LATIMEA DE BANDA

1. Ce este lățimea de bandă?

Lățimea de bandă reprezintă cantitatea de date care poate fi transferata de la un punct la altul într-o rețea într-o anumită perioadă de timp. De obicei, lățimea de bandă este exprimată ca o rată de biți și măsurată în biți pe secundă (bps).

Termenul lățime de bandă se referă la capacitatea de transmisie a unei conexiuni și este un factor important atunci când se determină calitatea și viteza unei rețele sau a conexiunii la internet.

Există mai multe moduri diferite de a măsura lățimea de bandă. Unele măsurători sunt utilizate pentru a calcula fluxul de date curent, în timp ce altele măsoară fluxul maxim, fluxul tipic sau ceea ce este considerat a fi un flux bun.

Lățimea de bandă este, de asemenea, un concept cheie în mai multe alte domenii tehnologice. În procesarea semnalului, de exemplu, este folosit pentru a descrie diferența dintre frecvențele superioare și cele inferioare într-o transmisie, cum ar fi un semnal radio și este de obicei măsurată în hertzi (Hz).

Lățimea de bandă poate fi comparată cu apa care curge printr-o conductă. Lățimea de bandă ar fi viteza cu care apa (datele) curge prin conductă (conexiune) în diferite circumstanțe. În loc de biți/secundă, am putea măsura în galoane/minut. Cantitatea de apă care poate curge prin țeavă reprezintă lățimea de bandă maximă, în timp ce cantitatea de apă care curge în prezent prin conductă reprezintă lățimea de bandă curentă.

2. Exprimarea lățimii de bandă

Lățimea de bandă a fost inițial măsurată în biți pe secundă și exprimată ca bps. Cu toate acestea, rețelele din zilele noastre au de obicei o lățime de bandă mult mai mare, care nu s-ar putea exprima cu ușurința folosind astfel de unități mici.

Acum este obișnuit să vedeți numere mai mari care sunt notate cu prefixe metrice, cum ar fi Mbps (megabiți/secundă), Gbps (gigabiți/secundă) sau Tbps (terabiți/secundă).

K = kilo = 1,000 bits

M = mega = 1,000 kilo = 1,000,000 bits

G = giga = 1,000 mega = 1,000,000,000 bits

T = tera = 1,000 giga = 1,000,000,000,000 bits

După terabit, există petabit, exabit, zettabit și yottabit, fiecare reprezentând o putere suplimentară de 10.

Lățimea de bandă poate fi exprimată și ca octeți pe secundă. Acest lucru este de obicei notat cu B majusculă. De exemplu, 10 megaocteți pe secundă ar fi exprimați ca 10 MB/s sau 10 MBps.

Un octet este opt biți.

Astfel, 10 MB/s = 80 Mb/s.

Aceleași prefixe de metrică pot fi folosite cu octeți ca și cu biți. Astfel, 1 TB/s este un terabyte pe secundă.

3. Măsurarea lățimii de bandă

Măsurarea lățimii de bandă se face de obicei folosind software sau firmware și o interfață de rețea. Utilitățile comune de măsurare a lățimii de bandă includ testul “Test TCP” (TTCP) și monitorul de rețea PRTG.

TTCP măsoară debitul într-o rețea IP între două gazde. O gazdă este destinatarul, cealaltă expeditorul. Fiecare parte afișează numărul de octeți transmiși și timpul pentru fiecare pachet pentru a finaliza călătoria unică.

PRTG oferă o interfață grafică și diagrame pentru măsurarea oscilațiilor lățimii de bandă pe perioade mai lungi de timp și poate măsura traficul între diferite interfețe.

De obicei, pentru a măsura lățimea de bandă, se contorizează cantitatea totală de trafic trimisă și primită într-o anumită perioadă de timp. Măsurătorile rezultate sunt apoi exprimate ca un număr pe secundă.

O altă metodă de măsurare a lățimii de bandă este să transferați un fișier sau mai multe fișiere de dimensiune cunoscută și să numărați cât timp durează transferul. Rezultatul este convertit în bps prin împărțirea dimensiunii fișierelor la timpul necesar transferului.

Majoritatea testelor de viteză a internetului folosesc această metodă pentru a calcula viteza de conectare a computerului unui utilizator la internet.

Deși nu există nicio modalitate de a măsura lățimea de bandă disponibilă totală, există multe moduri de a defini lățimea de bandă măsurată, în funcție de necesitate.

Maxim teoretic – cea mai mare rată de transmisie în circumstanțe ideale. Rata maximă de transfer teoretică nu poate fi atinsă în instalațiile reale. De obicei, maximul teoretic este folosit doar pentru comparație ca o modalitate de a determina cât de bine funcționează o conexiune în comparație cu potențialul maxim teoretic al acesteia.

