سعة الاتصال (حوسبة)
في الحوسبة ، سعة الاتصال bandwidth هو الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات عبر مسار معين. عرض سعة الاتصال يمكن وصفه بأنه عرض النطاق الترددي للشبكة ,[1] عرض نطاق البيانات,[2]أو سعة الاتصال الرقمي.[3][4]
يتعارض تعريف "سعة الاتصال" هذا مع مجال معالجة الإشارات والاتصالات اللاسلكية ونقل بيانات المودم و الاتصالات الرقمية و الإلكترونيات[بحاجة لمصدر] ، حيث يتم استخدام "سعة الاتصال" للإشارة إلى عرض النطاق الترددي للإشارة المقاس في هرتز ، مما يعني نطاق التردد بين أدنى وأعلى تردد يمكن تحقيقه مع تلبية مستوى ضعف محدد جيدًا في قدرة الإشارة. لا يعتمد معدل البت الفعلي الذي يمكن تحقيقه على عرض النطاق الترددي للإشارة فحسب ، بل يعتمد أيضًا على الضجيج الموجود على القناة.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
سعة النطاق الترددي للشبكة
يحدد المصطلح "عرض النطاق الترددي" أحيانًا معدل البت الصافي "معدل البت الذروة" أو "معدل المعلومات" أو "معدل البت المفيد" للطبقة المادية أو سعة القناة أو الحد الأقصى للإنتاجية لمسار اتصال منطقي أو مادي في نظام اتصال رقمي. على سبيل المثال ، يقيس عرض النطاق الترددي الحد الأقصى لإنتاجية شبكة الكمبيوتر. الحد الأقصى للمعدل الذي يمكن الحفاظ عليه على ارتباط محدود بواسطة شانن-هارتلي سعة القناة لأنظمة الاتصالات هذه ، والتي تعتمد على عرض النطاق الترددي في هرتز والضوضاء على القناة.
استهلاك سعة الاتصال للشبكة
تتوافق "سعة الاتصال المستهلك" بالبت / ثانية مع الإنتاجية أو goodput المحققة ، أي متوسط معدل النقل الناجح للبيانات من خلال مسار اتصال. يمكن أن يتأثر عرض النطاق الترددي المستهلك بتقنيات مثل تشكيل سعة الاتصال ، إدارة سعة الاتصال ، اختناق سعة الاتصال ، ذروة سعة الاتصال ، تخصيص سعة الاتصال (على سبيل المثال سعة الاتصال كپروتوكول التخصيص و تخصيص سعة الاتصال الديناميكي) ، إلخ. سعة الاتصال لتدفق البتات يتناسب مع متوسط عرض النطاق الترددي للإشارة المستهلكة في هرتز (متوسط عرض النطاق الطيفي للإشارة التناظرية التي تمثل تدفق البتات) خلال فترة زمنية مدروسة.
قد يتم الخلط بين "سعة الاتصال للقناة" وبين معدل نقل البيانات المفيد (أو goodput). على سبيل المثال ، القناة التي تحتوي على "x" bps قد لا تنقل بالضرورة البيانات بمعدل "x" ، لأن الپروتوكولات والتشفير وعوامل أخرى يمكن أن تضيف زيادة ملحوظة. على سبيل المثال ، يستخدم الكثير من حركة المرور على الإنترنت پروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) ، والذي يتطلب مصادقة ثلاثية لكل معاملة. على الرغم من أن الپروتوكول فعال في العديد من التطبيقات الحديثة ، إلا أنه يضيف نفقات عامة كبيرة مقارنة بالپروتوكولات الأبسط. أيضًا ، قد يتم فقد حزم البيانات ، مما يقلل أيضًا من معدل نقل البيانات المفيد. بشكل عام ، لأي اتصال رقمي فعال ، هناك حاجة إلى پروتوكول تأطير ؛ تعتمد الإنتاجية العامة والفعالة على التنفيذ. تكون الإنتاجية المفيدة أقل من سعة القناة الفعلية أو تساويها ناقصًا حمل التنفيذ.
سعة الاتصال التقريبية
سعو الاتصال التقريبية (رسميًا "معدل النقل المقارب") للشبكة هو مقياس الحد الأقصى الإنتاجية لـ مصدر اكتسابي ، على سبيل المثال عندما يكون حجم الرسالة (عدد الحزم لكل الثانية من مصدر) تقترب من الحد الأقصى للكمية.[5]
عادةً ما يتم تقدير معدل نقل البيانات التقريبي عن طريق إرسال عدد من الرسائل الكبيرة جدًا عبر الشبكة ، وقياس معدل النقل من طرف إلى طرف. مثل عروض النطاق الترددي الأخرى ، يتم قياس سعة الاتصال المقاربة بمضاعفات البتات في الثانية. نظرًا لأن زيادة عرض النطاق الترددي يمكن أن تحرف القياس ، غالبًا ما تستخدم شركات النقل الطريقة 95 المئوية. هذه الطريقة تقيس باستمرار استخدام عرض النطاق الترددي ثم تزيل أعلى 5 في المئة.[6]
سعد اتصال الوسائط المتعددة
قد يشير عرض النطاق الترددي الرقمي أيضًا إلى: معدل بت الوسائط المتعددة أو معدل البت المتوسط بعد ضغط بيانات (مصدر تشفير) الوسائط المتعددة، معرّفًا على أنه إجمالي كمية البيانات مقسومًا على وقت التشغيل.
نظرًا لمتطلبات سعة الاتصال العالية بشكل غير عملي لـ الوسائط الرقمية ، يمكن تقليل عرض سعة الاتصال للوسائط المتعددة المطلوب بشكل كبير مع ضغط البيانات.[7] تقنية ضغط البيانات الأكثر استخدامًا لتقليل عرض النطاق الترددي للوسائط هي تحويل جيب التمام المتقطع (DCT) ، الذي تم اقتراحه لأول مرة بواسطة ناصر أحمد في أوائل السبعينيات.[8] يقلل ضغط DCT بشكل كبير من مقدار الذاكرة وعرض النطاق المطلوب للإشارات الرقمية ، القادرة على تحقيق نسبة ضغط البيانات تصل إلى 100: 1 مقارنة بالوسائط غير المضغوطة.[9]
سعة الاتصال في استضافة المواقع
في خدمة استضافة الويب ، غالبًا ما يتم استخدام مصطلح "سعة الاتصال" بشكل غير صحيح لوصف مقدار البيانات المنقولة إلى أو من موقع الويب أو الخادم خلال فترة زمنية محددة ، على سبيل المثال استهلاك عرض النطاق التراكمي المتراكم خلال الشهر يقاس بالگيگابايت في الشهر.[بحاجة لمصدر] العبارة الأكثر دقة المستخدمة لهذا المعنى للحد الأقصى من نقل البيانات كل شهر أو فترة معينة هي "نقل البيانات شهريًا".
يمكن أن يحدث موقف مماثل لمزودي خدمة الإنترنت للمستخدم النهائي أيضًا ، خاصة عندما تكون سعة الشبكة محدودة (على سبيل المثال في المناطق التي تكون فيها شبكة الإنترنت غير متطورة والشبكات اللاسلكية).
سعة الاتصال للاتصال بالانترنت
يوضح هذا الجدول الحد الأقصى لسعة الاتصال (الطبقة المادية صافي معدل البت) لتقنيات الوصول إلى الإنترنت الشائعة. لقوائم أكثر تفصيلاً انظر
| 56 kbit/s | Modem / Dialup |
| 1.5 Mbit/s | ADSL Lite |
| 1.544 Mbit/s | T1/DS1 |
| 2.048 Mbit/s | E1 / E-carrier |
| 4 Mbit/s | ADSL1 |
| 10 Mbit/s | Ethernet |
| 11 Mbit/s | Wireless 802.11b |
| 24 Mbit/s | ADSL2+ |
| 44.736 Mbit/s | T3/DS3 |
| 54 Mbit/s | Wireless 802.11g |
| 100 Mbit/s | Fast Ethernet |
| 155 Mbit/s | OC3 |
| 600 Mbit/s | Wireless 802.11n |
| 622 Mbit/s | OC12 |
| 1 Gbit/s | Gigabit Ethernet |
| 1.3 Gbit/s | Wireless 802.11ac |
| 2.5 Gbit/s | OC48 |
| 5 Gbit/s | SuperSpeed USB |
| 7 Gbit/s | Wireless 802.11ad |
| 9.6 Gbit/s | OC192 |
| 10 Gbit/s | 10 Gigabit Ethernet, SuperSpeed USB 10 Gbit/s |
| 20 Gbit/s | SuperSpeed USB 20 Gbit/s |
| 40 Gbit/s | Thunderbolt 3 |
| 100 Gbit/s | 100 Gigabit Ethernet |
قانون إدولم
تم اقتراح قانون إدولم، من قبل فيل إدولم في عام 2004,[10] يرى أن عرض النطاق الترددي لـ شبكة الاتصالات يتضاعف كل 18 شهرًا ، والذي ثبت صحته منذ السبعينيات.[10][11] فالاتجاه واضح في حالات الإنترنت,[10] شبكة خلوية (المحمول) ، شبكة لاسلكية شبكة محلية و شبكات منطقة شخصية لاسلكية.[11]
يعد MOSFET (ترانزستور تأثير الحقل أشباه الموصلات المعدنية) أهم عامل يسمح بزيادة سريعة في سعة الاتصال.[12] اخترع MOSFET (MOS الترانزستور) من قبل محمد م. عطا الله و داوون كانگ في مختبرات بيل عام 1959 ،[13][14][15] وأصبح لبنة البناء الأساسية لتكنولوجيا الاتصالات الحديثة.[16][17][18] إن تدرج MOSFET المستمر ، جنبًا إلى جنب مع التطورات المختلفة في تكنولوجيا MOS ، قد مكنت قانون مور (عدد الترانزستور في رقائق الدائرة المتكاملة مضاعفة كل عامين) وقانون إدولم ( سعة الاتصال لمضاعفة كل 18 شهرا).[12]
مراجع
- ^ Douglas Comer, Computer Networks and Internets, page 99 ff, Prentice Hall 2008.
- ^ Fred Halsall, to data+communications and computer networks, page 108, Addison-Wesley, 1985.
- ^ Cisco Networking Academy Program: CCNA 1 and 2 companion guide, Volym 1–2, Cisco Academy 2003
- ^ Behrouz A. Forouzan, Data communications and networking, McGraw-Hill, 2007
- ^ Chou, C. Y.; et al. (2006). "Modeling Message Passing Overhead". In Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (eds.). Advances in Grid and Pervasive Computing: First International Conference, GPC 2006. pp. 299–307. ISBN 3540338098.
- ^ "What is Bandwidth? - Definition and Details". www.paessler.com (in الإنجليزية). Retrieved 2019-04-18.
- ^ Lee, Jack (2005). Scalable Continuous Media Streaming Systems: Architecture, Design, Analysis and Implementation. John Wiley & Sons. p. 25. ISBN 9780470857649.
- ^ Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao" (PDF). Reprints from the Early Days of Information Sciences. 60. Retrieved 13 October 2019.
- ^ Lea, William (1994). Video on demand: Research Paper 94/68. 9 May 1994: House of Commons Library. Retrieved 20 September 2019.
{{cite book}}: CS1 maint: location (link) - ^ أ ب ت Cherry, Steven (2004). "Edholm's law of bandwidth". IEEE Spectrum. 41 (7): 58–60. doi:10.1109/MSPEC.2004.1309810.
- ^ أ ب Deng, Wei; Mahmoudi, Reza; van Roermund, Arthur (2012). Time Multiplexed Beam-Forming with Space-Frequency Transformation. New York: Springer. p. 1. ISBN 9781461450450.
- ^ أ ب Jindal, Renuka P. (2009). "From millibits to terabits per second and beyond - Over 60 years of innovation". 2009 2nd International Workshop on Electron Devices and Semiconductor Technology: 1–6. doi:10.1109/EDST.2009.5166093. ISBN 978-1-4244-3831-0.
- ^ "1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated". The Silicon Engine. Computer History Museum.
- ^ Lojek, Bo (2007). History of Semiconductor Engineering. Springer Science & Business Media. pp. 321–3. ISBN 9783540342588.
- ^ "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Retrieved 20 July 2019.
- ^ "Triumph of the MOS Transistor". YouTube. Computer History Museum. 6 August 2010. Retrieved 21 July 2019.
- ^ Raymer, Michael G. (2009). The Silicon Web: Physics for the Internet Age. CRC Press. p. 365. ISBN 9781439803127.
- ^ "Transistors - an overview". ScienceDirect. Retrieved 8 August 2019.