Как найти скорость потока данных

Скорость передачи данных

Онлайн конвертер

Чтобы перевести скорость передачи данных из одних единиц измерения в другие, введите значение и выберите единицы измерения скорости.

Онлайн калькулятор

Скорость передачи данных

Объём данных (размер файла) I =
Время передачи данных t =

Скорость передачи данных V =

0

Округление ответа:

Объём данных

Скорость передачи данных V =
Время передачи данных t =

Объём данных (размер файла) I =

0

Округление ответа:

Время передачи данных

Теория

Как найти скорость передачи данных

Как найти объём данных

Как найти время передачи данных

Таблица преобразования единиц скорости передачи данных

Ссылки

Величина
пропускной способности зависит от
скорости передачи информации и количества
абонентов, которые используют данную
скорость. Количество абонентов, которым
необходимо предоставить услуги сети
широкополосного доступа, составляет
550. Но также надо учесть и объекты,
расположенные на территории поселка:
детский сад, поликлиника, магазин,
центральный офис управляющей компании,
автомойка, пост охраны.

Количество
абонентов и предоставляемые
им услуги
представлены
в
таблице
2.1.

Taблицa
2.1
–
Количество
абонентов и предоставляемые им услуги

Скорость
в
линии для передачи
речевого сигнала составит 64
кбит/c, для реализации услуги IPTV требуется
связь со скоростью 20 Мбит/с.

Максимальная
групповая скорость (V) потока данных,
при соответствующей скорости
на абонента определяется по формуле
(3.1).

V
= N_a
* V_aб

кбит/с,
(3.1),
где

Na
–
количество
абонентов,
которым
предоставлена определенная
скорость
передачи данных;

V_aб
–
скорость
передачи данных для абонента.

1.
Групповая
скорость потока данных
(4096/2048
кбит/с).

Скорость
нисходящего потока:

V=
960
* 12288
= 11976
Мбит/с;

Скорость
восходящего потока:

V=
960
* 6144=
5898
Мбит/с;

2.
Групповая
скорость, необходимая для предоставления
услуги VoIP (64
кбит/с).

Скорость
нисходящего потока:

V=
556
* 64 = 61
Мбит/с;

3.
Групповая
скорость, необходимая для предоставления
услуги IPTV
(20480
кбит/с).

V=
550
* 20480 = 11264
Мбит/с.

Полученные
результаты отображены в таблице 2.2.

Taблицa
2.2 –
Пропускная способность по числу
пользователей на каждую услугу

Получаем,
что проектируемая сеть должна обеспечивать
скорость 23301Mбит/c
(24 Гбит/с), для
полного удовлетворения
потребностей пользователей.

2.2 Выбор и характеристика среды передачи ( какой среды?? Если все в технологии выбрали

2.2.2 Выбор оптического кабеля

ДПОм
— кабель для подвеса на опорах воздушных
линий связи, линий электропередач,
столбах освещения, между зданиями и
сооружениями, в кабельной канализации,
в трубах, в блоках, в тоннелях, в
коллекторах, по мостам и эстакадам,
внутри зданий и сооружений. Кабель
содержит сердечник модульной конструкции
с центральным силовым элементом из
диэлектрического стержня, вокруг
которого скручены оптические модули
со свободно уложенными волокнами.
Свободное пространство в оптических
модулях и в сердечнике кабеля заполнено
гидрофобным гелем. В качестве подвесного
элемента используется стальной трос.
На сердечник и подвесной элемент
накладывается оболочка из полиэтилена
средней плотности.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

  06.11.2018104.45 Кб5ДУ.doc

• #
• #

Была ли эта статья полезной?

Время на прочтение
4 мин

Количество просмотров 134K

Возникла задача измерить пропускную способность Ethernet канала и предоставить отчет, причем измерения нужно проводить 24 часа. Какими способами это можно сделать?

Чем

• Сервис speedtest.net — измеряет ширину канала Интернет до некого сервера. Нам не подходит так как данный сервис меряет не конкретный канал связи, а всю линию до определенного сервера, так же измеряемый канал связи не имеет выхода в Интернет;
• Скачать объемный файл из одного конца канала в другой. Не совсем подходит так как отсутствует необходимая точность измерения;
• Iperf — клиент-серверная утилита, позволяющая проводить измерения заданное время с предоставлением простенького отчета. С ней мы сейчас и поработаем.

