Rohre aus Polypropylen. Abmessungen, Spezifikationen und Umfang

Entwerfen Sie Bandbreitenberechnungsmethoden

• Länge des Hauptsystems;
• das Material, aus dem die Produkte hergestellt sind;
• Anzahl der Wasserstellen und so weiter.

Bis heute gibt es mehrere Möglichkeiten, den Durchsatz einer Struktur zu berechnen.

Spezielle Formel. Wir werden nicht zu sehr darauf eingehen, da es einem gewöhnlichen Menschen ohne besondere Kenntnisse nichts geben wird. Lassen Sie uns nur klarstellen, dass in einer solchen Formel gemittelte Indikatoren verwendet werden, wie z. B. der Rauheitskoeffizient oder Ksh. Für einen bestimmten Systemtyp und einen bestimmten Zeitraum ist es anders. Wenn wir den Durchsatz eines Rohrs aus Stahl berechnen (nicht zuvor betrieben), entspricht der Ksh-Indikator 0,2 mm.

Eine genaue Durchsatzberechnung erfordert die Kenntnis tabellarischer Daten, die einem bestimmten Material entsprechen.

Aber trotzdem reichen diese Daten allein nicht aus.

Tische. Eine genaue Durchsatzberechnung erfordert die Kenntnis tabellarischer Daten, die einem bestimmten Material entsprechen.
Es gibt eine Reihe von Tabellen zur hydraulischen Berechnung von Rohren aus Stahl, Kunststoff, Asbestzement, Glas usw. Als Beispiel können wir die Tabelle F.A. Schewelew.

Spezialprogramme zur Optimierung von Wasserversorgungsnetzen. Die Methode ist modern und erleichtert das Rechnen enorm. In einem solchen Programm wird der Maximalwert aller Werte für jede Art von Produkt ermittelt. Das Funktionsprinzip ist das folgende.

Nachdem Sie bestimmte obligatorische Werte in das Programm eingegeben haben, erhalten Sie alle erforderlichen Parameter. Am sinnvollsten ist die Verwendung des Programms bei der Verlegung eines großen Wasserversorgungssystems, an das massenhaft Wasserstellen angeschlossen sind.

Die zu berücksichtigenden Parameter bei Verwendung eines Sonderprogramms sind wie folgt:

Es gibt spezielle Programme zur Berechnung des Rohrdurchsatzes. Sie müssen nur bestimmte obligatorische Werte in das Programm eingeben, und alle erforderlichen Parameter werden berechnet.

• Abschnittslänge;
• die Größe des Innendurchmessers der Struktur;
• Rauheitskoeffizient für ein bestimmtes Material;
• Koeffizient des lokalen Widerstands (dies ist das Vorhandensein von Biegungen, T-Stücken, Kompensatoren usw.);
• Grad der Überwucherung des Hauptsystems.

Jede der oben genannten Methoden liefert Ihnen ein genaues Ergebnis des Durchsatzes der Elemente und des gesamten Wasserversorgungssystems im Haus. Nach einer qualitativen Berechnung ist es einfach, die Schwierigkeiten zu vermeiden, die mit einer schlechten oder gar fehlenden Wasserversorgung verbunden sind.

Tabelle Rohrkapazität

Art des Rohrleitungssystems	Geschwindigkeitsanzeige (m/s)
Für aquatische Arbeitsumgebungen
1. Stadtknoten	von 0,60 bis 1,50
2. Autobahnen der Hauptfigur	von 1.50 bis 3.00 Uhr
3. Zentralheizung	von 2.00 bis 3.00 Uhr
4. Drucksysteme	von 0,75 bis 1,50
5. Flüssigkeiten hydraulischer Natur	bis zu 12
Für Öl (Hydraulikflüssigkeiten)
1. Rohrleitungen	von 3.00 bis 7.5
2. Drucksysteme	von 0,75 bis 1,25
Für Paare
1. Heizsysteme	vom 20.0 bis 30.0
2. Systeme mit zentralem Charakter	von 30.0 bis 50.0
3. Hochtemperaturheizsysteme	von 50,0 bis 70,0
Für Luft- und Gasmedien
1. Hauptsysteme zentraler Natur	von 20.0 bis 75.0

informationstheoretische Kanalkapazität 2

Ich habe einige Artikel online gelesen und habe ein ziemlich gutes Verständnis von TCP und UDP im Allgemeinen. Allerdings habe ich noch einige Zweifel, die mir sicher nicht ganz klar sind.

