Wat is gegevensoverdrachtsnelheid?
Gegevensoverdrachtsnelheid (Data Transfer Rate) is een van de belangrijke technische indicatoren om het datatransmissiesysteem te beschrijven. Het verwijst naar de snelheid van informatieoverdracht op de communicatielijn en het aantal bits dat per tijdseenheid (meestal een seconde) wordt overgedragen.
De gegevensoverdrachtsnelheid is numeriek gelijk aan het aantal binaire bits waaruit de gegevenscode bestaat die per seconde wordt verzonden. De eenheid is bits/seconde (bits/seconde) en wordt genoteerd als bps. Voor binaire gegevens is de gegevensoverdrachtsnelheid: S=1/T (bps). Daaronder is T de tijd die nodig is om elk bit te verzenden. Als de tijd die nodig is om een bit van een 0- en 1-signaal op een communicatiekanaal te verzenden bijvoorbeeld 0,001 ms is, dan is de gegevensoverdrachtsnelheid van het kanaal 1000000 bps.
In praktische toepassingen wordt vaak eenheden voor gegevensoverdrachtsnelheid zijn: kbps, Mbps en Gbps. Daaronder: 1Gbps=10^3Mbps=10^6kbps=10^9bps.
De gegevensoverdrachtsnelheid verwijst naar de hoeveelheid gegevens die per tijdseenheid door het gegevenspad wordt verzonden. Dit omvat gewoonlijk drie aspecten:
1. Gegevenssignaalsnelheid, die staat voor het aantal bits aan gegevensinformatie dat in één seconde wordt verzonden, in bits/seconde (b/s).
2. Modulatiesnelheid. De modulatiesnelheid geeft de frequentie van de signaalgolfvormtransformatie weer. Het wordt gedefinieerd als het aantal signaalsymbolen (golfvormen) dat per seconde wordt verzonden. Het wordt ook symbol rate, symbol rate of baudrate. De eenheid is baud. ).
3. Gegevensoverdrachtssnelheid, die staat voor het gemiddelde aantal bits, tekens of informatiegroepen dat per tijdseenheid wordt doorgegeven tussen twee overeenkomstige apparaten in het gegevensoverdrachtssysteem. De eenheid kan bits, tekens of informatiegroepen per seconde, minuut of uur zijn en het overeenkomstige apparaat verwijst naar een modem, tussenapparaat of gegevensbron.
Toepassingen van gegevensoverdrachtsnelheden
Overdrachtssnelheden kunnen worden toegepast op verschillende functies. Latentietijden kunnen netwerkbeheerders helpen om te bepalen waar in het netwerk vertragingen en potentiële blokkades zijn. Door gegevensoverdrachtsnelheden te analyseren en dienovereenkomstig aan te passen, kan het systeem efficiënter werken als beschermende maatregel en speciale bandbreedtebeperkingen voorkomen tijdens perioden van hoge belasting. Testapparatuur zoals het testen van glasvezellussen kan helpen bij het meten en beheren van datatransmissiesnelheden.
Factoren die de overdrachtssnelheid beïnvloeden
1.Medium
Het transmissiemedium is het fysieke materiaal dat wordt gebruikt voor gegevensoverdracht, zoals koperdraad, glasvezel of draadloze signalen. Verschillende materialen hebben verschillende geleidings- en weerstandseigenschappen.
Koperdraad is gevoelig voor temperatuur en elektrische ruis. Weerstand en capaciteit veroorzaken signaalverlies wanneer elektronen door het metaal bewegen, dus dit beperkt de transmissiesnelheden meestal tot een paar Mbps.
Glasvezel, zijn daarentegen beter bestand tegen elektromagnetische interferentie. Het gebruik van optische signalen om gegevens te verzenden maakt hogere snelheden mogelijk (tot Gbps) over langere afstanden met minder signaalverlies.
2. Communicatieprotocollen
Een communicatieprotocol is een verzameling regels die bepalen hoe gegevens worden verzonden en ontvangen via een netwerk. Elk protocol heeft zijn eigen overhead van foutcontrole, start/stop bits en frameopmaak, wat de effectieve datasnelheid kan verminderen. Efficiëntere protocollen kunnen grotere pakketten beheren en de overhead minimaliseren.
RS-232: Door het ontwerp is de snelheid beperkt tot ongeveer 115,2 Kbps, wat geschikt is voor communicatie over korte afstanden.
RS-485: Mogelijkheid tot meerpuntscommunicatie, met ondersteuning voor meerdere apparaten die op dezelfde bus zijn aangesloten. Met snelheden tot 10 Mbps is het geschikt voor lange afstanden en industriële omgevingen, en kan het doorgaans een stabiele transmissie handhaven over afstanden tot 1.200 meter.
USB: USB 3.0 ondersteunt verschillende versies en kan snelheden tot 5 Gbps bereiken, dankzij betere gegevensverwerking en foutcorrectiemechanismen.
3. Afstand
De fysieke afstand tussen het zendende apparaat en het ontvangende apparaat kan ook van invloed zijn op de overdracht. Langere afstanden kunnen leiden tot verzwakking van het signaal en een langere wachttijd, waardoor de effectieve gegevensoverdrachtsnelheid afneemt.
Bij RS-232 kunnen afstanden van meer dan 15 meter resulteren in aanzienlijk gegevensverlies, terwijl RS-485 tot 1200 meter kan reiken met minimaal verlies.
4. Storing
Elektromagnetische interferentie (EMI) treedt op wanneer externe signalen de gegevensoverdracht verstoren. Bronnen van interferentie zijn onder andere elektromotoren, transformatoren en draadloze apparaten die allemaal ruis kunnen veroorzaken op de datalijn.
Wanneer datasignalen worden verstoord, kan het ontvangende apparaat de gegevens verkeerd interpreteren, wat resulteert in een fout. Het systeem moet een foutcorrectieprotocol starten, wat extra tijd en bandbreedte kost en de overdrachtssnelheid verder verlaagt.
Inzicht in deze factoren is essentieel voor het optimaliseren van gegevensoverdrachtsnelheden in communicatiesystemen. Door de juiste media, protocollen en configuraties te kiezen, kunnen technici de efficiëntie en betrouwbaarheid van gegevensoverdracht aanzienlijk verbeteren.