Как

Применение инструмента iperf очень простое: с одной стороны канала на компьютере запускается сервер, который ждет соединения от клиента:

d@i:~$ iperf -s
------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 5001
TCP window size: 85.3 KByte (default)
------------------------------------------------------------

С другой стороны канала на другом компьютере запускается клиент с указанием ip сервера:

d@i:~$ iperf -c 172.28.0.103
------------------------------------------------------------
Client connecting to 172.28.0.103, TCP port 5001
TCP window size: 2.50 MByte (default)
------------------------------------------------------------
[  3] local 172.28.0.103 port 56868 connected with 172.28.0.103 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-10.0 sec  32.9 GBytes  28.2 Gbits/sec

Как видим из отчета пропускная способность измерялась 10 секунд и составила 28.2 Гбит/с (скорость такая большая потому что и сервер и клиент запускались на одном компьютере). Отлично, но нам нужно измерять скорость целые сутки. Смотрим параметры iperf —help и находим там кучу полезной информации. В итоге у меня получилось примерно так:

d@i:~$ iperf -c 172.28.0.103 -t 86400 -i 15
------------------------------------------------------------
Client connecting to 172.28.0.103, TCP port 5001
TCP window size: 2.50 MByte (default)
------------------------------------------------------------
[  3] local 172.28.0.103 port 56965 connected with 172.28.0.103 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-15.0 sec  58.0 GBytes  33.2 Gbits/sec
[  3] 15.0-30.0 sec  50.4 GBytes  28.9 Gbits/sec
[  3] 30.0-45.0 sec  47.4 GBytes  27.2 Gbits/sec
[  3] 45.0-60.0 sec  51.8 GBytes  29.7 Gbits/sec
[  3] 60.0-75.0 sec  45.5 GBytes  26.1 Gbits/sec
[  3] 75.0-90.0 sec  43.2 GBytes  24.7 Gbits/sec
[  3] 90.0-105.0 sec  54.6 GBytes  31.3 Gbits/sec

Параметр -t 86400 задает время измерения в секундах, а параметр -i 15 говорит выдавать результат каждые 15 секунд. Уже лучше, но не совсем удобно просматривать такой отчет за целые сутки (в таком отчете будет 86400/15=5760 строк). Смотрим help дальше и видим что iperf умеет предоставлять отчет в виде:

-y, --reportstyle C      report as a Comma-Separated Values

Проверяем:

d@i:~$ iperf -c 172.28.0.103 -t 86400 -i 15 -y C
20141130132436,172.28.0.103,56976,172.28.0.103,5001,3,0.0-15.0,59595292672,31784156091
20141130132451,172.28.0.103,56976,172.28.0.103,5001,3,15.0-30.0,49530142720,26416076117
20141130132506,172.28.0.103,56976,172.28.0.103,5001,3,30.0-45.0,57119866880,30463929002

Отлично! То, что нужно! Теперь iperf выдает статистику удобную для обработки. Параметры в отчете разделены запятыми. Первая колонка — дата и время, потом видны ip адреса и порты клиента и сервера, в конце пропускная способность в битах/с. Перенаправим этот отчет в файл:

d@i:~$ iperf -c 172.28.0.103 -t 86400 -i 15 -y C > stat.txt

Поcле окончания суточного теста в файле stat.txt аккуратно сложены результаты, которые нужно визуализировать в удобном виде для анализа.

И что теперь с этим делать?

Итак, в файле stat.txt собраны результаты тестов пропускной способности канала за нужное время с заданным интервалом. Просматривать глазами каждую из нескольких тысяч строк и делать анализ конечно можно, но когда-то люди придумали компьютеры в первую очередь для облегчения себе труда, а не для просмотра котиков в вконтактиках и мы воспользуется этим изобретением.

В файле отчета лежат данные необходимые и не очень. Избавимся от лишних. Нас интересует дата/время измерения и скорость в эту дату/время. Это первый и последний параметр в каждой строке файла stat.txt.

Я обработал этот файл наспех написанным скриптом на python3, прошу не судить за кривость кода — я ненастоящий сварщик, я маску на стройке нашел.

#!/usr/bin/env python3

import datetime

st = open('stat.txt', 'r')
res = open('est.txt', 'w')

for line in st:
    w = line.split(',')
    ti = datetime.time(int(w[0][-6:][0:2]), int(w[0][-6:][2:4]), int(w[0][-6:][4:6]))
    da = datetime.date(int(w[0][0:8][0:4]), int(w[0][0:8][4:6]), int(w[0][0:8][6:9]))
    print("{0} {1} {2}".format(da, ti, int(w[8])/(1024**2)), file=res)

res.close()

Этот скрипт читает строки из файла stat.txt и записывает результаты в файл est.txt. В файле est.txt получается:

 d@i:~/project/iperf_graph$ cat est.txt
2014-11-30 13:35:07 4521.25
2014-11-30 13:35:08 3682.875
2014-11-30 13:35:09 2974.75
2014-11-30 13:35:10 2974.625
2014-11-30 13:35:11 2976.375
2014-11-30 13:35:12 2976.25
2014-11-30 13:35:13 2977.0
2014-11-30 13:35:14 2969.75

Уже удобнее. Показана дата, время результат измерения в Мбит/с. Для этого примера взяты результаты измерения за 10 минут с отчетом каждую секунду.

