Прапускная здольнасць канала доступу ў Сетку

З паўсюдным распаўсюджваннем камп'ютэрных сетак тэрмін «прапускная здольнасць канала» стаў вядомы кожнаму. І калі раней цікавасць быў асабліва тэарэтычным, то цяпер усё зусім інакш. Разуменне таго, што ж хаваецца за словамі «прапускная здольнасць сеткі» дазваляе падабраць найлепшага даступнага правайдэра (тут і далей маюцца на ўвазе лакальныя сеткі і Інтэрнэт), а таксама аптымальнай выявай наладзіць працу з сеткай.

Перш чым паглыбіцца ў тэорыю, разгледзім практычную сітуацыю, з якой, на жаль, часта сутыкаюцца карыстальнікі Інтэрнэту, якія пражываюць у краінах постсавецкай прасторы. Як вядома, пры падключэнні паслуг доступу ў сетку правайдэры ў сваіх тарыфных планах паказваюць хуткасці з прыстаўкай «да». Напрыклад, «да 10 Мб / с", "да 50 Мб / с» і г.д.

На самай справе, прапускная здольнасць канала і дадзеная агаворка ўзаемазвязаны. Уявім сітуацыю, што ў нейкі момант часу да сеткі правайдэра падключаецца адзін абанент. Як правіла, яму прадастаўляецца поўная тарыфная хуткасць. Пераследуючы эканамічныя мэты, кампанія-правайдэр працягвае набіраць новых абанентаў. У выніку становіцца натуральнай сітуацыя, калі адначасова ініцыююць падключэнне да сеткі мноства карыстальнікаў. У аднаго тарыф «да 50 Мб», у іншага, у трэцяга ...

Лагічнае следства - падзенне хуткасці ва ўсіх ніжэй заяўленай (успамінаем прыстаўку «да»). Пачынаюцца званкі незадаволеных абанентаў, агульныя праблемы са сувяззю і пр. У адказ прадстаўнікі службы падтрымкі згадваюць, што прапускная здольнасць канала абмежаваная. Напэўна, гэта знаёма шматлікім карыстачам. Пра што ж ідзе гаворка і чаму падае хуткасць?

У 1920 годзе амэрыканскі дасьледчык-электроншчык Ральф Хартл і фізік Гары Никвист, займаючыся пытаннямі перадачы інфармацыі ў тэлеграфіі, сфармулявалі асноўныя асаблівасці працэсу перадачы дадзеных. Адна з найважнейшых - гэта ўзаемасувязь паміж частатой перадачы сігналу і часам. Так, Хартл сфармуляваў закон, згодна з якім сумарная колькасць перадаюцца дадзеных прапарцыйна выкарыстоўванай частаце перадачы і часу аперацыі. У 1927 году Никвист удакладніў, што перадаваны аб'ём абмежаваны падвоеным значэннем якая выкарыстоўваецца частоты (маецца на ўвазе перадача без страты дадзеных у адзінку часу). Толькі ў 1940 году Шэнан абагульніў вынікі іх работ, сфармуляваўшы тэорыю перадачы дадзеных і паняцце «прапускная здольнасць канала сувязі».

Дыяпазон частот, які выкарыстоўваецца каналам для перадачы інфармацыі, носіць назву «шырыня паласы прапускання». З тэарэмы Шэнана вынікае, што дасягненне максімальнай хуткасці магчыма шляхам павелічэння магутнасці сігналаў, паласы прапускання, зніжэння паразітных шумоў. Павышэнне хуткасці шляхам мадуляцыі сігналу абцяжарана, бо пры павелічэнні імпульсу зніжаецца іх агульная колькасць у адзінку часу, а пры ўшчыльненні з дапамогай памяншэння працягласці адзіночнага разраду ўзрастае колькасць страт ў правадыру. Наогул, працягласць імпульсу разлічваецца па формуле, якая ўлічвае выбраную частату.

Варта адзначыць, што прапускная здольнасць канала ўключае ў сябе не толькі карысны сігнал, але і шумы. Гэта могуць быць электрамагнітныя навядзенні, ўласцівасці правадыра, адлюстравання, працэс Гаўса і пр. Прымач ўспрымае поўны паток сігналаў і адсейвае патрэбную складнік.

Вяртаючыся да прыкладу: пры вялікай колькасці падлучаных абанентаў хутка дасягаецца мяжа сумарнага патоку дадзеных для выкарыстоўванай правайдэрам частоты перадачы (аптычная лінія, радыёканал, медны праваднік). Для вырашэння праблемы неабходна павялічваць магутнасць сігналу, змяняць асяроддзе перадачы і частату (дорага, так як патрабуе мадэрнізацыі абсталявання), альбо абмяжоўваць струмень дадзеных ад кожнага абанента, што і робіцца.