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En informática, el ancho de banda es la tasa máxima de transferencia de datos a través de una ruta determinada. El ancho de banda se puede caracterizar como ancho de banda de la red , [1] ancho de banda de datos , [2] o ancho de banda digital . [3] [4]

Esta definición de ancho de banda contrasta con el campo de procesamiento de señales, comunicaciones inalámbricas, transmisión de datos por módem, comunicaciones digitales y electrónica [ cita requerida ] , en la que el ancho de banda se usa para referirse al ancho de banda de la señal analógica medido en hercios , es decir, el rango de frecuencia entre la frecuencia más baja y más alta alcanzable mientras se cumple un nivel de degradación bien definido en la potencia de la señal. La tasa de bits real que se puede lograr depende no solo del ancho de banda de la señal, sino también del ruido en el canal.

Capacidad de ancho de banda de la red [ editar ]

El término ancho de banda a veces define la tasa de bits neta ' tasa de bits máxima', 'tasa de información' o la 'tasa de bits útil' de la capa física, la capacidad del canal o el rendimiento máximo de una ruta de comunicación lógica o física en un sistema de comunicación digital. Por ejemplo, las pruebas de ancho de banda miden el rendimiento máximo de una red informática. La velocidad máxima que se puede mantener en un enlace está limitada por la capacidad del canal Shannon-Hartley para estos sistemas de comunicación, que depende del ancho de banda en hercios y del ruido en el canal.

Consumo de ancho de banda de la red [ editar ]

El ancho de banda consumido en bit / s, corresponde al rendimiento o buen rendimiento logrado , es decir, la tasa promedio de transferencia de datos exitosa a través de una ruta de comunicación. El ancho de banda consumido puede verse afectada por tecnologías tales como la conformación de ancho de banda , la gestión de ancho de banda , del ancho de banda , casquillo de ancho de banda , la asignación de ancho de banda (por ejemplo de protocolo de asignación de ancho de banda y la asignación de ancho de banda dinámico), etc. El ancho de banda de un flujo de bits es proporcional al ancho de banda de la señal consumida promedio en hercios (el ancho de banda espectral promedio de la señal analógica que representa el flujo de bits) durante un intervalo de tiempo estudiado.

El ancho de banda del canal puede confundirse con un rendimiento de datos útil (o buen rendimiento ). Por ejemplo, un canal con x bps no necesariamente transmite datos a una velocidad x , ya que los protocolos, el cifrado y otros factores pueden agregar una sobrecarga apreciable. Por ejemplo, gran parte del tráfico de Internet utiliza el protocolo de control de transmisión.(TCP), que requiere un protocolo de enlace de tres vías para cada transacción. Aunque en muchas implementaciones modernas el protocolo es eficiente, agrega una sobrecarga significativa en comparación con los protocolos más simples. Además, los paquetes de datos pueden perderse, lo que reduce aún más el rendimiento de datos útiles. En general, para cualquier comunicación digital eficaz, se necesita un protocolo de encuadre; los gastos generales y el rendimiento efectivo dependen de la implementación. El rendimiento útil es menor o igual que la capacidad real del canal menos la sobrecarga de implementación.

Ancho de banda asintótico [ editar ]

El ancho de banda asintótico ( rendimiento formalmente asintótico ) para una red es la medida del rendimiento máximo para una fuente codiciosa , por ejemplo, cuando el tamaño del mensaje (la cantidad de paquetes por segundo de una fuente) se acerca a la cantidad máxima. [5]

Los anchos de banda asintóticos generalmente se estiman enviando una serie de mensajes muy grandes a través de la red, midiendo el rendimiento de un extremo a otro. Como otros anchos de banda, el ancho de banda asintótico se mide en múltiplos de bits por segundo. Dado que los picos de ancho de banda pueden sesgar la medición, los operadores suelen utilizar el método del percentil 95 . Este método mide continuamente el uso de ancho de banda y luego elimina el 5 por ciento superior. [6]

Ancho de banda multimedia [ editar ]

El ancho de banda digital también puede referirse a: tasa de bits multimedia o tasa de bits promedio después de la compresión de datos multimedia ( codificación de origen ), definida como la cantidad total de datos dividida por el tiempo de reproducción.

Debido a los requisitos de ancho de banda imprácticamente altos de los medios digitales sin comprimir , el ancho de banda multimedia requerido se puede reducir significativamente con la compresión de datos. [7] La técnica de compresión de datos más utilizada para la reducción del ancho de banda de los medios es la transformada de coseno discreta (DCT), que fue propuesta por primera vez por Nasir Ahmed a principios de la década de 1970. [8] La compresión DCT reduce significativamente la cantidad de memoria y ancho de banda necesarios para las señales digitales, capaz de lograr una relación de compresión de datos de hasta 100: 1 en comparación con los medios sin comprimir. [9]

Ancho de banda en alojamiento web [ editar ]

En el servicio de alojamiento web , el término ancho de banda a menudo se usa incorrectamente para describir la cantidad de datos transferidos hacia o desde el sitio web o servidor dentro de un período de tiempo prescrito, por ejemplo, el consumo de ancho de banda acumulado durante un mes medido en gigabytes por mes. [ cita requerida ] La frase más precisa utilizada para este significado de una cantidad máxima de transferencia de datos cada mes o período determinado es la transferencia de datos mensual .

Una situación similar también puede ocurrir para los ISP de usuarios finales, especialmente cuando la capacidad de la red es limitada (por ejemplo, en áreas con conectividad a Internet subdesarrollada y en redes inalámbricas).

