Лимиты при передаче данных по сети

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

Найквиста Шеннона
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

 

формула Шеннона

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