( )

AKTUALISIEREN:

Ich habe herausgefunden, dass TCP Fenster verwendet, die nichts anderes als viele Segmente sind, die gesendet werden können, bevor sie tatsächlich auf Thanks warten. Aber ich bezweifle, dass ständig UDP-Segmente gesendet werden, ohne sich überhaupt mit Danke zu beschäftigen. Es gibt also keinen zusätzlichen Overhead bei UDP. Warum ist der TCP-Durchsatz dann so viel höher als der UDP-Durchsatz?

Und endlich,

Es stimmt ?

Wenn dies der Fall ist, entspricht der TCP-Durchsatz immer der Know-Link-Geschwindigkeit. Und weil RTT sich gegenseitig aufhebt, hängt der TCP-Durchsatz nicht einmal von RTT ab.

Ich habe in einigen Netzwerkanalysetools wie iperf, Durchsatzleistungstest usw. gesehen, dass der TCP/UDP-Durchsatz mit der Blockgröße variiert.

Tabellarische Berechnung von Abwasserrohren

1. Drucklose Kanalisation
   . Zur Berechnung von drucklosen Abwassersystemen werden Tabellen verwendet, die alle erforderlichen Indikatoren enthalten. Wenn Sie den Durchmesser der installierten Rohre kennen, können Sie alle anderen Parameter in Abhängigkeit davon auswählen und in die Formel einsetzen. Außerdem gibt die Tabelle das durch das Rohr fließende Flüssigkeitsvolumen an, das immer mit der Durchlässigkeit der Rohrleitung übereinstimmt. Bei Bedarf können Sie die Lukin-Tabellen verwenden, die den Durchsatz aller Rohre mit einem Durchmesser im Bereich von 50 bis 2000 mm angeben.
2. Druckkanal
   . Etwas einfacher ist es, den Durchsatz in einem solchen System anhand von Tabellen zu bestimmen - es reicht aus, den maximalen Füllgrad der Rohrleitung und die durchschnittliche Geschwindigkeit des Flüssigkeitstransports zu kennen.

Die Durchsatztabelle von Polypropylenrohren ermöglicht es Ihnen, alle Parameter herauszufinden, die für die Anordnung des Systems erforderlich sind.

Berechnung der Kapazität von Abwasserrohren

Bei der Planung eines Abwassersystems muss unbedingt der Durchsatz der Rohrleitung berechnet werden, der direkt von seinem Typ abhängt (Kanalsysteme sind druck- und drucklos). Hydraulische Gesetze werden zur Durchführung von Berechnungen verwendet. Die Berechnungen selbst können sowohl über Formeln als auch über die entsprechenden Tabellen durchgeführt werden.

Für die hydraulische Berechnung des Abwassersystems werden folgende Indikatoren benötigt:

• Rohrdurchmesser - Du;
• Die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit von Substanzen - v;
• Der Wert der hydraulischen Neigung - I;
• Füllgrad – h/DN.

Die Geschwindigkeit und der maximale Füllstand des häuslichen Abwassers werden durch die Tabelle bestimmt, die wie folgt geschrieben werden kann:

1. Durchmesser 150-250 mm - h / DN ist 0,6 und die Geschwindigkeit beträgt 0,7 m / s.
2. Durchmesser 300-400 mm - h / DN ist 0,7, Geschwindigkeit - 0,8 m / s.
3. Durchmesser 450-500 mm - h / DN ist 0,75, Geschwindigkeit - 0,9 m / s.
4. Durchmesser 600-800 mm - h / DN ist 0,75, Geschwindigkeit - 1 m / s.
5. Durchmesser 900+ mm - h / DN ist 0,8, Geschwindigkeit - 1,15 m / s.

Für ein Produkt mit kleinem Querschnitt gibt es normative Indikatoren für die Mindestneigung der Rohrleitung:

• Bei einem Durchmesser von 150 mm sollte die Steigung 0,008 mm nicht unterschreiten;
• Bei einem Durchmesser von 200 mm sollte die Steigung 0,007 mm nicht unterschreiten.

Zur Berechnung der Abwassermenge wird folgende Formel verwendet:

q = a*v,

Wobei a die freie Fläche der Strömung ist;

v ist die Geschwindigkeit des Abwassertransports.

Die Transportgeschwindigkeit eines Stoffes kann mit folgender Formel bestimmt werden:

v=C√R*i,

wobei R der Wert des hydraulischen Radius ist,

C der Benetzungskoeffizient ist;

i - der Neigungsgrad der Struktur.

Aus der vorherigen Formel lässt sich Folgendes ableiten, mit dem Sie den Wert der hydraulischen Neigung bestimmen können:

i=v2/C2*R.