Но всё еще результат в виде текстового файла не сильно удобного для анализа. Надо нарисовать график!

Для рисования графиков есть специальные и крутые программы. Я советую gnuplot за ее супергибкость, бесплатность, кучу примеров в интернете.

После получаса копаний в результатах запроса к гуглу «gnuplot example» у меня родился следующий скрипт:

#! /usr/bin/gnuplot -persist
set term png size 1024,768
#set terminal postscript eps enhanced color size 1024, 768
set output "graph.png"
set grid
set yrange[0:]
set xdata time
set xlabel "Time"
set ylabel "Mbit/s"
set timefmt "%Y-%m-%d %H:%M:%S"
set format x "%Y-%m-%d %H:%M:%S"
set xrange [] noreverse nowriteback
set xtics rotate
plot "est.txt" using 1:3 title "Bandwith"  with filledcurve x1 lt 1 lc 2

Этот скрипт читает файл est.txt, который получился после обработки stat.txt и рисует график в файл graph.png. Запускаем и появляется файл graph.png.

Результат

В результате появилась простая методика измерения пропускной способности канала с визуально удобным отчетом и два скрипта обработки данных.

В эти скрипты можно напихать кучу всего другого для гибкости вроде: отчет за заданный интервал времени, более подробную детализацию графика для более пристального расматривания, прикрутить анализ по времени отклика ping, параллельно с сбором суточных даных снимать с каналообразующего оборудования по SNMP другие данные типа уровней сигнала на радиоканале и показателей BER, но это уже другая история.

Для того чтобы найти среднее количество информации T(s,x), передаваемое сигналом на интервале Т, необходимо рассмотреть n=2FT отсчетов непрерывного сигнала на входе канала: s1; s2;.., sn и на выходе канала: x1; x2;..;хп. В этом случае по аналогии с выражениями (6.69) и (6.72) можно записать

(6.78)

где

s, sbx, х„

Энтропии HT(s) и HT(s/x) описываются аналогичными выражениями, только всюду необходимо поменять местами переменные s и х Скорость передачи информации по непрерывному каналу находится как предел:

(6.79)

Максимальная скорость передачи в непрерывном канале определяет его пропускную способность

(6.80)

где максимум определяется по всем возможным ансамблям входных сигналов s.

Вычислим пропускную способность непрерывного канала, в котором помехой является аддитивный шум. w(t), представляющий собой случайный эргодический процесс с нормальным распределеннием и равномерным спектром. Средние мощности сигнала я шума ограничены величинами Рси Р, а ширина их спектра paвна F.

Согласно выражениям (6,80) и (6.78) имеем

(6.81)

Прежде всего найдем величину НT (x/s). С этой целью рассмотрим энтропию шума для одного отсчета (6.74), которая с учетом соотношения p(s, x)=p(s)p(x/s) может быть представлена в следующем виде:

(6.82)

При заданном значении s сигнал на выходе канала x=s+w полностью определяется аддитивным шумом w. Поэтому

(6.83)

где рш(х—s) — плотность вероятности шума.

Подставляя (6.83) в (6.82) и заменяя переменную х на , т. е. подставляя вместо х сумму s +, можем записать

Принимая во внимание, что, получим

Следовательно, условная энтропия H(x/s) при аддитивном шуме зависит только от его распределения рш(), что и объясняет термин энтропия шума. Следовательно, на интервале Т

(6.84)

где n=2FT.

Значения шума с равномерным спектром некоррелированы между собой в моменты отсчетов, разделенные интервалом

Отсутствие статистической взаимосвязи между отсчетами шума позволяет представить энтропию суммы п отсчетов шума (6.84) как сумму энтропий отдельных отсчетов, которые вследствие стационарности шума равны между собой. С учетом этих соображений можно записать

Поскольку отсчеты шума статистически независимы, а каждый из них распределен по нормальному закону, то энтропия HT(w) максимальна и в соответствии с (6.77) равна:

(6.85)

где вместо подставлено .

При данной величине HT(x/s) = HT(w) пропускная способность (6.81) отыскивается путем максимизации НТ(х). Максимум НТ(х), очевидно, имеет место, когда сигнал х так же, как и шум, характеризуется нормальным распределением и равномерным спектром.

Отсюда

(6.86)

Здесь предполагается, что сигнал s и помеха w независимы, поэтому мощность сигнала х равна сумме мощностей. Подставляя (6.85) и (6.86) в (6.81), окончательно получим

(6.87)

Так как х и w имеют нормальное распределение, то сигнал s=x—w также должен иметь нормальное распределение. Отсюда следует важный вывод: для того чтобы получить максимальную скорость передачи информации, необходимо применять сигналы с нормальным распределением и равномерным спектром.

