أداء الشبكة

يُحدد عرض النطاق الترددي المتاح للقناة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء الممكنة الحد الأقصى للإنتاجية الممكنة. ولا يُمكن عمومًا إرسال بيانات أكثر مما تنص عليه نظرية شانون-هارتلي .

معدل النقل هو عدد الرسائل التي يتم تسليمها بنجاح في وحدة زمنية. ويتأثر معدل النقل بعرض النطاق الترددي المتاح، بالإضافة إلى نسبة الإشارة إلى الضوضاء المتاحة وقيود الأجهزة. في هذا المقال، يُفهم معدل النقل على أنه يُقاس من لحظة وصول أول بت من البيانات إلى جهاز الاستقبال، وذلك لفصل مفهوم معدل النقل عن مفهوم زمن الاستجابة. في مثل هذه المناقشات، يُستخدم مصطلحا "معدل النقل" و"عرض النطاق الترددي" بشكل مترادف.

تُعرَّف نافذة الزمن بأنها الفترة التي يُقاس خلالها معدل نقل البيانات. وغالبًا ما يُهيمن اختيار نافذة زمنية مناسبة على حسابات معدل نقل البيانات، كما أن مراعاة زمن الاستجابة من عدمه يُحدد ما إذا كان زمن الاستجابة يؤثر على معدل نقل البيانات أم لا.

تفرض سرعة الضوء حدًا أدنى لوقت انتشار جميع الإشارات الكهرومغناطيسية. ولا يمكن تقليل زمن الاستجابة إلى أقل من ذلك.

${\displaystyle t=s/c_{m}}$

حيث s هي المسافة و c _m هي سرعة الضوء في الوسط (حوالي 200,000  كم/ث لمعظم الألياف أو الوسائط الكهربائية ، اعتمادًا على عامل السرعة ). وهذا يعني تقريبًا تأخيرًا إضافيًا في زمن الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT) بمقدار ميلي ثانية لكل 100  كم (أو 62  ميلًا) من المسافة بين الأجهزة.

تحدث تأخيرات أخرى أيضًا في العقد الوسيطة. في شبكات تبديل الحزم، قد تحدث التأخيرات بسبب تراكم البيانات في قوائم الانتظار.

الارتعاش هو الانحراف غير المرغوب فيه عن الدورية الحقيقية لإشارة دورية مفترضة في الإلكترونيات والاتصالات ، وغالبًا ما يرتبط بمصدر ساعة مرجعية . يمكن ملاحظة الارتعاش في خصائص مثل تردد النبضات المتتالية، أو سعة الإشارة ، أو طور الإشارات الدورية. يُعد الارتعاش عاملًا مهمًا، وغير مرغوب فيه عادةً، في تصميم جميع روابط الاتصالات تقريبًا (مثل USB و PCI-e و SATA و OC-48 ). في تطبيقات استعادة الساعة ، يُطلق عليه اسم ارتعاش التوقيت . ^{[ 1 ]}

في الإرسال الرقمي ، يمثل عدد أخطاء البت عدد البتات المستلمة من تدفق البيانات عبر قناة اتصال والتي تم تغييرها بسبب الضوضاء أو التداخل أو التشوه أو أخطاء مزامنة البت .

معدل خطأ البت أو نسبة خطأ البت ( BER ) هو عدد أخطاء البت مقسومًا على إجمالي عدد البتات المنقولة خلال فترة زمنية محددة. يُعدّ معدل خطأ البت مقياسًا للأداء بدون وحدة، وغالبًا ما يُعبّر عنه كنسبة مئوية .

احتمالية خطأ البت ( p _{_e)} هي القيمة المتوقعة لمعدل خطأ البت (BER). ويمكن اعتبار معدل خطأ البت تقديرًا تقريبيًا لاحتمالية خطأ البت. هذا التقدير دقيق على المدى الطويل وعند وجود عدد كبير من أخطاء البت.

تؤثر جميع العوامل المذكورة أعلاه، بالإضافة إلى متطلبات المستخدمين وتصوراتهم، في تحديد مدى سرعة أو فائدة اتصال الشبكة. ويُفهم الارتباط بين الإنتاجية وزمن الاستجابة وتجربة المستخدم على أفضل وجه في سياق وسيط شبكة مشترك، وكمسألة جدولة.

يفرض قمر الاتصالات في مدار متزامن مع الأرض مسافة لا تقل عن 71000  كيلومتر بين المرسل والمستقبل. ^{[ 2 ]} وهذا يعني حدًا أدنى من التأخير بين طلب الرسالة واستلامها، أو زمن استجابة يبلغ 473 مللي ثانية. قد يكون هذا التأخير ملحوظًا للغاية ويؤثر على خدمة الهاتف عبر الأقمار الصناعية بغض النظر عن سعة النقل المتاحة.

تتفاقم اعتبارات طول المسار هذه عند التواصل مع المركبات الفضائية وغيرها من الأهداف بعيدة المدى خارج الغلاف الجوي للأرض. تُعد شبكة الفضاء العميق التي نفذتها وكالة ناسا أحد هذه الأنظمة التي يجب أن تتعامل مع هذه المشكلات. ونظرًا لاعتمادها الكبير على زمن الاستجابة، فقد انتقد مكتب المحاسبة الحكومي البنية الحالية. ^{[ 3 ]} وقد اقتُرحت عدة طرق مختلفة للتعامل مع انقطاع الاتصال والتأخيرات الطويلة بين الحزم، مثل الشبكات المتسامحة مع التأخير . ^{[ 4 ]}

في المسافات بين النجوم، تتضاعف صعوبة تصميم أنظمة راديو قادرة على تحقيق أي معدل نقل بيانات. في هذه الحالات، يُعد الحفاظ على الاتصال مسألةً أهم من مدة الاتصال نفسه.

يهتم النقل بشكل شبه كامل بالإنتاجية، ولهذا السبب لا تزال عمليات التسليم المادية لأرشيفات أشرطة النسخ الاحتياطي تتم إلى حد كبير عن طريق المركبات.