Zur Berechnung des Benetzungskoeffizienten wird eine Formel der folgenden Form verwendet:

С=(1/n)*R1/6,

Wobei n ein Koeffizient ist, der den Rauheitsgrad berücksichtigt, der zwischen 0,012 und 0,015 variiert (je nach Rohrmaterial).

Der R-Wert wird üblicherweise mit dem üblichen Radius gleichgesetzt, dieser ist aber nur relevant, wenn das Rohr vollständig gefüllt ist.

Für andere Situationen wird eine einfache Formel verwendet:

R=A/P

Wobei A die Querschnittsfläche des Wasserflusses ist,

P ist die Länge des inneren Teils des Rohrs, der in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit steht.

Faktoren, die die Internetgeschwindigkeit beeinflussen

Wie Sie wissen, hängt die Endgeschwindigkeit des Internets auch von der Bandbreite des Kommunikationskanals ab. Außerdem wird die Geschwindigkeit der Informationsübertragung beeinflusst durch:

Verbindungsmethoden.

Funkwellen, Kabel und Glasfaserkabel. Die Eigenschaften, Vor- und Nachteile dieser Verbindungsmethoden wurden oben diskutiert.

Serverlast.

Je ausgelasteter der Server ist, desto langsamer empfängt oder überträgt er Dateien und Signale.

Äußere Störungen.

Die stärkste Störung wirkt sich auf die über Funkwellen hergestellte Verbindung aus. Dies wird durch Mobiltelefone, Radios und andere Funkempfänger und -sender verursacht.

Status der Netzwerkausrüstung.

Natürlich spielen die Verbindungsmethoden, der Zustand der Server und das Vorhandensein von Störungen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Hochgeschwindigkeits-Internet. Selbst wenn die oben genannten Indikatoren normal sind und das Internet eine niedrige Geschwindigkeit hat, ist die Angelegenheit in der Netzwerkausrüstung des Computers verborgen. Moderne Netzwerkkarten können eine Internetverbindung mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s unterstützen. Bisher konnten Karten einen maximalen Durchsatz von 30 bzw. 50 MBit/s bereitstellen.

Versand nach Aufwand

Das Internet ist ein Best-Effort-Netzwerk, was bedeutet, dass Pakete nach Möglichkeit zugestellt, aber auch verworfen werden können. Paketverluste werden im Fall von TCP von der Transportschicht angepasst; Für UDP gibt es keinen solchen Mechanismus, was bedeutet, dass es der Anwendung entweder egal ist, dass einige Teile der Daten nicht geliefert werden, oder die Anwendung die Neuübertragung direkt auf UDP implementiert.

Die Weiterverbreitung reduziert den Verbrauch aus zwei Gründen:

A. Einige Daten müssen erneut gesendet werden, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Dies führt zu einer Latenz, die umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit der langsamsten Verbindung im Netzwerk zwischen Sender und Empfänger ist (auch bekannt als Engpass). B. Die Erkennung, dass einige Daten nicht zugestellt wurden, erfordert eine Rückmeldung vom Empfänger an den Sender. Aufgrund von Laufzeitverzögerungen (manchmal auch als Latenz bezeichnet, verursacht durch die endliche Lichtgeschwindigkeit im Kabel) kann die Rückmeldung beim Sender nur mit einiger Verzögerung empfangen werden, was die Übertragung weiter verlangsamt. In den meisten praktischen Fällen ist dies der größte Beitrag zu der zusätzlichen Verzögerung, die durch die Neuübertragung verursacht wird.

Wenn Sie UDP anstelle von TCP verwenden und sich nicht um Paketverluste kümmern, erhalten Sie natürlich eine bessere Leistung. Aber für viele Anwendungen kann ein Datenverlust nicht toleriert werden, sodass diese Messung bedeutungslos ist.

Es gibt einige Anwendungen, die UDP zur Datenübertragung verwenden. Einer ist BitTorrent, der entweder TCP oder ein von ihnen erstelltes Protokoll namens uTP verwenden kann, das TCP über UDP emuliert, aber darauf abzielt, viele gleichzeitige Verbindungen besser zu nutzen. Ein weiteres über UDP implementiertes Transportprotokoll ist QUIC, das ebenfalls TCP emuliert und Multiplexing mehrerer paralleler Übertragungen über eine einzige Verbindung und Vorwärtsfehlerkorrektur bietet, um Neuübertragungen zu reduzieren.

