النطاق الترددي (الحوسبة)

الموسوعة الحرة

في الحوسبة ، النطاق الترددي هو أقصى معدل لنقل البيانات عبر مسار معين. يمكن وصف النطاق الترددي بأنه نطاق ترددي للشبكة ، [1] أو نطاق ترددي للبيانات ، [2] أو نطاق ترددي رقمي . [3] [4]

يتناقض هذا التعريف للنطاق الترددي مع مجال معالجة الإشارات والاتصالات اللاسلكية ونقل البيانات عبر المودم والاتصالات الرقمية والإلكترونيات ، [ بحاجة لمصدر ] حيث يُستخدم النطاق الترددي للإشارة إلى نطاق الإشارة التناظرية المقاس بالهرتز ، مما يعني نطاق التردد بين أدنى وأعلى تردد يمكن بلوغه مع تلبية مستوى ضعف محدد جيدًا في قوة الإشارة. لا يعتمد معدل البت الفعلي الذي يمكن تحقيقه على نطاق الإشارة فحسب، بل يعتمد أيضًا على الضوضاء في القناة.

سعة الشبكة

يُعرِّف مصطلح عرض النطاق الترددي أحيانًا معدل البت الصافي (معدل البت الأقصى) ، أو معدل المعلومات ، أو معدل البت المفيد للطبقة المادية ، أو سعة القناة ، أو الحد الأقصى للإنتاجية لمسار اتصال منطقي أو مادي في نظام اتصالات رقمي. على سبيل المثال، تقيس اختبارات عرض النطاق الترددي الحد الأقصى للإنتاجية لشبكة كمبيوتر. يقتصر الحد الأقصى للمعدل الذي يمكن الحفاظ عليه على رابط على سعة قناة شانون-هارتلي لأنظمة الاتصالات هذه، والتي تعتمد على عرض النطاق الترددي بالهرتز والضوضاء على القناة.

استهلاك الشبكة

يتوافق عرض النطاق الترددي المستهلك بالبت/ثانية مع الإنتاجية المحققة أو الإنتاجية الجيدة ، أي متوسط ​​معدل نقل البيانات الناجح عبر مسار الاتصال. يمكن أن يتأثر عرض النطاق الترددي المستهلك بتقنيات مثل تشكيل عرض النطاق الترددي ، وإدارة عرض النطاق الترددي ، وتقييد عرض النطاق الترددي ، وتحديد عرض النطاق الترددي، وتخصيص عرض النطاق الترددي ( على سبيل المثال بروتوكول تخصيص عرض النطاق الترددي وتخصيص عرض النطاق الترددي الديناميكي )، وما إلى ذلك. يتناسب عرض النطاق الترددي لتدفق البتات مع متوسط ​​عرض النطاق الترددي للإشارة المستهلكة بالهرتز (متوسط ​​عرض النطاق الترددي الطيفي للإشارة التناظرية التي تمثل تدفق البتات) خلال فترة زمنية مدروسة.

قد يتم الخلط بين عرض النطاق الترددي للقناة والإنتاجية المفيدة للبيانات (أو الإنتاجية الجيدة). على سبيل المثال، قد لا تنقل القناة ذات x بت/ثانية البيانات بالضرورة بمعدل x ، حيث يمكن للبروتوكولات والتشفير وعوامل أخرى أن تضيف تكلفة إضافية ملحوظة. على سبيل المثال، يستخدم الكثير من حركة الإنترنت بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP)، والذي يتطلب مصافحة ثلاثية الاتجاهات لكل معاملة. على الرغم من أن البروتوكول فعال في العديد من التطبيقات الحديثة، إلا أنه يضيف تكلفة إضافية كبيرة مقارنة بالبروتوكولات الأكثر بساطة. أيضًا، قد تُفقد حزم البيانات، مما يقلل بشكل أكبر من الإنتاجية المفيدة للبيانات. بشكل عام، لأي اتصال رقمي فعال، هناك حاجة إلى بروتوكول تأطير؛ تعتمد التكلفة الإضافية والإنتاجية الفعالة على التنفيذ. الإنتاجية المفيدة أقل من أو تساوي سعة القناة الفعلية مطروحًا منها تكلفة التنفيذ.

