С повсеместным распространением компьютерных tīkliem, termins “kanāla ietilpība” ir kļuvis zināms visiem. Un, ja agrāk interese bija tīri teorētiska, tagad viss ir pavisam savādāk. Izpratne par to, kas slēpjas aiz vārdiem “tīkla joslas platums”, ļauj izvēlēties labāko pieejamo pakalpojumu sniedzēju (turpmāk tekstā vietējie tīkli un internets), kā arī optimāli konfigurēt darbu ar tīklu.
Pirms ienirt teorijā, apsveriet iespējupraktiskā situācija, ar kuru diemžēl bieži nākas saskarties interneta lietotājiem, kuri dzīvo bijušās Padomju Savienības valstīs. Kā jūs zināt, savienojot piekļuves pakalpojumus ar tīklu, pakalpojumu sniedzēji savos tarifu plānos norāda ātrumu ar prefiksu “līdz”. Piemēram, “līdz 10 Mb / s”, “līdz 50 Mb / s” utt.
Faktiski joslas platums unŠī atruna ir savstarpēji savienota. Iedomājieties situāciju, kad kādā brīdī viens abonents ir savienots ar pakalpojumu sniedzēja tīklu. Parasti viņam tiek nodrošināta pilna tarifa likme. Īstenojot ekonomiskos mērķus, pakalpojumu sniedzējs turpina pieņemt jaunus abonentus. Tā rezultātā kļūst dabiski, ka daudzi lietotāji vienlaikus sāk tīkla savienojumu. Vienam ir “līdz 50 Mb” tarifs, citam - trešais ...
Loģiskas sekas - ātruma kritums visiem ir mazāksdeklarēja (atcerieties prefiksu "pirms"). Neapmierinātie abonenti sāk zvanīt, rodas vispārīgas saziņas problēmas utt. Atbildot uz to, atbalsta dienesta pārstāvji min, ka kanāla joslas platums ir ierobežots. Protams, tas ir pazīstams daudziem lietotājiem. Par ko mēs runājam un kāpēc samazinās ātrums?
1920. gadā amerikāniselektronikas pētnieks Ralfs Hārtlijs un fiziķis Harijs Nikvists, kas nodarbojas ar informācijas pārraidi telegrāfijā, formulēja datu pārraides procesa galvenās iezīmes. Viena no svarīgākajām ir sakarība starp signāla pārraides frekvenci un laiku. Tātad Hārtlijs formulēja likumu, saskaņā ar kuru kopējais pārsūtīto datu daudzums ir proporcionāls izmantotajam pārraides biežumam un darbības laikam. 1927. gadā Nyquist paskaidroja, ka pārraidītais apjoms ir ierobežots līdz divreiz lielākai par izmantoto frekvenci (tas nozīmē, ka pārraide bez datu zuduma laika vienībā). Tikai 1940. gadā Šenons apkopoja sava darba rezultātus, formulējot datu pārraides teoriju un jēdzienu "sakaru kanāla kapacitāte".
Frekvenču diapazons, ko kanāls izmantoinformācijas pārraidi sauc par "joslas platumu". No Šenona teorēmas izriet, ka maksimālā ātruma sasniegšana ir iespējama, palielinot signāla jaudu, joslas platumu un samazinot parazītisko troksni. Ātruma palielināšana, modulējot signālu, ir sarežģīta, jo, palielinoties impulsam, to kopējais skaits laika vienībā samazinās, un, saspiežot, samazinot vienas izlādes ilgumu, zaudējumu daudzums vadītājā palielinās. Parasti impulsa platumu aprēķina, izmantojot formulu, kurā ņemta vērā izvēlētā frekvence.
Jāatzīmē, ka kanāla joslas platumsietver ne tikai noderīgo signālu, bet arī troksni. Tie var būt elektromagnētiskie traucējumi, vadītāja īpašības, atstarojumi, Gausa process utt. Uztvērējs uztver pilnu signāla plūsmu un filtrē nepieciešamo komponentu.
Atgriežoties pie piemēra: ar lielu skaitu pieslēgtu abonentu tiek ātri sasniegta kopējās datu plūsmas robeža pārraides frekvencei, ko izmanto pakalpojumu sniedzējs (optiskā līnija, radiokanāls, vara vadītājs). Lai atrisinātu problēmu, ir jāpalielina signāla jauda, jāmaina pārraides vide un frekvence (tas ir dārgi, jo tas prasa aprīkojuma modernizāciju) vai jāierobežo datu plūsma no katra abonenta, kas tiek darīts.