Ich werde die Vorwärtsfehlerkorrektur ein wenig diskutieren, da sie mit Ihrer Durchsatzfrage zusammenhängt. Der naive Weg, dies zu implementieren, besteht darin, jedes Paket zweimal zu senden. falls einer verloren geht, hat der andere noch eine Chance zu bekommen

Dies reduziert die Anzahl der erneuten Übertragungen um bis zu die Hälfte, halbiert aber auch Ihren Umsatz, da Sie redundante Daten senden (beachten Sie, dass die Netzwerk- oder Link-Layer-Bandbreite gleich bleibt!). In einigen Fällen ist dies normal; insbesondere wenn die Latenz sehr hoch ist, beispielsweise bei Interkontinental- oder Satellitenkanälen

Außerdem gibt es einige mathematische Methoden, bei denen Sie keine vollständige Kopie der Daten senden müssen; Beispielsweise senden Sie für alle n Pakete, die Sie senden, eine weitere Redundante, die XOR (oder eine andere arithmetische Operation) von ihnen ist; wenn das Extra verloren geht, spielt es keine Rolle; Wenn eines der n Pakete verloren geht, können Sie es basierend auf dem redundanten und dem anderen n-1 wiederherstellen. Auf diese Weise können Sie den FEC-Overhead auf die Bandbreite abstimmen, die Sie erübrigen können.

1. Informationsübertragungsrate in einem diskreten Kommunikationssystem

v
diskretes Kommunikationssystem in Abwesenheit
Interferenzinformationen am Ausgang des Kommunikationskanals
(PI-Kanal) stimmt vollständig mit überein
Informationen an seinem Eingang, so
Informationsübertragungsrate numerisch
entspricht der Leistung der Quelle
Mitteilungen:

.(5.1)

Beim
das Vorhandensein von Störungen Teil der Quellinformationen
die Geschwindigkeit der Informationsübertragung geht ebenfalls verloren
fällt geringer aus als die Produktivität
Quelle. Gleichzeitig in der Nachricht
Informationen werden am Ausgang des Kanals hinzugefügt
über Störungen (Abb. 12).

So
bei Vorhandensein von Interferenzen ist dies zu berücksichtigen
am Ausgang des Kanals nicht alle Informationen,
von der Quelle gegeben, aber nur gegenseitig
Information:

bps (5.2)

Auf der
Formel (5.1) haben wir

oder

,
(5.3)

wo h(x)
Leistung
Quelle;

h(xj)

 Unzuverlässigkeit
„ Kanal (Verlust) pro Zeiteinheit;

h(j)

Entropie der Ausgangsnachricht pro Einheit
Zeit;

h(jx)=h’(n)
ist die Interferenzentropie (Rauschen) pro Zeiteinheit.

bestehen
Kommunikationskanalfähigkeit (Kanal
Informationsübertragung) C
das maximal Mögliche genannt
Kanalinformationsrate

.(5.4)

Für Leistung
maximal, alles möglich
Ausgangsquellen und alle möglichen
Kodierungsmethoden.

Auf diese Weise,
Bandbreite des Kommunikationskanals
gleich Höchstleistung
Quelle am Kanaleingang vollständig
mit den Merkmalen abgestimmt
diesem Kanal, abzüglich des Informationsverlustes
Kanal aufgrund von Interferenzen.

In einem Kanal ohne Störungen
C=maxh(x),
als h(xj)=0.
Bei Verwendung von einheitlichem Code mit
Basis k,
bestehend aus n
Elemente mit einer Dauer _äh,
in einem störungsfreien Kanal

,

beim k=2

bit/s.
(5.5)

Für effektiv
Bandbreitennutzung
Kanal muss abgestimmt werden
Eingabequelle. Eine solche
Matching ist für beide Kanäle möglich
Kommunikation ohne Störungen und für Kanäle mit
Interferenz basierend auf zwei Theoremen,
bewiesen von K. Shannon.

1. Satz (für
Kommunikationskanal ohne Störungen):

Wenn die Quelle
Nachrichten hat Entropie h
(Bit pro Symbol) und der Kommunikationskanal - Durchsatz
Fähigkeit C
(Bits pro Sekunde), dann können Sie codieren
Nachrichten so, dass
Informationen über einen Kanal übertragen
Durchschnittsgeschwindigkeit, willkürlich nahe
zum Wert C,
aber übertreib es nicht.

schlug K. Shannon vor
und ein Verfahren einer solchen Codierung, das
Statistik genannt
optimale Codierung. Weiter
Die Idee einer solchen Codierung wurde entwickelt
in den Werken von Fano und Huffman und gegenwärtig
Zeit ist in der Praxis weit verbreitet
für „Nachrichtenkomprimierung“.