الحد الأقصى للإنتاجية

النطاق الترددي المقارب (المعروف سابقًا باسم الإنتاجية المقاربة ) لشبكة ما هو مقياس الإنتاجية القصوى لمصدر جشع ، على سبيل المثال عندما يقترب حجم الرسالة (عدد الحزم في الثانية من مصدر ما) من الحد الأقصى. [5]

يتم تقدير النطاق الترددي المقارب عادةً عن طريق إرسال عدد من الرسائل الكبيرة جدًا عبر الشبكة، وقياس الإنتاجية من البداية إلى النهاية. وكما هو الحال مع النطاقات الترددية الأخرى، يتم قياس النطاق الترددي المقارب بمضاعفات البتات في الثانية. نظرًا لأن ارتفاعات النطاق الترددي يمكن أن تحرف القياس، فإن شركات النقل تستخدم غالبًا طريقة النسبة المئوية 95. تقيس هذه الطريقة باستمرار استخدام النطاق الترددي ثم تزيل أعلى 5 في المائة. [6]

الوسائط المتعددة

قد يشير النطاق الترددي الرقمي أيضًا إلى: معدل بت الوسائط المتعددة أو متوسط ​​معدل البت بعد ضغط بيانات الوسائط المتعددة ( ترميز المصدر )، والذي يتم تعريفه على أنه إجمالي كمية البيانات مقسومة على وقت التشغيل.

بسبب متطلبات النطاق الترددي العالية غير العملية للوسائط الرقمية غير المضغوطة ، يمكن تقليل النطاق الترددي المطلوب للوسائط المتعددة بشكل كبير باستخدام ضغط البيانات. [7] تقنية ضغط البيانات الأكثر استخدامًا لتقليل النطاق الترددي للوسائط هي تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، والذي اقترحه ناصر أحمد لأول مرة في أوائل السبعينيات. [8] يقلل ضغط DCT بشكل كبير من كمية الذاكرة والنطاق الترددي المطلوب للإشارات الرقمية، وهو قادر على تحقيق نسبة ضغط بيانات تصل إلى 100: 1 مقارنة بالوسائط غير المضغوطة. [9]

استضافة الويب

في خدمة استضافة الويب ، غالبًا ما يتم استخدام مصطلح النطاق الترددي بشكل غير صحيح لوصف كمية البيانات المنقولة من أو إلى موقع الويب أو الخادم خلال فترة زمنية محددة، على سبيل المثال استهلاك النطاق الترددي المتراكم على مدار شهر يقاس بالجيجابايت شهريًا. [ بحاجة لمصدر ] [10] العبارة الأكثر دقة المستخدمة لهذا المعنى من الحد الأقصى لكمية البيانات المنقولة كل شهر أو فترة معينة هي نقل البيانات الشهري .

وقد يحدث موقف مماثل لمقدمي خدمات الإنترنت للمستخدم النهائي أيضًا، وخاصةً عندما تكون سعة الشبكة محدودة (على سبيل المثال في المناطق التي لا تتوفر فيها إمكانية الاتصال بالإنترنت بشكل متطور وعلى الشبكات اللاسلكية).

اتصالات الانترنت

يوضح هذا الجدول الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي (معدل البت الصافي للطبقة المادية) لتقنيات الوصول إلى الإنترنت الشائعة. لمزيد من القوائم التفصيلية، راجع

معدل البت نوع الاتصال
56 كيلوبت/ثانية الاتصال الهاتفي
1.5 ميجابت/ثانية ADSL لايت
1.544 ميجابت/ثانية ت1/د1
2.048 ميجابت/ثانية E1 / الناقل الإلكتروني
4 ميجابت/ثانية خط ADSL1
10 ميجابت/ثانية إيثرنت
11 ميجابت/ثانية لاسلكي 802.11b
24 ميجابت/ثانية ADSL2+
44.736 ميجابت/ثانية ت3/د3
54 ميجابت/ثانية لاسلكي 802.11g
100 ميجابت/ثانية إيثرنت سريع
155 ميجابت/ثانية OC3
600 ميجابت/ثانية لاسلكي 802.11n
622 ميجابت/ثانية OC12
1 جيجابت/ثانية جيجابت إيثرنت
1.3 جيجابت/ثانية 802.11ac اللاسلكية
2.5 جيجابت/ثانية OC48
5 جيجابت/ثانية USB فائق السرعة
7 جيجابت/ثانية لاسلكي 802.11ad
9.6 جيجابت/ثانية OC192
10 جيجابت/ثانية 10 جيجابت إيثرنت ، USB فائق السرعة 10 جيجابت/ثانية
20 جيجابت/ثانية USB فائق السرعة 20 جيجابت/ثانية
40 جيجابت/ثانية ثندربولت 3
100 جيجابت/ثانية 100 جيجابت إيثرنت

قانون إدهولم

ينص قانون إدهولم ، الذي اقترحه فيل إدهولم في عام 2004 وسُمي باسمه، [11] على أن عرض النطاق الترددي لشبكات الاتصالات يتضاعف كل 18 شهرًا، وهو ما ثبتت صحته منذ سبعينيات القرن العشرين. [11] [12] ويتضح هذا الاتجاه في حالات الإنترنت [11] ، والشبكات الخلوية (المحمولة)، والشبكات المحلية اللاسلكية ، وشبكات المناطق الشخصية اللاسلكية . [12]

