полоса пропускания и пропускная способность

Характеристики любого физического канала связи отличаются от идеальных. в итоге канал связи изменяет сигналы передачи. Нужно учитывать по какой топологии происходит передача данных: Ethernet, token ring, PDH, dwdm.
Полоса пропускания — это постоянный диапазон частот, где затухание не превышает определенный заранее предел. Обычно крайними частотами считают те частоты, на которых мощность сигнала на выходе уменьшается в два раза по отношению к входному, что есть затухание в -3 дБ. Как будет дальше видно,ширина канала пропускания влияет на максимальную скорость транспортировки данных по линиях связи. Полоса пропускания зависит от характеристик каналу и ее длины. На рис.1 видны полосы пропускания каналов связи разных типов, а также частотные диапазоны.

Пропускная способность канала определяет максимально допустимую скорость транспортировки информации, которая может быть развита на этом канале. Особенностью пропускной способности есть то, что этот параметр зависит от характеристик физической среды а также определяется способом передачи информации. В итоге, нельзя давать оценку пропускной способности канала связи до того, пока не определим какой используется протокол физического уровня.Выбор используемого протокол должен быть определен в политике безопасности предприятия. Плохая пропускная способность может спровоцировать проблемы защиты информации в сетях а также угрозы информационной безопасности.

Рисунок 1

К примеру, для цифровых линий ясен протокол физического уровня, который задает битовую скорость транспортировки информации. Это — 64 Кбит/с, 2 Мбит/с и тд. Когда же нужно определить какой протокол использовать в данном канале, нужно учитывать остальные характеристики канала, такие как перекрестные наводки, полоса пропускания, помехоустойчивость. А также характеристики проводных линий связи.

Скорость передачи данных как и пропускная способность, считается в битах в секунду (бит/с), а так же в происходящих единицах, килобит в секунду (Кбит/с). Это связано с тем, что информации в сети транспортируется последовательно, побитно, а не параллельно, байтами, как это действует между девайсами внутри ПК. Такие единицы измерения, как кило-мега-гига бит, в сетях строго определенно степеням 10(кило-1000 бит, мега -1 000 000 бит), а не степеням двойки, как это действует в программировании, где кило — 2¹⁰ = 1024, а мега — 2²⁰ = 1 048 576. Также нужно учитывать возможную коммутацию каналов и пакетов.

Пропускная способность канала связи зависит и от спектра передаваемого сигнала. Если нужные гармоники сигнала(гармоники, где амплитуда вносит основной вклад в исходный стгнал) попадает в полосу пропускания канала, то сигнал будет отлично транспортироваться по данному каналу связи, и приемник отлично распознает данные. Это показано на рис.2.

Рисунок 2

Если же основные гармоники выходят за границы полосы пропускания канала связи, то сигнал будет искажаться, а приемник будет ошибаться при декодировании информации. Это показано на рис.3.

Рисунок 3

Теория информации гласит, что любое непредсказуемые и различимые модификации принимаемого сигнала имеет информацию. В итоге принимая синусоиду, у которой фаза, амплитуда и частота остаются неизменными, данные не имеет, так как модификация сигнала хоть и происходит, но есть хорошо вероятным. Соответственно, не несут в себе данные импульсы на тактовой шине ПК, так как их модификация также постоянны во времени. А вот импульсы на шине передачи информации предугадать нельзя, поэтому они передают данные между различными приборами или блоками.

Если сигнал модифицируется так, что можно проанализировать только два его стана, то любая модификация будет определять наименьшей единице информации — биту. Если сигнал будет иметь больше двух различимых станов, то любая модификация будет нести несколько бит информации. Количество модификация информационной характеристики несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах (baud). Если сигнал имеет более двух различимых станов, то пропускная способностьв битах в секунду будет выше, чем число бод.

На пропускную способность линии действует сам сетевой адаптер ну и логическое кодирование. Логическое кодирование действует перед физическим кодированием и характеризует замену бит начальной информации новой цепью бит, несущей ту же информацию, но имеющей, дополнительные характеристики. Например способность для принимающей стороны анализировать ошибки в принятой информации. При логическом кодировании чаще всего исходная цепь бит модифицируется более длинной цепью, поэтому пропускная способность линии по отношению к полезной информации при этом уменьшается.
Логическое кодирование является одним из методов защиты информации. Также можно кодировать биты не только при передачи информации на физическом уровне, но и на прикладном. На этом уровне можно использовать методы шифрования такие как RSA.