Relaiskosten

Das Internet ist ein Best-Effort-Netzwerk, was bedeutet, dass Pakete nach Möglichkeit zugestellt, aber auch verworfen werden können. Paketabbrüche werden im Fall von TCP von der Transportschicht gehandhabt; Für UDP gibt es keinen solchen Mechanismus, was bedeutet, dass es entweder der Anwendung egal ist, ob einige Teile der Daten nicht geliefert werden, oder die Anwendung selbst eine erneute Übertragung über UDP durchführt.

Die Neuübertragung reduziert den nutzbaren Durchsatz aus zwei Gründen:

A. Einige Daten müssen erneut gesendet werden, was sehr lange dauert.Dies führt zu einer Verzögerung, die umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit der langsamsten Verbindung im Netzwerk zwischen Sender und Empfänger ist (was auch der Engpass ist). B. Die Erkennung, dass einige Daten nicht zugestellt wurden, erfordert eine Rückmeldung vom Empfänger an den Sender. Aufgrund von Laufzeitverzögerungen (manchmal auch als Latenz bezeichnet; verursacht durch die endliche Lichtgeschwindigkeit im Kabel) kann das Feedback vom Sender nur mit einer gewissen Verzögerung empfangen werden, was die Übertragung weiter verlangsamt. In den meisten praktischen Fällen ist dies der bedeutendste Beitrag zu der zusätzlichen Verzögerung, die durch die Neuübertragung verursacht wird.

Es ist klar, dass Sie, wenn Sie UDP anstelle von TCP verwenden und sich nicht um Paketverluste kümmern, natürlich eine bessere Leistung erzielen. Aber für viele Anwendungen ist ein Datenverlust nicht akzeptabel, sodass eine solche Messung keinen Sinn macht.

Es gibt einige Anwendungen, die UDP zur Datenübertragung verwenden. Eines davon ist BitTorrent, das entweder TCP oder ein von ihnen entwickeltes Protokoll namens uTP verwenden kann, das TCP über UDP emuliert, aber effizienter sein soll, wenn viele gleichzeitige Verbindungen verwendet werden. Ein weiteres über UDP implementiertes Transportprotokoll ist QUIC, das ebenfalls TCP emuliert und Multiplexing mehrerer paralleler Übertragungen über eine einzige Verbindung und Vorwärtsfehlerkorrektur bietet, um Neuübertragungen zu reduzieren.

Ich werde die Vorwärtsfehlerkorrektur ein wenig besprechen, da sie mit Ihrer Durchsatzfrage zusammenhängt. Der naive Weg, dies zu tun, besteht darin, jedes Paket zweimal zu senden. falls einer verloren geht, hat der andere immer noch eine Chance, erhalten zu werden

Dadurch wird die Anzahl der erneuten Übertragungen halbiert, aber auch Ihr Nettodurchsatz halbiert, wenn Sie redundante Daten senden (beachten Sie, dass die Netzwerk- oder Link-Layer-Bandbreite gleich bleibt!). In einigen Fällen ist dies normal; insbesondere wenn die Verzögerung sehr groß ist, beispielsweise bei Interkontinental- oder Satellitenkanälen

Darüber hinaus gibt es einige mathematische Methoden, bei denen Sie keine vollständige Kopie der Daten senden müssen; Zum Beispiel senden Sie für alle n Pakete, die Sie senden, ein weiteres überschüssiges Paket, das XOR (oder eine andere arithmetische Operation) von ihnen ist; wenn das Extra verloren geht, spielt es keine Rolle; Wenn eines der n Pakete verloren geht, können Sie es basierend auf dem redundanten und dem anderen n-1 wiederherstellen. Auf diese Weise können Sie den Overhead der Vorwärtsfehlerkorrektur so konfigurieren, wie viel Bandbreite Sie sparen können.

Wie misst man die Übertragungszeit?

Ist die Übertragung abgeschlossen, wenn der Sender das letzte Bit über die Leitung gesendet hat, oder umfasst sie auch die Zeit, die das letzte Bit benötigt, um zum Empfänger zu gelangen? Beinhaltet dies auch die Zeit, die benötigt wird, um vom Empfänger eine Bestätigung zu erhalten, dass alle Daten erfolgreich empfangen wurden und keine erneute Übertragung erforderlich ist?

Es hängt wirklich davon ab, was Sie messen möchten.

Bitte beachten Sie, dass bei großen Übertragungen in den meisten Fällen eine zusätzliche Hin- und Rücklaufzeit vernachlässigbar ist (es sei denn, Sie kommunizieren beispielsweise mit einer Sonde auf dem Mars).

Was ist dieses Schlüsselmerkmal in TCP, das es UDP so viel überlegen macht?

Dies ist nicht wahr, obwohl ein weit verbreiteter Irrglaube.

Zusätzlich zur Weiterleitung von Daten bei Bedarf passt TCP auch die Senderate so an, dass es nicht zu Paketverlusten aufgrund von Netzwerküberlastung kommt. Der Tuning-Algorithmus wurde im Laufe der Jahrzehnte verfeinert und konvergiert normalerweise schnell auf die vom Netzwerk unterstützte maximale Geschwindigkeit (eigentlich der Flaschenhals). Aus diesem Grund ist es normalerweise schwierig, TCP im Durchsatz zu schlagen.

Bei UDP hat der Sender keine Ratenbegrenzung. UDP ermöglicht es einer Anwendung, so viel zu senden, wie sie möchte. Wenn Sie jedoch versuchen, mehr zu senden, als das Netzwerk verarbeiten kann, werden einige Daten gelöscht, was Ihre Bandbreite verringert und auch den Netzwerkadministrator sehr wütend auf Sie macht. Dies bedeutet, dass das Senden von UDP-Datenverkehr mit hoher Rate nicht praktikabel ist (es sei denn, das Ziel ist ein DoS-Netzwerk).

Einige Medienanwendungen verwenden UDP, aber die ratenbegrenzende Übertragung des Senders ist sehr langsam. Dies wird häufig in VoIP- oder Internetradio-Anwendungen verwendet, bei denen sehr wenig Bandbreite, aber eine geringe Latenz benötigt wird. Ich glaube, das ist ein Grund für das Missverständnis, dass UDP langsamer als TCP ist; ist es nicht, UDP kann so schnell sein, wie es das Netzwerk zulässt.

Wie ich bereits sagte, gibt es Protokolle wie uTP oder QUIC, die auf UDP implementiert sind und eine ähnliche Leistung wie TCP bieten.

Es stimmt ?

Kein Paketverlust (und Neuübertragungen) ist korrekt.

Dies ist nur korrekt, wenn die Fenstergröße auf den optimalen Wert eingestellt ist. BDP / RTT - die optimale (maximal mögliche) Übertragungsgeschwindigkeit im Netzwerk. Die meisten modernen Betriebssysteme sollten in der Lage sein, es optimal automatisch zu konfigurieren.

Wie hängt der Durchsatz von der Blockgröße ab? Ist die Blockgröße das TCP-Fenster oder die UDP-Datagrammgröße?

Was ist ein Bit? Wie wird die Bitrate gemessen?

Die Bitrate ist ein Maß für die Geschwindigkeit einer Verbindung. Berechnet in Bits, den kleinsten Informationsspeichereinheiten für 1 Sekunde. Es war den Kommunikationswegen in der Zeit der „frühen Entwicklung“ des Internets inhärent: Damals wurden hauptsächlich Textdateien im globalen Web übertragen.

Jetzt ist die grundlegende Maßeinheit 1 Byte. Es ist wiederum gleich 8 Bit. Anfänger machen sehr oft einen groben Fehler: Sie verwechseln Kilobit und Kilobyte. Das sorgt für Verwirrung, wenn ein Kanal mit einer Bandbreite von 512 kbit/s nicht den Erwartungen entspricht und nur eine Geschwindigkeit von 64 KB/s liefert. Um nicht verwirrt zu werden, müssen Sie bedenken, dass bei Verwendung von Bits zur Angabe der Geschwindigkeit der Eintrag ohne Abkürzungen erfolgt: Bits / s, kbit / s, kbit / s oder kbps.

2. Bandbreite eines homogenen symmetrischen Kommunikationskanals

v
homogener Kommunikationskanal bedingt (transient)
Wahrscheinlichkeiten P(j₁x₁)

nicht abhängen
von Zeit. Graph von Zuständen und Übergängen
homogener binärer Kommunikationskanal
in Abb. gezeigt. dreizehn.

Abb.13

In diesem Bild
x₁
und x₂
– Signale am Eingang des Kommunikationskanals, j₁
undj₂
- Ausgangssignale. Falls übermittelt
Signal x₁
und ein Signal empfangen j₁,
Dies bedeutet, dass das erste Signal
(Index 1) wird nicht verzerrt. Falls übermittelt
erstes Signal (x₁),
und das zweite Signal wird empfangen (j₂),
es bedeutet, dass es eine Verzerrung gibt
erstes Signal. Übergangswahrscheinlichkeiten
in Abb. gezeigt. 13. Wenn der Kanal symmetrisch ist,
dann sind die Übergangswahrscheinlichkeiten paarweise gleich.