يُعد ترانزستور تأثير المجال المعدني الأكسيدي شبه الموصل (MOSFET) العامل الأكثر أهمية في تمكين الزيادة السريعة في النطاق الترددي. [ 13] تم اختراع ترانزستور MOSFET (MOS) بواسطة محمد م. عطا الله وداوون كانج في مختبرات بيل عام 1959، [14] [15] [16] واستمر في أن يصبح اللبنة الأساسية لتكنولوجيا الاتصالات الحديثة . [17] [18] مكّن التوسع المستمر لـ MOSFET ، جنبًا إلى جنب مع التطورات المختلفة في تكنولوجيا MOS، من قانون مور ( تضاعف عدد الترانزستورات في شرائح الدوائر المتكاملة كل عامين) وقانون إدهولم (تضاعف نطاق الاتصالات كل 18 شهرًا). [13]

مراجع

  1. ^ دوغلاس كومر ، شبكات الكمبيوتر والإنترنت، الصفحة 99 وما بعدها، برنتيس هول 2008.
  2. ^ فريد هالسال، إلى البيانات والاتصالات وشبكات الكمبيوتر، صفحة 108، أديسون ويسلي، 1985.
  3. ^ برنامج أكاديمية شبكات سيسكو: دليل مصاحب لـ CCNA 1 و2، المجلد 1-2، أكاديمية سيسكو 2003
  4. ^ بهروز أ. فوروزان، اتصالات البيانات والشبكات ، ماكجرو هيل، 2007
  5. ^ Chou, CY; et al. (2006). "نمذجة تكاليف نقل الرسائل". في Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (eds.). التقدم في الحوسبة الشبكية والشاملة: المؤتمر الدولي الأول، GPC 2006. Springer. ص 299-307. ISBN 3540338098.
  6. ^ "ما هو النطاق الترددي؟ - التعريف والتفاصيل". www.paessler.com . تم الاسترجاع في 2019-04-18 .
  7. ^ لي، جاك (2005). أنظمة بث الوسائط المستمرة القابلة للتطوير: الهندسة المعمارية والتصميم والتحليل والتنفيذ. جون وايلي وأولاده . ص 25. رقم ISBN 9780470857649.
  8. ^ Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "ذكريات العمل المبكر في DCT: مقابلة مع KR Rao" (PDF) . إعادة طبع من الأيام الأولى لعلوم المعلومات . 60. تم الاسترجاع في 13 أكتوبر 2019 .
  9. ^ ليا، ويليام (1994). فيديو حسب الطلب: ورقة بحثية رقم 94/68. مكتبة مجلس العموم . مؤرشف من الأصل في 20 سبتمبر 2019. تم الاسترجاع في 20 سبتمبر 2019 .
  10. ^ لو، جيري (27 مارس 2022). "ما مقدار عرض النطاق الترددي للاستضافة الذي أحتاجه لموقعي على الويب؟". WHSR .
  11. ^ abc Cherry, Steven (2004). "قانون إدهولم للنطاق الترددي". IEEE Spectrum . 41 (7): 58–60. doi :10.1109/MSPEC.2004.1309810. S2CID  27580722.
  12. ^ ab Deng, Wei; محمودي, رضا; فان رورموند, آرثر (2012). تشكيل الحزمة المتعدد الوقت مع تحويل التردد المكاني . نيويورك: سبرينغر. ص. 1. ISBN 9781461450450.
  13. ^ ab Jindal, Renuka P. (2009). "من المليبت إلى التيرابت في الثانية وما بعدها - أكثر من 60 عامًا من الإبداع". 2009 ورشة العمل الدولية الثانية حول الأجهزة الإلكترونية وتكنولوجيا أشباه الموصلات . ص. 1-6. doi :10.1109/EDST.2009.5166093. ISBN 978-1-4244-3831-0. S2CID  25112828.
  14. ^ "1960 - عرض ترانزستور أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد المعدن (MOS)". محرك السيليكون . متحف تاريخ الكمبيوتر .
  15. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 321-3. ISBN 9783540342588.
  16. ^ "من اخترع الترانزستور؟". متحف تاريخ الكمبيوتر . 4 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 20 يوليو 2019 .
  17. ^ "انتصار ترانزستور MOS". يوتيوب . متحف تاريخ الكمبيوتر . 6 أغسطس 2010. مؤرشف من الأصل في 2021-11-07 . تم الاسترجاع 21 يوليو 2019 .
  18. ^ رايمر، مايكل ج. (2009). شبكة السيليكون: الفيزياء لعصر الإنترنت. دار نشر سي آر سي . ص. 365. رقم ISBN 9781439803127.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=النطاق_الترددي_(الحوسبة)&oldid=1249927947"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate