Какво е честотна лента?

Вероятно сте виждали рекламираната честотна лента, ако някога сте пазарували за нова интернет връзка. Вероятно сте виждали действително измерената честотна лента, ако сте извършили тест за скорост на интернет. Въпреки че е очевидно, че по-високите числа са по-добри, може да е малко неясно какво точно е честотната лента, ако не сте толкова запознати с терминологията.

Какво е честотна лента?

Ширината на честотната лента е мярка за максималната възможна скорост на предаване на връзка. В някои крайни случаи, като при честотната лента на интернет връзката, рекламираната честотна лента може да не е твърдо ограничение, тъй като някои държави имат законодателство, изискващо от интернет доставчиците поне да отговарят на рекламираните скорости за конкретен. Като цяло голям, делът на клиентската база. Интернет доставчиците обикновено предоставят малко повече от рекламираното, за да избегнат потенциални съдебни дела, ако случаят е такъв. Широчината на честотната лента е абсолютната горна граница на предаваните данни по отношение на действителната честотна лента на кабелна или безжична технология за предаване.

Както при всяка мярка за данни, честотната лента се измерва в битове или байтове. Битът е единична единица двоични данни, 1 или 0. Байтът се състои от осем бита, стандартният брой на група битове. За щастие, съвременната честотна лента е много висока. В милиони или милиарди битове в секунда, това обикновено се показва като мегабити в секунда или гигабити в секунда и мегабайти в секунда или гигабайти в секунда. Стандартното свиване на единица за тях е съответно Mbps, Gbps, MBps и GBps. Въпреки това понякога „p“ може да бъде заменено с „/“, както в други единици с течение на времето, като например Mb/s.

Забележка: Единиците, измерени в битове, винаги използват малка буква „b“, т.е. Gb/s. Байтовете винаги се представят с главна буква „B“, т.е. MB/s.

Важно е да запомните, че всичко, измерено в байтове, ще изглежда осем пъти по-малко от същото нещо, измерено в битове. Например, оптична връзка от 1 гигабит в секунда осигурява 125 мегабайта в секунда. Този процент на преобразуване е от съществено значение, тъй като честотните ленти, като например скоростта на интернет, обикновено са изброени в кратни на битове в секунда. Докато размерите на файловете обикновено са изброени в кратни байтове в секунда.

Латентност

Докато честотната лента е най-известната мярка за скоростта на връзката, тя далеч не е единствената. Латентността е друга важна мярка, която трябва да вземете предвид. Закъснението често не се усеща от потребителя за връзки, вътрешни за неговия компютър или локална мрежа. Това обаче не означава, че няма ефект. Ефектът от латентността най-често се усеща в интернет, въпреки че се нарича още „ping“.

Закъснението е мярката за забавяне между изпращането на заявка и получаването от страна на получателя. В интернет забавянето може да варира в зависимост от разстоянието до сървъра, с който комуникирате. Например стандартен пинг до САЩ от Обединеното кралство е около 100 милисекунди. В някои случаи, ако живеете близо до местоположението на сървъра, може да получите само 10 или дори 8 милисекунди. Закъснението под това обаче всъщност не се случва в интернет, тъй като сигналът ви все още трябва да преминава през множество мрежи. В локалните мрежи можете да получавате милисекунди или под милисекунди ping. На локално свързани устройства с памет латентността може да бъде достатъчно ниска, за да бъде измерена в наносекунди.

Няма значение колко добра е вашата честотна лента. Ако имате голямо забавяне, ще имате лошо изживяване. Вземете например Марс. Дори ако имате гигабитова интернет връзка със Земята, пак ще са необходими поне шест минути, за да стигне сигналът до Земята и поне още шест минути, за да получите отговор. Това не е чудесно за сърфиране в интернет или опит за шофиране на марсоходите.

Пропускателна способност

Пропускателната способност е друга мярка. Той е много подобен на честотната лента, но измерва използваната в момента полезна честотна лента на данни. Той взема под внимание всички разходи за сигнализиране и факта, че някои устройства може да не са в състояние да наситят връзка с висока честотна лента.

Например вземете SATA кабел. Има честотна лента от 6Gb/s или 750MB/s. SATA традиционно се използва за свързване на твърди дискове. Един твърд диск обаче обикновено може да чете данни само при около 230MB/s. Това е реалната мярка за предадените данни, а не теоретичната пикова честотна лента на връзката. Пропускателната способност е критична, когато честотната лента на връзката не е ограничаващият фактор.

Тази диаграма ясно обяснява разликата между честотна лента, пропускателна способност и латентност. Източник: DNSstuff

Класически пример

Голям проблем с честотната лента може да се види, когато се опитвате да извършвате големи трансфери. Представете си компания, която е претърпяла бедствие, повредило няколко критични твърди диска. Да речем, токов удар изпържи дисковете. За щастие имаха под ръка резервни устройства, които можеха просто да сменят, и резервни копия, от които можеха да възстановят.

Сега обаче осъзнават проблема с честотната лента. Те съхраняват данни на бързи PCIe Gen3 SSD, но резервното копие се съхранява дистанционно. Отдалеченият сайт има гигабитова Ethernet връзка. Това звучи чудесно за домашните потребители, но 1Gb/s е само 125MB/s, което е по-бавно, отколкото HDD може да прехвърля данни. С резервно копие от порядъка на 100TB и използване на общата честотна лента на връзката ще отнеме повече от девет дни за завършване на прехвърлянето. Това, разбира се, е лошо.

Тук един инженер предлага решение. Те ще направят тричасовото пътуване до другия център за данни, ще съберат и внимателно етикетират всички необходими устройства, след което ще се върнат с тях в колата им. Планът е, че след като завършат двупосочното пътуване, те могат да включат дисковете локално и да завършат процеса на възстановяване при много по-бързи скорости на локален трансфер.

Въпреки че този план може да има ужасна тричасова латентност и минимум шест часа време за двупосочно преместване на дисковете ръчно, предлага отлична честотна лента, позволяваща на целия процес да завърши за по-малко от ден. Това води до класическата фраза в сценариите за планиране на възстановяване след бедствие: „никога не подценявайте честотната лента на камион, пълен с твърди дискове“.

Забележка: Методът „камион, пълен с твърди дискове“ често се използва за прехвърляне на значителни набори от научни данни от местоположението. Където данните са били събрани до суперкомпютъра, който ще ги обработва.

Заключение

Ширината на честотната лента е мярка за максималната възможна скорост на трансфер на връзка. Това е важна мярка за скоростта на връзката, но като цяло само ако е ограничаващият фактор. Важно е да сте наясно кога честотната лента е важен ограничаващ фактор и кога не. Други мерки за скорост на връзката, като латентност и пропускателна способност, също могат да бъдат важни ограничаващи фактори. В идеалния случай не искате нито едно голямо затруднение и скорости на трансфер да съвпадат, като същевременно осигурявате полезна връзка за вашите случаи на употреба.

Някои сървърни системи, главно таблата за управление на използването на облачен сървър, често се отнасят до честотната лента. В този случай те обикновено не означават пикова скорост на трансфер. Вместо това те се отнасят до общото количество данни, прехвърлени с течение на времето, обикновено ден, седмица, месец или година. Технически това не трябва да се нарича честотна лента. По-добро име за това би било „прехвърляни месечни данни“ или подобно, тъй като това е мярка за действително използване, а не теоретичен пиков трансфер на данни.