Bezeichnen: P(j₂x₁)=
P(j₁x₂)=P_äh– Wahrscheinlichkeiten
Signalelementverzerrung, P(j₁x₁)=
P(j₂x₂)=1-P_äh– Wahrscheinlichkeiten
korrekter Empfang des Signalelements.

Gemäß
Formeln (5.1) und (5.3)

.

Wenn die Signale
x₁
und x₂ verfügen über
die gleiche Dauer _äh,
dann
.
Dann die Kanalkapazität
wird gleich sein

.
(5.7)

In dieser Formel
maxH(j)=Protokollk.
Für einen Binärkanal (k=2)
maxH(j)=1
und Formel (5.4) nimmt die Form an

.
(5.8)

Es bleibt zu bestimmen
bedingte Entropie h(jx).
Für eine binäre Quelle haben wir

Es ersetzen
den Wert der bedingten Entropie in (5.8) erhalten wir
endgültig

.
(5.9)

Auf Abb. 14 gebaut
Durchsatzkurve
Binärkanal auf die Fehlerwahrscheinlichkeit.

Für einen Kommunikationskanal
Mit k>2
Durchsatz bestimmt
fast die gleiche Formel:

. (5.10)

In Gewahrsam
Schauen wir uns ein Beispiel an. Lass es sein
Binärquelle mit Leistung


bit/s.

Reis. 14

Auf Abb. 14 gebaut
Durchsatzkurve
Binärkanal auf die Fehlerwahrscheinlichkeit.

Für einen Kommunikationskanal
Mit k>2
Durchsatz bestimmt
fast die gleiche Formel:

. (5.10)

In Gewahrsam
Schauen wir uns ein Beispiel an. Lass es sein
Binärquelle mit Leistung


bit/s.

Wenn die Wahrscheinlichkeit
Verzerrung P_äh=0,01,
dann folgt das aus 1000 Elementen
Signale werden in einer Sekunde übertragen
durchschnittlich 990 Artikel werden ohne angenommen
Verzerrung und nur 10 Elemente werden
verzerrt. Es scheint, dass der Pass
Fähigkeit wird in diesem Fall sein
990 bps. Allerdings die Berechnung
Formel (5.9) gibt uns einen signifikanten Wert
kleiner (C=919
bps). Was ist hier los? Und der Punkt ist das
wir hätten bekommen C=990
bit/s, wenn man genau wüsste welche
Nachrichtenelemente sind verstümmelt. Ignoranz
dieser Tatsache (und es ist praktisch zu wissen
unmöglich) führt dazu, dass 10
verzerrte Elemente so stark
den Wert der empfangenen Nachricht verringern,
dass der Durchsatz drastisch ist
sinkt.

Ein anderes Beispiel.
Wenn P_äh=0,5,
dann werden von 1000 bestandenen Elementen 500 nicht sein
verzerrt. Nun aber der Pass
Fähigkeit wird nicht 500 sein
bit/s, wie man erwarten könnte,
und Formel (5.9) gibt uns die Menge C=0.
Gültig für P_äh=0,5
das signal über den kommunikationskanal geht eigentlich schon
geht nicht vorbei und der Kommunikationskanal ist einfach
entspricht einem Rauschgenerator.

Beim P_äh1
Durchsatz nähert sich
auf den Maximalwert. Allerdings in diesem
Fallsignale am Ausgang des Kommunikationssystems
muss invertiert werden.

Signalübertragungsmethoden

Bis heute gibt es drei Hauptwege, um ein Signal zwischen Computern zu übertragen:

• Funkübertragung.
• Datenübertragung per Kabel.
• Datenübertragung über Glasfaserverbindungen.

Jedes dieser Verfahren hat individuelle Charakteristika von Kommunikationskanälen, die unten diskutiert werden.

Zu den Vorteilen der Übertragung von Informationen über Funkkanäle gehören: Vielseitigkeit der Verwendung, einfache Installation und Konfiguration solcher Geräte. Zum Empfangen und Verfahren wird in der Regel ein Funksender verwendet. Es kann ein Modem für einen Computer oder ein Wi-Fi-Adapter sein.

Zu den Nachteilen dieser Übertragungsart gehören die instabile und relativ niedrige Geschwindigkeit, die größere Abhängigkeit von der Präsenz von Funktürmen sowie die hohen Nutzungskosten (mobiles Internet ist fast doppelt so teuer wie „stationär“).

