saluran komunikasi disebut bandwidth saluran komunikasi. Sarana komunikasi paling canggih saat ini adalah panduan cahaya optik. Informasi ditransmisikan dalam bentuk pulsa cahaya yang dikirim oleh pemancar laser. Fasilitas komunikasi ini memiliki kekebalan kebisingan yang tinggi dan throughput lebih dari 100 Mbps.
Dengan kemajuan teknologi, kemungkinan Internet juga diperluas. Namun, agar pengguna dapat memanfaatkannya sepenuhnya, diperlukan koneksi yang stabil dan berkecepatan tinggi. Pertama-tama, itu tergantung pada bandwidth saluran komunikasi. Oleh karena itu, perlu diketahui cara mengukur kecepatan transfer data dan faktor apa saja yang mempengaruhinya.
Berapa bandwidth saluran komunikasi?
Untuk membiasakan diri dan memahami istilah baru, Anda perlu mengetahui apa itu saluran komunikasi. Jika untuk berbicara bahasa sederhana, saluran komunikasi adalah perangkat dan sarana yang digunakan untuk transmisi jarak jauh. Misalnya, komunikasi antar komputer dilakukan berkat jaringan serat optik dan kabel. Selain itu, metode komunikasi melalui saluran radio adalah umum (komputer yang terhubung ke modem atau jaringan Wi-Fi).
Bandwidth adalah kecepatan maksimum transfer informasi dalam satu satuan waktu tertentu.
Biasanya, unit berikut digunakan untuk menunjukkan throughput:
Pengukuran lebar pita
Pengukuran bandwidth adalah operasi yang agak penting. Itu dilakukan untuk mengetahui kecepatan koneksi Internet yang tepat. Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan langkah-langkah berikut:
- Yang paling sederhana adalah mengunduh file besar dan mengirimkannya ke ujung yang lain. Kerugiannya adalah tidak mungkin untuk menentukan keakuratan pengukuran.
- Selain itu, Anda dapat menggunakan resource speedtest.net. Layanan ini memungkinkan Anda mengukur lebar saluran Internet yang "mengarah" ke server. Namun, metode ini juga tidak cocok untuk pengukuran holistik, layanan menyediakan data di seluruh jalur ke server, dan bukan di saluran komunikasi tertentu. Selain itu, objek yang diukur tidak memiliki akses ke Internet global.
- Solusi optimal untuk pengukuran adalah utilitas server-klien Iperf. Ini memungkinkan Anda untuk mengukur waktu, jumlah data yang ditransfer. Setelah operasi selesai, program memberikan laporan kepada pengguna.
Berkat metode di atas, Anda dapat dengan mudah mengukur kecepatan sebenarnya dari koneksi Internet. Jika bacaan tidak memenuhi kebutuhan saat ini, Anda mungkin perlu mempertimbangkan untuk mengganti penyedia.
perhitungan bandwidth
Untuk menemukan dan menghitung throughput suatu jalur komunikasi, perlu menggunakan teorema Shannon-Hartley. Dikatakan: Anda dapat menemukan bandwidth saluran komunikasi (jalur) dengan menghitung hubungan timbal balik antara bandwidth potensial, serta bandwidth jalur komunikasi. Rumus untuk menghitung throughput adalah sebagai berikut:
I=Glog 2 (1+A s /A n).
Dalam rumus ini, setiap elemen memiliki arti tersendiri:
- SAYA- singkatan dari pengaturan throughput maksimum.
- G- parameter bandwidth yang dimaksudkan untuk transmisi sinyal.
- Sebagai/ Sebuah- rasio kebisingan dan sinyal.
Teorema Shannon-Hartley menunjukkan bahwa untuk mengurangi kebisingan eksternal atau meningkatkan kekuatan sinyal, yang terbaik adalah menggunakan kabel data yang lebar.
Metode transmisi sinyal
Sampai saat ini, ada tiga cara utama untuk mengirimkan sinyal antar komputer:
- Transmisi radio.
- Pengiriman data melalui kabel.
- Transmisi data melalui koneksi serat optik.
Masing-masing metode ini memiliki karakteristik saluran komunikasi masing-masing, yang akan dibahas di bawah ini.
Keuntungan transmisi informasi melalui saluran radio meliputi: keserbagunaan penggunaan, kemudahan pemasangan, dan konfigurasi peralatan tersebut. Sebagai aturan, pemancar radio digunakan untuk menerima dan metode. Ini bisa berupa modem untuk komputer atau adaptor Wi-Fi.
Kerugian dari metode transmisi ini termasuk kecepatan yang tidak stabil dan relatif rendah, ketergantungan yang lebih besar pada keberadaan menara radio, serta biaya penggunaan yang tinggi (Internet seluler hampir dua kali lebih mahal daripada "Internet stasioner").
Keuntungan transmisi data melalui kabel adalah: keandalan, kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan. Informasi ditransmisikan melalui arus listrik. Secara relatif, arus di bawah tegangan tertentu bergerak dari titik A ke titik B. A kemudian diubah menjadi informasi. Kabel dengan sempurna menahan perubahan suhu, tekukan, dan tekanan mekanis. Kerugiannya antara lain kecepatan yang tidak stabil, serta kerusakan koneksi akibat hujan atau badai petir.
Mungkin yang paling sempurna saat ini teknologi untuk transmisi data adalah penggunaan kabel fiber optic. Jutaan tabung kaca kecil digunakan dalam desain saluran komunikasi jaringan saluran komunikasi. Dan sinyal yang ditransmisikan melalui mereka adalah pulsa ringan. Karena kecepatan cahaya beberapa kali lebih tinggi dari kecepatan arus, teknologi ini diperbolehkan beberapa ratus kali untuk mempercepat koneksi internet.
Kerugiannya termasuk kerapuhan kabel serat optik. Pertama, mereka tidak tahan terhadap kerusakan mekanis: tabung yang rusak tidak dapat mengirimkan sinyal cahaya melaluinya, dan perubahan suhu yang tiba-tiba menyebabkan retaknya. Nah, latar belakang radiasi yang meningkat membuat tabung menjadi keruh - karena itu, sinyalnya dapat memburuk. Selain itu, kabel fiber optic sulit diperbaiki jika putus, sehingga harus diganti total.
Hal tersebut di atas menunjukkan bahwa seiring waktu, saluran komunikasi dan jaringan saluran komunikasi ditingkatkan, yang mengarah pada peningkatan kecepatan transfer data.
Throughput rata-rata jalur komunikasi
Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa saluran komunikasi memiliki sifat yang berbeda, yang memengaruhi kecepatan transfer informasi. Seperti disebutkan sebelumnya, saluran komunikasi dapat berupa kabel, nirkabel dan berdasarkan penggunaan kabel serat optik. Jenis terakhir dari pembuatan jaringan transmisi data adalah yang paling efektif. Dan bandwidth rata-rata saluran komunikasinya adalah 100 Mbps.
Apa itu ketukan? Bagaimana kecepatan bit diukur?
Kecepatan bit adalah ukuran kecepatan koneksi. Dihitung dalam bit, unit penyimpanan informasi terkecil, selama 1 detik. Itu melekat dalam saluran komunikasi di era " perkembangan awal» Internet: pada saat itu, file teks sebagian besar ditransfer di web global.
Sekarang unit dasar pengukuran adalah 1 byte. Ini, pada gilirannya, sama dengan 8 bit. Pengguna pemula sangat sering membuat kesalahan besar: mereka mengacaukan kilobit dan kilobyte. Hal ini menimbulkan kebingungan ketika saluran dengan bandwidth 512 kbps tidak memenuhi harapan dan memberikan kecepatan hanya 64 KB / s. Agar tidak bingung, perlu diingat bahwa jika bit digunakan untuk menunjukkan kecepatan, maka entri akan dilakukan tanpa singkatan: bit / s, kbit / s, kbit / s atau kbps.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Internet
Seperti yang Anda ketahui, kecepatan akhir Internet juga bergantung pada bandwidth saluran komunikasi. Juga, kecepatan transfer informasi dipengaruhi oleh:
- Metode koneksi.