Lățime de bandă efectivă – cea mai mare rată de transmisie fiabilă. Întotdeauna sub maximul teoretic. Uneori considerată cea mai bună lățime de bandă utilizabilă. Necesar pentru înțelegerea volumului de trafic pe care o poate suporta o conexiune.

Debit – rata medie de transfer de date cu succes; util pentru înțelegerea vitezei tipice sau obișnuite a unei conexiuni. Debitul este dimensiunea transferului împărțită la timpul necesar pentru finalizarea transferului. Măsurat în octeți pe secundă, debitul poate fi comparat cu lățimea de bandă efectivă și cu maximul teoretic ca o modalitate de a determina cât de bine funcționează conexiunea.

Goodput – Măsoară cantitatea de date utile care este transferată, excluzând datele nedorite, cum ar fi retransmisiile de pachete sau supraîncărcarea protocolului. Goodput se calculează împărțind dimensiunea fișierului transferat la timpul necesar transferului.

Metoda de transfer total – Contorizează tot traficul într-o perioadă de timp stabilită, de obicei o lună. Acest lucru este cel mai util pentru facturare în funcție de cantitatea de lățime de bandă utilizată.

Metoda percentilei 95 – Pentru a evita ca măsurătorile lățimii de bandă să fie distorsionate de vârfurile de utilizare, transportatorii folosesc adesea metoda percentilei 95. Ideea este de a măsura în mod continuu utilizarea lățimii de bandă în timp și apoi de a elimina primele 5 procente de utilizare. Acest lucru este util pentru facturare bazată pe cât de multă lățime de bandă este utilizată „în mod normal” într-o perioadă stabilită.

În rețelele din lumea reală, lățimea de bandă variază în timp, în funcție de utilizare și de conexiunile la rețea. Ca rezultat, o singură măsurare a lățimii de bandă spune foarte puțin despre utilizarea reală a lățimii de bandă. O serie de măsurători pot fi mai utile atunci când se determină medii sau tendințe.

4. Lățimea de bandă vs. viteză vs. debit

Există mai multe moduri de a gândi despre fluxul de date într-o rețea. Viteza unei rețele este definită ca rata de biți a circuitului, determinată de viteza semnalului fizic al mediului.

Lățimea de bandă este cantitatea de capacitate a circuitului fizic care poate fi utilizată pentru a transmite date și este determinată de cât de mult din capacitatea rețelei este disponibilă pe baza conexiunii. În timp ce o conexiune de rețea Gigabit Ethernet ar permite 1 Gbps, lățimea de bandă disponibilă unui computer conectat printr-un card Fast Ethernet ar fi de numai 100 Mbps.

Rata de transfer este rata de transmitere reușită, în timp ce lățimea de bandă este un calcul al cantității de date care trece interfața de rețea, indiferent dacă datele au ca rezultat o transmisie reușită. Ca atare, viteza de transfer este întotdeauna mai mică decât lățimea de bandă.

5. De ce să măsori lățimea de bandă

Există mai multe motive pentru a măsura lățimea de bandă. Lățimea de bandă utilizabilă scăzută în comparație cu lățimea de bandă maximă teoretică poate indica probleme de rețea, în special dacă există lățimi de bandă utilizabile foarte diferite din diferite părți ale unei rețele care sunt proiectate să funcționeze la fel.

În plus, măsurarea lățimii de bandă este necesară pentru a vă asigura că toate conexiunile plătite trăiesc conform promisiunii lor. Utilizatorii de acasă pot rula un test de lățime de bandă online, cum ar fi testul de viteză DSLReports pentru a vedea cât de mult din acea conexiune “până la 40 MB / s” furnizorul lor de servicii de internet (ISP) le percepe pentru ei de fapt ajunge să utilizeze.

Conexiunile corporative ar putea fi mai bine deservite prin măsurarea debitului între birourile conectate printr-o conexiune de linie închiriată de transportator.

Gestionarea lățimii de bandă
Pentru a implementa managementul adecvat al lățimii de bandă sau controalele de calitate a serviciului (QoS), trebuie mai întâi să înțelegeți ce lățime de bandă este utilizată. Odată determinată, o măsurare continuă va asigura că toți utilizatorii obțin lățimea de bandă necesară.

Limitarea lățimii de bandă
Odată ce modelele de utilizare a lățimii de bandă sunt înțelese și dacă anumiți utilizatori sau aplicații degradează performanța rețelei pentru alții, instrumentele pot fi utilizate pentru a limita cantitatea de lățime de bandă pe care o folosesc.

Lățimea de bandă maximă
Unele tipuri de conexiuni au o lățime de bandă maximă definită. Lățimea de bandă reală depinde de mulți factori, inclusiv mediu, cablare și utilizare, și este de obicei mai mică decât maximul teoretic.

