Возможная скорость передачи информации по сети не безгранична — формулы, позволяющие вычислить максимальную скорость передачи описываются двумя ключевыми законами в сетевых технологиях, которые выведены в первой половине 20 века. Это пределы Найквиста и Шеннона.
Пределы Найквиста и Шеннона
Лимиты описываются двумя центральными понятиями или законами:
- Предел Найквиста (1924)
- Формула Шеннона (1948)
Существующие системы приближаются к условиям которые описываются законами
Важнейшие определения для понимания лимитов при передаче по сети
В -ширина полосы
S — сила сигнала
N — сила шума
S и N измеряются на стороне получателя сигнала и определяют как много уровней в сигнале может быть выделено.
Предел Найквиста
Измеряется в бит/сек
здесь L — уровни сигналов при игнорировании шума
Максимальное значение R = 2В
SNR определяет сколько уровней возможно выделить зависимости от соотношения сигнал/шум (SNR — signal-to-noise ratio)
SNR = 10 log10 (S/N)
Измеряется в децибелах
S/N = 1000 -> 30 db
Типичные значения:
100 -> 20 db
10 -> 10 db
2 -> 3 db
Лимит Шеннона
Лимит Шеннона — емкость, максимальный объем информации, который может передаваться по каналу
Измеряется в бит/сек
здесь:
1+S/N = (S+N)/N = S/N +1,log2 конвертируется в биты
Согласно Шеннону больший объем информации через канал гарантированно передать нельзя, при передаче будут возникать ошибки, единственным средством борьбы с ними будет отправка более сильного сигнала.
Читайте о том как измерить фактическую скорость передачи данных на Linux сервере с помощью iperf sppedtest-cli.