ما هو عرض النطاق الترددي في شبكات الحاسوب؟

تعريف النطاق الترددي؟

في شبكات الحاسوب، يشير النطاق الترددي إلى قياس البيانات التي يتم نقلها بين نقطتين خلال فترة زمنية محددة و يتم التعبير عن النطاق الترددي عادةً بالبتات أو الميجابت أو الجيجابت في الثانية، بين الأجهزة المتصلة بنفس الشبكة؛ هذا يعني أن الأنشطة مثل دفق محتوى الفيديو أو تنزيل ملفات كبيرة يمكن أن تستخدم قدرًا كبيرًا من النطاق الترددي وتبطئ الاتصالات للأجهزة الأخرى على الشبكة.
يمكن أن يتعلق النطاق الترددي أيضًا ببعض أجهزة نقل البيانات نفسها، كما هو الحال في أجهزة الإدخال / الإخراج وعلى سبيل المثال، يمكن أن تعرقل حافلة ذات عرض نطاق ترددي منخفض محرك الأقراص السريع وهذا هو السبب الرئيسي وراء تطوير حافلات مثل AGP للحاسوب الشخصي.
في الاتصالات، يشير النطاق الترددي إلى النطاق الذي يحمل إشارة ضمن نطاق ترددات ويُقاس هذا النوع من عرض النطاق الترددي بالهرتز (هرتز) ويُحسب بإيجاد الفرق بين حدود التردد العليا والدنيا للإشارة ومن المهم ملاحظة أن الأنواع المختلفة من الإشارات (الموسيقى والصوت والصورة وما إلى ذلك) تتطلب نطاقات تردد مختلفة.

كيفية التعامل مع النطاق الترددي؟

يتم قياس النطاق الترددي على أنه مقدار البيانات التي يمكن نقلها من نقطة إلى أخرى داخل الشبكة في فترة زمنية محددة وعادةً ما يتم التعبير عن عرض النطاق الترددي كمعدل بت ويتم قياسه بوحدات بت في الثانية (بت في الثانية) ويشير النطاق الترددي إلى سعة إرسال الاتصال وهو عامل مهم عند تحديد جودة و سرعة الشبكة أو اتصال الإنترنت هناك عدة طرق مختلفة لقياس النطاق الترددي و تُستخدم بعض القياسات لحساب تدفق البيانات الحالية، بينما يقيس البعض الآخر أقصى تدفق أو تدفق نموذجي أو ما يعتبر تدفقًا جيدًا.

يعد النطاق الترددي أيضًا مفهومًا رئيسيًا في العديد من المجالات التكنولوجية الأخرى و في معالجة الإشارة، على سبيل المثال، يتم استخدامه لوصف الفرق بين الترددات العلوية والسفلية في إرسال مثل إشارة الراديو ويتم قياسها عادةً بالهرتز (هرتز).

يمكن مقارنة عرض النطاق الترددي بالمياه المتدفقة عبر أنبوب و سيكون عرض النطاق الترددي هو المعدل الذي تتدفق به المياه (البيانات) عبر الأنبوب (التوصيل) في ظل ظروف مختلفة و بدلاً من وحدات البت في الثانية، قد نقيس غالونات في الدقيقة و تمثل كمية المياه التي يمكن أن تتدفق عبر الأنبوب الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي ، بينما تمثل كمية المياه التي تتدفق حاليًا عبر الأنبوب عرض النطاق الترددي الحالي.

كيفية التعبير عن النطاق الترددي؟

تم قياس عرض النطاق الترددي في الأصل بوحدة بت في الثانية وتم التعبير عنه في صورة bps ومع ذلك، تتمتع شبكات اليوم عادةً بنطاق ترددي أعلى بكثير مما يمكن التعبير عنه بشكل مريح باستخدام هذه الوحدات الصغيرة ومن الشائع الآن رؤية أرقام أعلى يُشار إليها بالبادئات المترية، مثل ميغابت في الثانية (ميغابت في الثانية) أو جيجابت في الثانية (جيجابت في الثانية) أو تيرابت في الثانية (تيرابت في الثانية).

• K = kilo = 1,000 bits.
  
• M = mega = 1,000 kilo = 1,000,000 bits.
  
• G = giga = 1,000 mega = 1,000,000,000 bits.
  
• T = tera = 1,000 giga = 1,000,000,000,000 bits.
  
  

بعد تيرابيت، هناك بيتابت، إكسابيت، زيتابت ، ويوتابت، كل منها يمثل قوة إضافية قدرها 10 ويمكن أيضًا التعبيرعن النطاق الترددي بوحدات بايت في الثانية ويُشار إلى هذا عادةً بحرف كبير B وعلى سبيل المثال، 10 ميغا بايت في الثانية يمكن التعبير عنها بـ 10 ميغا بايت / ثانية أو 10 ميغا بايت في الثانية.

• البايت الواحد يساوي ثمانية بتات.
  
• 10 ميغا بايت / ثانية = 80 ميغا بايت / ثانية.
  
• 1 تيرابايت / ثانية تيرابايت واحد في الثانية.
  