Ancho de banda de la conexión a Internet [ editar ]

Esta tabla muestra el ancho de banda máximo (la tasa de bits neta de la capa física ) de las tecnologías comunes de acceso a Internet. Para obtener listas más detalladas, consulte

  • lista de anchos de banda del dispositivo
  • tendencias de progreso de la tasa de bits
  • Tasa de bits # Multimedia .
56 kbit / sMódem / Acceso telefónico
1,5 Mbit / sADSL Lite
1,544 Mbit / sT1 / DS1
2.048 Mbit / sE1 / portador E
4 Mbit / sADSL1
10 Mbit / sEthernet
11 Mbit / s802.11b inalámbrico
24 Mbit / sADSL2 +
44,736 Mbit / sT3 / DS3
54 Mbit / s802.11g inalámbrico
100 Mbit / sFast Ethernet
155 Mbit / sOC3
600 Mbit / s802.11n inalámbrico
622 Mbit / sOC12
1 Gbit / sGigabit Ethernet
1,3 Gbit / s802.11ac inalámbrico
2,5 Gbit / sOC48
5 Gbit / sUSB de alta velocidad
7 Gbit / s802.11ad inalámbrico
9,6 Gbit / sOC192
10 Gbit / s10 Gigabit Ethernet , SuperSpeed ​​USB 10 Gbit / s
20 Gbit / sUSB de alta velocidad de 20 Gbit / s
40 Gbit / sThunderbolt 3
100 Gbit / s100 Gigabit Ethernet

Ley de Edholm [ editar ]

Artículo principal: ley de Edholm

La ley de Edholm , propuesta y nombrada en honor a Phil Edholm en 2004, [10] sostiene que el ancho de banda de las redes de telecomunicaciones se duplica cada 18 meses, lo que ha demostrado ser cierto desde la década de 1970. [10] [11] La tendencia es evidente en los casos de Internet , [10] celulares , (móviles) inalámbricos LAN y redes de área personal inalámbricas . [11]

El MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal) es el factor más importante que permite el rápido aumento del ancho de banda. [12] El MOSFET (transistor MOS) fue inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, [13] [14] [15] y se convirtió en el componente básico de la tecnología de telecomunicaciones moderna . [16] [17] El escalado continuo de MOSFET , junto con varios avances en la tecnología MOS, ha permitido tanto la ley de Moore ( recuentos de transistores en circuitos integradoschips que se duplican cada dos años) y la ley de Edholm (el ancho de banda de comunicación se duplica cada 18 meses). [12]

Referencias [ editar ]

  1. ^ Douglas Comer , Redes informáticas e Internet , página 99 y siguientes, Prentice Hall 2008.
  2. ^ Fred Halsall, a datos + comunicaciones y redes informáticas , página 108, Addison-Wesley, 1985.
  3. ^ Programa de Cisco Networking Academy: guía complementaria de CCNA 1 y 2, Volym 1–2 , Cisco Academy 2003
  4. ^ Behrouz A. Forouzan, Redes y comunicaciones de datos , McGraw-Hill, 2007
  5. ^ Chou, CY; et al. (2006). "Mensaje de modelado que pasa por encima". En Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (eds.). Advances in Grid and Pervasive Computing: Primera Conferencia Internacional, GPC 2006 . págs. 299-307. ISBN 3540338098.
  6. ^ "¿Qué es el ancho de banda? - Definición y detalles" . www.paessler.com . Consultado el 18 de abril de 2019 .
  7. ^ Lee, Jack (2005). Sistemas de transmisión continua de medios escalables: arquitectura, diseño, análisis e implementación . John Wiley e hijos . pag. 25. ISBN 9780470857649.
  8. ↑ Stanković, Radomir S .; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscencias de los primeros trabajos en DCT: Entrevista con KR Rao" (PDF) . Reimpresiones de los primeros días de las ciencias de la información . 60 . Consultado el 13 de octubre de 2019 .
  9. ^ Lea, William (1994). Vídeo a la carta: Documento de investigación 94/68 . 9 de mayo de 1994: Biblioteca de la Cámara de los Comunes . Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2019 . Consultado el 20 de septiembre de 2019 .CS1 maint: location (link)
  10. ↑ a b c Cherry, Steven (2004). "Ley de ancho de banda de Edholm". Espectro IEEE . 41 (7): 58–60. doi : 10.1109 / MSPEC.2004.1309810 .
  11. ^ a b Deng, Wei; Mahmoudi, Reza; van Roermund, Arthur (2012). Formación de haces multiplexada en el tiempo con transformación espacio-frecuencia . Nueva York: Springer. pag. 1. ISBN 9781461450450.
  12. ↑ a b Jindal, Renuka P. (2009). "De milibits a terabits por segundo y más. Más de 60 años de innovación" . 2009 2º Taller internacional sobre dispositivos electrónicos y tecnología de semiconductores : 1–6. doi : 10.1109 / EDST.2009.5166093 . ISBN 978-1-4244-3831-0.
  13. ^ "1960 - Transistor de semiconductor de óxido de metal (MOS) demostrado" . El motor de silicio . Museo de Historia de la Computación .
  14. ^ Lojek, Bo (2007). Historia de la Ingeniería de Semiconductores . Springer Science & Business Media . págs. 321–3. ISBN 9783540342588.
  15. ^ "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Retrieved 20 July 2019.
  16. ^ "Triumph of the MOS Transistor". YouTube. Computer History Museum. 6 August 2010. Retrieved 21 July 2019.
  17. ^ Raymer, Michael G. (2009). The Silicon Web: Physics for the Internet Age. CRC Press. p. 365. ISBN 9781439803127.