Standarde de lățime de bandă cu fir pentru conexiuni

Dialup Modem	56 kbps
T1 (Digital leased landline connection)	1.544 Mbps
E1 (Digital leased landline connection European)	2.048 Mbps
Asynchronous DSL	4 Mbps
Ethernet	10 Mbps
T3 (Digital leased landline connection)	44.763 Mbps
VDSL	55 Mbps
VDSL 2	100 Mbps
Fast Ethernet	100 Mbps
OC3 (Ficer optic leased landline connection)	155 Mbps
OC 12 (Ficer optic leased landline connection)	622 Mbps
Gigabit Ethernet	1000 Mbps or 1 Gbps
VSDL 2 Vplus	300 Mbps
10 Gigabit Ethernet	10 Gbps
100 Gigabit Ethernet	100 Gbps

Viteze maxime de descărcare standard ale rețelei wireless

Vitezele conexiunii la rețeaua wireless variază foarte mult în funcție de condițiile conexiunii. Cifrele de mai jos reprezintă vitezele maxime de lățime de bandă conform standardului sau specificației.

802.11b	11 Mbps
802.11g	54 Mbps
802.11n	600 Mbps
802.11ac	600 Mbps
3G – HSPA	7.2 Mbps
3G – HSPA+	21 Mbps
3G – DC-HSPA+	42 Mbps
4G – LTE	100 Mbps
5G (proposed)	1 Gpbs (or higher)

WiFi 802.11bf: noi aplicații pentru dispozitive wireless

Standardul WiFi 802.11bf nu va fi folosit doar pentru comunicare, ci și ca paradigmă completă de detectare. Acest lucru va extinde posibilitățile WiFi și, de ex. detectează ce persoane sau obiecte se mișcă în intervalul său de mișcare.

Versiunea viitoare poate fi utilizată în medii industriale și comerciale în sisteme de producție, rețele corporative și echipamente de testare și măsurare.

6. Achiziționarea lățimii de bandă

Lățimea de bandă este cel mai adesea achiziționată de la companiile de telecomunicații. Cea mai mare parte a lățimii de bandă a consumatorului este vândută ca „până la”, ceea ce înseamnă că clientul poate obține până la 40 MB/s, dar nu întotdeauna are această viteză în timp ce utilizează conexiunea.

Vitezele pot fi mai mari sau mai mici în momente diferite ale zilei sau în circumstanțe diferite. Lățimea de bandă corporativă este, de asemenea, achiziționată de obicei de la companiile de telecomunicații. Cu toate acestea, multe acorduri corporative vin cu măsuri contractuale de performanță care trebuie îndeplinite, inclusiv o lățime de bandă minimă utilizabilă, uptime minim și alte valori.

În plus, măsurarea lățimii de bandă poate fi utilizată pentru a încărca o anumită utilizare, mai degrabă decât o conexiune completă. De exemplu, un proprietar de site poate plăti gazda site-ului numai pentru cantitatea de lățime de bandă utilizată de site-ul respectiv pe o perioadă de timp, cum ar fi o perioadă de facturare lunară.

7. Probleme cu lățimea de bandă

Lățime de bandă prea mică

În timp ce protocoalele moderne sunt destul de bune pentru a nu pierde niciun pachet, lățimea de bandă limitată poate face ca operațiunile să fie prea lungi pentru a fi finalizate, ducând la expirări sau alte probleme. Aceste probleme pot cauza erori ale aplicației sau erori ale bazei de date.

Atunci când faceți copii de rezervă sau copiați date într-o rețea, o lățime de bandă prea mică poate face ca backup-urile să dureze prea mult, adesea rulând în alte procese în lot sau chiar în orele principale de lucru.

În plus, utilizatorii care se bazează pe o conexiune cu o lățime de bandă prea mică pot observa perioade lungi de întârziere între momentul în care fac ceva, cum ar fi clic pe un buton, și răspunsul la acțiunea respectivă. În cazul așteptării încărcării informațiilor sau a altor date, o lățime de bandă prea mică poate face ca operațiunile să dureze mult timp sau chiar să determine utilizatorii să renunțe la așteptare.

Pentru utilizatorii care încearcă să efectueze apeluri telefonice printr-o rețea, cum ar fi Voice over Internet Protocol (VoIP), având o lățime de bandă prea mică duce la apeluri de calitate inferioară. Majoritatea sistemelor VoIP reduc fidelitatea unui apel pe baza lățimii de bandă disponibile. Dacă nu există o lățime de bandă suficientă, apelul poate suna “tinny” sau “Echo-y”.