كيفية قياس النطاق الترددي؟

يتم قياس عرض النطاق الترددي عادةً باستخدام برنامج أو برنامج ثابت و واجهة شبكة وتشمل أدوات قياس النطاق الترددي الشائعة الأداة المساعدة (Test TCP (TTCP و PRTG Network Monitor، على سبيل المثال و يقيس TTCP سرعة النقل على شبكة IP بين مضيفين ومضيف واحد هو المتلقي و الآخر هو المرسل ويعرض كل جانب عدد البايتات المرسلة ووقت كل حزمة لإكمال الرحلة في اتجاه واحد.
يوفر PRTG واجهة رسومية ومخططات لقياس اتجاهات النطاق الترددي على مدى فترات زمنية أطول و يمكنه قياس حركة المرور بين الواجهات المختلفة وعادةً، لقياس النطاق الترددي، يتم حساب المبلغ الإجمالي لحركة المرور المرسلة والمستلمة عبر فترة زمنية محددة ثم يتم التعبير عن القياسات الناتجة كرقم في الثانية.
هناك طريقة أخرى لقياس النطاق الترددي وهي نقل ملف أو عدة ملفات ذات حجم معروف و إحصاء المدة التي يستغرقها النقل ويتم تحويل النتيجة إلى بت في الثانية بقسمة حجم الملفات على مقدار الوقت المطلوب للنقل وتستخدم معظم اختبارات سرعة الإنترنت هذه الطريقة لحساب سرعة اتصال حاسوب المستخدم بالإنترنت.

ما هي الطرق لتحديد النطاق الترددي؟

على الرغم من عدم وجود طريقة لقياس إجمالي النطاق الترددي المتاح، إلا أن هناك العديد من الطرق لتحديد النطاق الترددي المقاس، اعتمادًا على الحاجة و منها:

الحد الأقصى النظري:

أعلى معدل انتقال في ظل الظروف المثالية ولا يمكن تحقيق الحد الأقصى لمعدل النقل النظري في التركيبات الفعلية وعادةً ما يتم استخدام الحد الأقصى النظري للمقارنة فقط كطريقة لتحديد مدى جودة عمل الاتصال مقارنةً بإمكانياته النظرية القصوى.

عرض النطاق الترددي الفعال:

أعلى معدل نقل موثوق و دائما أقل من الحد الأقصى النظري و يعتبر أحيانًا أفضل عرض نطاق ترددي صالح للاستخدام و ضروري لفهم مقدار حركة المرور التي يمكن أن يدعمها الاتصال.

الإنتاجية:

متوسط ​​معدل نقل البيانات بنجاح؛ مفيد لفهم السرعة النموذجية أو المعتادة للاتصال و الإنتاجية هي حجم النقل مقسومًا على الوقت الذي يستغرقه اكتمال النقل و يمكن قياس معدل النقل بالبايت في الثانية بعرض النطاق الترددي الفعال والحد الأقصى النظري كطريقة لتحديد مدى جودة أداء الاتصال.

Goodput:

يقيس مقدار البيانات المفيدة التي يتم نقلها، باستثناء البيانات غير المرغوب فيها مثل إعادة إرسال الحزم أو الحمل الزائد للبروتوكول ويتم حساب Goodput بقسمة حجم الملف المنقول على مقدار الوقت الذي استغرقه النقل.

طريقة التحويل الإجمالية:

تحسب كل حركة المرور خلال فترة زمنية محددة، عادةً شهرو يعد هذا مفيدًا للغاية للفوترة بناءً على مقدار النطاق الترددي المستخدم.

طريقة النسبة المئوية 95:

لتجنب انحراف قياسات النطاق الترددي بفعل طفرات الاستخدام، غالبًا ما تستخدم شركات النقل طريقة النسبة المئوية 95 وتكمن الفكرة في قياس استخدام النطاق الترددي بشكل مستمر بمرور الوقت، ثم إزالة أعلى 5 بالمائة من الاستخدام وهذا مفيد للفوترة على أساس مقدار النطاق الترددي “المعتاد” المستخدم في فترة محددة.

في شبكات العالم الحقيقي، يختلف النطاق الترددي بمرور الوقت حسب الاستخدام واتصالات الشبكة و نتيجة لذلك، لا يخبر قياس النطاق الترددي الفردي سوى القليل جدًا عن استخدام النطاق الترددي الفعلي ويمكن أن تكون سلسلة القياسات أكثر فائدة عند تحديد المتوسطات أو الاتجاهات.

الفرق بين عرض النطاق الترددي و السرعة و الإنتاجية:

هناك طرق عديدة للتفكير في تدفق البيانات في الشبكة وتُعرَّف سرعة الشبكة بأنها معدل بتات الدائرة و يتم تحديده بواسطة سرعة الإشارة المادية للوسيط.
عرض النطاق الترددي هو مقدار سعة الدائرة المادية التي يمكن استخدامها لنقل البيانات ويتم تحديدها من خلال مقدار سعة الشبكة المتاحة بناءً على الاتصال و بينما يسمح اتصال شبكة Gigabit Ethernet بـ 1 جيجابت في الثانية، فإن النطاق الترددي المتاح لجهاز حاسوب متصل بواسطة بطاقة Fast Ethernet سيكون 100 ميجابت في الثانية فقط.
معدل النقل هو معدل الإرسال الناجح، بينما النطاق الترددي هو حساب لمقدار البيانات التي تمر عبر واجهة الشبكة، بغض النظر عما إذا كانت البيانات تؤدي إلى إرسال ناجح أم لا وعلى هذا النحو، يكون معدل النقل دائمًا أقل من النطاق الترددي.