Gelombang radio, kabel dan kabel serat optik. Sifat, kelebihan dan kekurangan dari metode koneksi ini telah dibahas di atas.
- Beban server.
Semakin sibuk server, semakin lambat menerima atau mengirimkan file dan sinyal.
- Gangguan eksternal.
Gangguan terkuat memengaruhi koneksi yang dibuat menggunakan gelombang radio. Ini disebabkan oleh ponsel, radio, dan penerima serta pemancar radio lainnya.
- Negara peralatan jaringan.
Tentu saja, metode koneksi, status server, dan adanya interferensi memainkan peran penting dalam menyediakan Internet berkecepatan tinggi. Namun, meskipun indikator di atas normal, dan Internet memiliki kecepatan rendah, masalahnya tersembunyi di peralatan jaringan komputer. Modern kartu jaringan mampu mempertahankan koneksi Internet dengan kecepatan hingga 100 Mbps. Sebelumnya kartu dapat memberikan throughput maksimum masing-masing 30 dan 50 Mbps.
Bagaimana cara meningkatkan kecepatan internet?
Seperti disebutkan sebelumnya, bandwidth saluran komunikasi bergantung pada banyak faktor: metode koneksi, kinerja server, adanya gangguan dan gangguan, serta keadaan peralatan jaringan. Untuk meningkatkan kecepatan koneksi di lingkungan domestik, Anda dapat mengganti peralatan jaringan dengan yang lebih canggih, serta beralih ke metode koneksi lain (dari gelombang radio ke kabel atau serat optik).
Akhirnya
Singkatnya, perlu dikatakan bahwa bandwidth saluran komunikasi dan kecepatan Internet bukanlah hal yang sama. Untuk menghitung nilai pertama, Anda harus menggunakan hukum Shannon-Hartley. Menurutnya, noise bisa dikurangi, serta kekuatan sinyal bisa ditingkatkan dengan mengganti saluran transmisi dengan yang lebih lebar.
Meningkatkan kecepatan koneksi Internet juga dimungkinkan. Namun dilakukan dengan mengubah provider, mengubah metode koneksi, meningkatkan peralatan jaringan, serta memagari perangkat untuk mengirim dan menerima informasi dari sumber yang menimbulkan gangguan.
Kita hidup di era teknologi digital yang berkembang pesat. Sulit membayangkan kenyataan hari ini tanpa komputer pribadi, laptop, tablet, smartphone, dan gadget elektronik lainnya yang tidak beroperasi secara terpisah satu sama lain, tetapi disatukan dalam jaringan lokal dan terhubung ke jaringan global
Karakteristik penting dari semua perangkat ini adalah bandwidth penyesuai jaringan, yang menentukan kecepatan transfer data di jaringan area lokal atau luas. Selain itu, karakteristik kecepatan saluran transmisi informasi juga penting. DI DALAM perangkat elektronik generasi baru, dimungkinkan tidak hanya membaca informasi teks tanpa kegagalan dan macet, tetapi juga pemutaran yang nyaman file multimedia(gambar dan foto dalam resolusi tinggi, musik, video, game online).
Bagaimana kecepatan transfer data diukur?
Untuk menentukan parameter ini, Anda perlu mengetahui waktu pengiriman data, dan jumlah informasi yang dikirimkan. Seiring waktu, semuanya menjadi jelas, tetapi berapa jumlah informasinya dan bagaimana cara mengukurnya?
Di semua perangkat elektronik, yang pada dasarnya adalah komputer, informasi yang disimpan, diproses, dan dikirim dikodekan sistem biner nol (tidak ada sinyal) dan satu (ada sinyal). Satu nol atau satu unit adalah satu bit, 8 bit adalah satu byte, 1024 byte (dua pangkat sepuluh) adalah satu kilobyte, 1024 kilobyte adalah satu megabyte. Berikutnya datang gigabyte, terabyte, dan unit yang lebih besar. Unit-unit ini biasanya digunakan untuk menentukan jumlah informasi yang disimpan dan diproses pada perangkat tertentu.