Формула (6.87), впервые выведенная Шенноном, играет важную роль в теории и технике связи, Она показывает те предельные возможности, к которым следует стремиться при разработке современных систем связи. Так как при равномерном спектре мощность шума определяется произведением Pш=N0F, то ф-лу (6.87J можно записать в другом виде

(6.88)

С увеличением F пропускная способность монотонно возрастает стремится, как показано на рис. 6.4а, к величине

(6.89)

Рис. 6.4. Зависимость пропускной способности С от полосы пропускания F в непрерывном канале

Нa рис. 6.46 зависимость (6.88) изображена в другой нормировке, из которой следует, что при фиксированных значениях пропускной способности С и энергетического спектра шума N существует обратная зависимость между Рси F. Иными словами, допускается уменьшение мощности сигнала за счет расширения его спектра.

Формулу (6.87), выведенную для равномерных спектров сигнала и шума, можно распространить и на случай неравномерных спектров. С этой целью в окрестностях некоторой частоты выберем достаточно узкую полосу, в которой спектры сигнала Gc(f) и шума Gш(f) будут постоянными. Тогда для этой полосы в соответствии с (6.87) /пропускная способность будет равна:

(6.90)

где и

Полная пропускная способность вычисляется как интеграл от (6.90) по всем частотам спектра сигнала

(6.91)

Можно показать, что при заданном спектре шума Gш(f) и ограниченной мощности сигнала максимум С имеет место в случае выполнения условия

(6.92)

т. е. мощность сигнала должна возрастать на тех частотах, где уменьшается мощность шума и наоборот. Можно также поставить вопрос: если выполняется условие (6.92), то при каком спектре шума получается минимальная пропускная способность? Оказывается, что этому условию удовлетворяет равномерный спектр, т. е. спектр белого шума. Таким образом, белый шум, уменьшающий в наибольшей степени пропускную способность, является самым опасным видом помех.

Рассмотрим теперь вопрос о производительности источника непрерывных сообщений и о влиянии на качество их передачи помех, действующих в канале связи. При отсутствии каких-либо ограничений, накладываемых на непрерывные сообщения, количество содержащейся в них информации согласно (6.1) равно бесконечности:

Поэтому источник таких сообщений обладает бесконечной производительностью (6.25). Для того чтобы количество информации и производительность источника приобрели определенный смысл и стали конечными величинами, необходимо рассматривать непрерывное сообщение u(t) с учетам точности его оценки. Последняя, в частности, определяется погрешностью приборов, с помощью которых измеряется или регистрируется непрерывное сообщение. Обычно погрешность количественно оценивается среднеквадратичным отклонением приближенного непрерывного сообщения u*(t) от его точного значения u(t):

Нетрудно понять, что чем меньше , тем большее количество информации в среднем содержится в u*(t) относительно u(t) и тем выше производительность источника.

Количество информации на выходе источника при >0 по аналогии с (6.68) определяется как

(6.93)

Для ограниченной погрешности всегда можно найти такой способ воспроизведения u(t) посредством и* (t), а следовательно, такое распределение р'(и, и*), при котором выражение (6.93) достигает наименьшего значения. Распределение р'(и, и*) является наиболее выгодным, так как оно позволяет при заданной .погрешности воспроизводить u(t), используя минимальное количество информации. Наименьшее значение J(и, и*) при называется эпсилон-энтропией

(6.94)

Тогда производительность источника непрерывных сообщений

Для непрерывного канала с пропускной способностью С, на вход которого подключается источник, обладающий производительностью , Шенноном была доказана следующая теорема.

Если при заданной погрешности оценки сообщений источника его производительность <C, то существует способ кодирования, позволяющий передавать все непрерывные сообщения источника с ошибкой в воспроизведении на выходе канала, сколь угодно мало отличающейся от .

Иначе говоря, дополнительная неточность в воспроизведении сообщения v(t) на выходе канала, обусловленная воздействием помех, может быть сделана весьма незначительной, т. е.

, где — сколь угодно малая величина.

Скорость передачи информации по каналу в конечном счете определяется скоростью потока информации на выходе приемника

где НТ(и) — энтропия принятого сообщения v(t), HT(w*) — энтропия шума на выходе приемника. Если считать, что сообщение v(t) и помеха w*(t) на выходе приемника имеют нормальное распределение и равномерный спектр, то

(6.95)

Здесь Fm — ширина спектра частот принимаемого сообщения, обычно равная полосе пропускания приемника по низкой частоте; P* — средняя мощность принятого сообщения v(t); Р* — средняя мощность шума на выходе приемника.