În cazul în care calitatea este suficient de proastă, pot exista lacune reale în apel în cazul în care părți ale conversației sunt pierdute.

Apelurile video necesită și mai multă lățime de bandă. Apelurile video efectuate fără lățimea de bandă necesară nu vor avea ca rezultat doar o calitate proastă a sunetului, ci și un videoclip de calitate scăzută sau agitat.

Pentru utilizatorii de internet, Comisia Federală de Comunicații (FCC) din Statele Unite ale Americii recomandă o lățime de bandă minimă de 4 Mbps pentru o performanță adecvată la transmiterea în flux a unui videoclip la calitate HD. Multe playere video vor lucra cu o lățime de bandă mai mică prin „buffering” sau prin descărcarea datelor înainte de a fi afișate efectiv.

Dacă conexiunea este prea lentă, utilizatorii vor trebui fie să aștepte mult timp înainte ca videoclipul să înceapă, în timp ce sistemul memorează o mulțime de date, fie videoclipul se poate opri brusc când sistemul rămâne fără conținut video în tampon pentru redare.

Jucătorii sunt adesea frustrați și de lățimea de bandă limitată. În timp ce joacă împotriva altor jucători online, jucătorii cu conexiuni mai rapide văd ce se întâmplă mai repede, iar datele despre reacțiile lor sunt transmise și primite mai rapid. FCC recomandă o viteză minimă de descărcare de 4 Mbps pentru jocurile online multiplayer în HD.

Email	0.5 Mbps
Web Browsing	0.5 Mbps to 1.0 Mbps
Streaming Music	0.5 Mbps
Phone Calls (VoIP)	0.5 Mbps
Streaming Videos	0.7 Mbps
Streaming Movies (Non-HD)	1.5 Mbps
Streaming HD Quality Movies	4 Mbps
Basic Video Conferencing	1 Mbps
HD Video Conferencing	4 Mbps
Internet Connected Game Console	1 Mbps
Online Multiplayer HD Gaming	4 Mbps

Prea multă lățime de bandă
Există câteva probleme tehnice cauzate de prea multă lățime de bandă. Cu toate acestea, o lățime de bandă cu capacitate mai mare costă de obicei mai mult. Astfel, prea multă lățime de bandă poate să nu fie rentabilă.

Latența
Proiectarea și infrastructura rețelei pot crea și probleme de lățime de bandă. Latența măsoară întârzierile dintr-o rețea care pot cauza un debit mai scăzut sau un debit bun. O rețea cu latență scăzută are întârzieri scurte, în timp ce o rețea cu latență mare are întârzieri mai mari. Latența ridicată împiedică datele să utilizeze pe deplin capacitățile rețelei, reducând astfel lățimea de bandă.

8. Rezolvarea problemelor legate de lățimea de bandă

Găsirea și remedierea problemelor legate de lățimea de bandă ajută la îmbunătățirea performanței rețelei fără upgrade-uri costisitoare.

Ping și traceroute

Instrumente precum Ping și traceroute pot ajuta la depanarea problemelor de bază.
Efectuarea ping-ului unui server de testare, de exemplu, va returna informații despre cât de repede pot fi trimise și primite datele, precum și durata medie dus-întors. Timpii mari de ping indică o latență mai mare în rețea.
Instrumentul traceroute poate ajuta la determinarea dacă există prea multe conexiuni individuale de rețea sau hopuri de-a lungul căii de conectare. În plus, traceroute returnează timpul necesar fiecărui hop. Un timp mai lung pe un singur hop poate identifica sursa unei probleme.

TTCP
TTCP măsoară timpul necesar pentru ca datele să călătorească de la o interfață de rețea la alta cu un receptor la celălalt capăt. Acest lucru elimină călătoria de întoarcere din calcul și poate ajuta la identificarea rapidă a problemelor. Dacă lățimea de bandă măsurată este mai mică decât se aștepta, măsurătorile suplimentare pot izola problema. O măsurătoare la altă interfață din aceeași rețea funcționează mai rapid? Dacă da, unde este diferența dintre cele două sisteme? Măsurând continuu lățimea de bandă, administratorii pot viza blocajele din rețea.

Monitor de rețea PRTG
Cu interfața sa de colectare a datelor și de reprezentare grafică, PRTG poate ajuta și la depanarea problemelor legate de lățimea de bandă care nu sunt legate de proiectare. De exemplu, prin măsurarea utilizării lățimii de bandă de-a lungul timpului, se poate determina că anumiți utilizatori sau aplicații folosesc uneori cantități mai mari de lățime de bandă și provoacă congestionarea rețelei și încetinirea capacității de răspuns a rețelei și a vitezei internetului pentru alți utilizatori.

Sursa: https://www.paessler.com/it-explained/bandwidth