Die Vorteile der Datenübertragung über Kabel sind: Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und Wartung. Informationen werden mittels elektrischem Strom übertragen. Relativ gesehen bewegt sich Strom unter einer bestimmten Spannung von Punkt A nach Punkt B. A wird später in Information umgewandelt. Drähte halten Temperaturänderungen, Biegung und mechanischer Beanspruchung perfekt stand. Zu den Nachteilen gehören eine instabile Geschwindigkeit sowie eine Verschlechterung der Verbindung durch Regen oder Gewitter.

Die derzeit vielleicht fortschrittlichste Datenübertragungstechnologie ist die Verwendung von Glasfaserkabeln. Millionen winziger Glasröhrchen werden beim Design von Kommunikationskanälen eines Netzwerks von Kommunikationskanälen verwendet. Und das durch sie übertragene Signal ist ein Lichtimpuls. Da die Lichtgeschwindigkeit um ein Vielfaches höher ist als die Stromgeschwindigkeit, hat diese Technologie es ermöglicht, die Internetverbindung um das Hundertfache zu beschleunigen.

Zu den Nachteilen gehört die Zerbrechlichkeit von Glasfaserkabeln. Erstens können sie mechanischen Beschädigungen nicht standhalten: Gebrochene Röhren können kein Lichtsignal durch sich selbst übertragen, und plötzliche Temperaturänderungen führen zu ihrer Rissbildung. Nun, der erhöhte Strahlungshintergrund macht die Röhren trüb - dadurch kann sich das Signal verschlechtern. Außerdem ist das Glasfaserkabel bei einem Bruch schwer zu reparieren, sodass Sie es komplett austauschen müssen.

Das Vorstehende legt nahe, dass Kommunikationskanäle und Netzwerke von Kommunikationskanälen im Laufe der Zeit verbessert werden, was zu einer Erhöhung der Datenübertragungsrate führt.

Overhead durch Header

Jede Schicht im Netzwerk fügt den Daten einen Header hinzu, der aufgrund seiner Übertragungszeit einen gewissen Overhead einführt. Darüber hinaus unterteilt die Transportschicht Ihre Daten in Segmente; Dies liegt daran, dass die Netzwerkschicht (wie in IPv4 oder IPv6) eine maximale MTU-Paketgröße hat, typischerweise 1500 V in Ethernet-Netzwerken. Dieser Wert enthält die Größe des Netzwerkschicht-Headers (z. B. der IPv4-Header, der eine variable Länge hat, aber normalerweise 20 B lang ist) und des Transportschicht-Headers (für TCP hat er ebenfalls eine variable Länge, aber normalerweise 40 B lang). . Daraus ergibt sich eine maximale MSS-Segmentgröße (Anzahl Datenbytes, keine Header, in einem Segment) von 1500 – 40 – 20 = 1440 Bytes.

Wenn wir also 6 KB Daten der Anwendungsschicht senden möchten, müssen wir sie in 6 Segmente aufteilen, 5 mit jeweils 1440 Bytes und eines mit 240 Bytes. Auf der Netzwerkschicht senden wir jedoch am Ende 6 Pakete, jeweils 5 von 1500 Bytes und eines von 300 Bytes, also insgesamt 6,3 kB.

Dabei habe ich nicht bedacht, dass der Link Layer (wie bei Ethernet) einen eigenen Header und ggf. auch ein Suffix hinzufügt, was zusätzlichen Overhead hinzufügt. Für Ethernet sind dies 14 Bytes für den Ethernet-Header, optional 4 Bytes für das VLAN-Tag, dann ein CRC von 4 Bytes und ein Leerzeichen von 12 Bytes, also insgesamt 36 Bytes pro Paket.

Wenn Sie eine Verbindung mit fester Rate zählen, sagen wir 10 Mbit/s, erhalten Sie je nach Messung einen anderen Durchsatz. Normalerweise möchten Sie eines davon:

• Gute Leistung, d. h. Durchsatz auf Anwendungsebene, wenn Sie die Anwendungsleistung messen möchten. In diesem Beispiel teilen Sie 6 kB durch die Dauer der Übertragung.
• Verbindungsbandbreite, wenn Sie die Netzwerkleistung messen möchten. In diesem Beispiel teilen Sie 6 kB + TCP-Overhead + IP-Overhead + Ethernet-Overhead = 6,3 kB + 6 * 36 B = 6516 B durch die Übertragungsdauer.