Jumlah informasi yang dikirimkan dari satu perangkat ke perangkat lainnya diukur dalam kilobit, megabit, gigabit. Satu kilobit adalah seribu bit (1000/8 byte), satu megabit adalah seribu kilobit (1000/8 megabita) dan seterusnya. Kecepatan pengiriman data biasanya ditunjukkan dalam jumlah informasi yang lewat dalam satu detik (jumlah kilobit per detik, megabit per detik, gigabit per detik).
Kecepatan data saluran telepon
Saat ini, untuk terhubung ke jaringan global melalui saluran telepon, yang awalnya merupakan satu-satunya saluran untuk menghubungkan ke Internet, modem terutama digunakan. teknologi ADSL. Itu mampu mengubah saluran telepon analog menjadi fasilitas transmisi data berkecepatan tinggi. Koneksi Internet mencapai kecepatan 6 megabit per detik, dan kecepatan transfer data maksimum melalui saluran telepon menurut teknologi kuno tidak melebihi 30 kilobit per detik.
Kecepatan transfer data di jaringan seluler
Standar 2g, 3g dan 4g digunakan dalam jaringan seluler.
2g menggantikan 1g karena kebutuhan untuk beralih Sinyal analog digital pada awal 90-an. Di ponsel yang mendukung 2g, pengiriman menjadi mungkin informasi grafis. Kecepatan transfer data maksimum 2g melebihi 14 kilobit per detik. Sehubungan dengan munculnya internet seluler jaringan 2.5g juga dibuat.
Pada tahun 2002, jaringan generasi ketiga dikembangkan di Jepang, namun diproduksi massal ponsel dengan dukungan 3g dimulai jauh kemudian. Kecepatan transfer data maksimum melalui 3g telah tumbuh dengan urutan besarnya dan mencapai 2 megabit per detik.
Pemilik smartphone terbaru memiliki kesempatan untuk mengambil keuntungan penuh dari jaringan 4g. Perbaikannya masih berlangsung. Ini akan memungkinkan orang hidup dalam jumlah kecil permukiman, mengakses Internet dengan bebas dan membuatnya jauh lebih menguntungkan daripada menghubungkan dari perangkat stasioner. Kecepatan transfer data maksimum 4g sangat besar - 1 gigabit per detik.
Untuk generasi yang sama dengan 4g, jaringan LTE termasuk. Standar LTE adalah versi 4G pertama yang paling awal. Akibatnya, kecepatan transfer data maksimum di LTE secara signifikan lebih rendah pada 150 megabit per detik.
Kecepatan data melalui kabel serat optik
Transmisi informasi melalui kabel serat optik sejauh ini merupakan yang tercepat dalam jaringan komputer. Pada tahun 2014, para ilmuwan di Denmark mencapai kecepatan transfer data maksimum melalui serat optik sebesar 43 terabit per detik.
Beberapa bulan kemudian, ilmuwan dari AS dan Belanda menunjukkan kecepatan 255 terabit per detik. Besarnya sangat besar, tetapi jauh dari batas. Pada tahun 2020, direncanakan mencapai 1000 terabit per detik. Kecepatan transmisi data melalui serat optik praktis tidak terbatas.
Kecepatan unduh Wi-Fi
Wi-Fi adalah nama merek untuk nirkabel jaringan komputer, disatukan oleh standar IEEE 802.11, di mana informasi dikirimkan melalui saluran radio. Kecepatan transfer maksimum secara teoritis data wifi adalah 300 megabit per detik, namun kenyataannya model terbaik router, tidak melebihi 100 megabit per detik.
Manfaat Wi-Fi adalah kemampuannya koneksi tanpa kabel ke Internet menggunakan satu router dari beberapa perangkat sekaligus dan tingkat emisi radio yang rendah, yang merupakan urutan besarnya kurang dari Handphone pada saat penggunaannya.
Memuat...