Datendurchsatz

Der Datendurchsatz gibt die Netto-Datenmenge pro Zeit an, die über ein kabelgebundenes oder kabelloses Medium übertragen werden kann.

Berechnungsfaktoren

(Steuer-)Daten, wie Kopfdaten und Fußzeilen, Informationen über Absender, Empfänger, Korrekturdaten (meist Zyklische Redundanzprüfung), Neuübertragung und anderes, die zur Steuerung der Übertragung nötig sind, zählen nicht dazu. Auch Systembedingte Sendepausen können den Datendurchsatz verringern. Der Datendurchsatz, gemessen in Bits pro Sekunde, hat wenig Aussagekraft, da viele Daten (Bilder, Video, Musik, Texte und Sprache) komprimiert übertragen werden und somit der jeweilige Komprimierungsfaktor[1] den aktuellen Infomationsdurchsatz sehr erhöht. Wenn Daten mehrerer Teilnehmer über einen Kanal übertragen werden, sinkt der Durchsatz für einen einzelnen Teilnehmer unkalkulierbar.

Beispiel WLAN

Der Datendurchsatz eines 11-Mbit/s-WLANs beträgt ca. 50 % der Übertragungsrate, also ca. 5,5 Mbit/s netto.

Beim 2006 eingeführten WLAN-Standard 802.11n (Stand: August 2012) geht man von einem Datendurchsatz von 40 % der maximalen Datenübertragungsrate aus. Dementsprechend können von theoretisch möglichen 600 Mbit/s maximal 240 Mbit/s in der Praxis erreicht werden. Die 600 Mbit/s brutto bei 802.11n erreicht ein Router im 5-GHz-Band mit vier Antennen und einer Kanalbandbreite von 40 MHz. Als weitere Voraussetzungen müssen sowohl Sender als auch Empfänger jeweils vier Antennen haben und die Funkverbindung zwischen ihnen muss „gut“ sein.[2] Falls beispielsweise ein Smartphone nicht vier, sondern nur eine Antenne besitzt, sind mit dem 11n-Standard im 5-GHz-Band nur maximal 600/4 = 150 Mbit/s brutto und damit nur 75 Mbit/s Datendurchsatz (netto) möglich.

Im Jahr 2012 wurde der Standard 802.11ac eingeführt, damit erreicht ein Smartphone mit einer Antenne im 5-GHz-Band und 80 MHz Bandbreite eine Übertragungsrate von 433 Mbit/s (brutto)[2] und 200 Mbit/s Datendurchsatz (netto).

Datendurchsatz verschiedener Technologien

TechnikFrequenzband
in GHz
Schnellster Transfermodus
(bei WLAN: MIMO, Bandbreite)
Reichweite
in m
Datenübertragungsrate
(Brutto)
Theorie

[3]:123 [4]:109 [5]:92–94 [2][6]:39[7]:79

Durchsatzrate
(Netto)
Praxis

[3]:123 [4]:109 [5]:92–94 [2]:180 [6]:39

Ethernet10 Mbit/s9,4 Mbit/s
Fast Ethernet100100 Mbit/s94 Mbit/s
Gigabit-Ethernet1001 Gbit/s940 Mbit/s
POF30–50100 Mbit/s94 Mbit/s
WLAN 802.11a051x1, 20 MHz10–12054 Mbit/s5–25 Mbit/s
WLAN 802.11b02,41x1, 22 MHz10–14011 Mbit/s1–4,4 Mbit/s
WLAN 802.11g02,41x1, 20 MHz10–30054 Mbit/s5–25 Mbit/s
WLAN 802.11n
(Wi-Fi 4)
02,44x4, 40 MHz10–300150 Mbit/s (1 Antenne) – 600 Mbit/s (4x4 MIMO)5–240 Mbit/s
054x4, 40 MHz10–300150 Mbit/s (1 Antenne) – 600 Mbit/s (4x4 MIMO)5–240 Mbit/s
WLAN 802.11ac
(Wi-Fi 5)
058x8, 160 MHzmax. 50433 Mbit/s (80 MHz, 1 Antenne) – 1.300 Mbit/s (80 MHz, 3x3 MIMO)
oder 6.900 Mbit/s (160 MHz, 8x8 MU-MIMO Downlink)
bis 660 Mbit/s[8]:90
WLAN 802.11ad601x1, 2 GHzmax. 10bis 6.700 Mbit/s
WLAN 802.11ax
(Wi-Fi 6)
02,48x8,160 MHzüber 50bis 9.600 Mbit/s (MU-MIMO Down- und Uplink)
058x8,160 MHzüber 50bis 9.600 Mbit/s (MU-MIMO Down- und Uplink)
PCI Express 3.0 x18 Gbit/sca. 1 GB/s
Powerline20014 Mbit/s6 Mbit/s
Powerline Turbo20085 Mbit/s50 Mbit/s
Powerline AV200200 Mbit/s90 Mbit/s
Powerline AV2[9]500 Mbit/s200 Mbit/s
Powerline AV1200[6]4001.200 Mbit/s (2–68 MHz, MIMO)400 Mbit/s
Powerline AV2000[6]4001.800 Mbit/s (2–86 MHz, MIMO)ein TCP-Datenstrom: ca. 280 Mbit/s
parallele Datenströme: ca. 400 Mbit/s
G.hn2.400 Mbit/s
Mediaxtream30882 Mbit/s300 Mbit/s
FireWire 4004,5–14400 Mbit/s240 Mbit/s
FireWire 8004,5–100800 Mbit/s480 Mbit/s
FireWire S32004,53.200 Mbit/s1.920 Mbit/s
SATA 6G6 Gbit/s560 MB/s
Thunderbolt3 (elektr.) bis 100 (optisch)20 Gbit/s (2 Kanäle, je Kanal 10 Gbit/s)
Thunderbolt 2PCIe 2.0 x420 Gbit/s (20 Kanäle, je Kanal 1 Gbit/s)> 1,3 GB/s
Thunderbolt 3 /NVMe-SSDPCIe 3.0 x440 Gbit/s> 24 Gbit/s
USB 1.0/1.1LowSpeed2–51,5 Mbit/s825 kbit/s
FullSpeed2–512 Mbit/s6,6 Mbit/s
USB 2.0HighSpeed2–5480 Mbit/sbis 280 Mbit/s
USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1) [10]:212–215 [11]:108SuperSpeed35 Gbit/s480 MB/s (3,84 Gbit/s)
USB 3.1 (USB 3.1 Gen 2) [11]:108SuperSpeedPlus310 Gbit/s> 900 MB/s (7,2 Gbit/s)
Bemerkungen:
  • Zur Umrechnung von Mbit/s in MB/s: 8 Mbit/s = 1 MB/s ≈ 0,95 MiB/s. Zur weiteren Erklärung siehe Artikel Binärpräfix.

Siehe auch

Literatur

  • Ralf Gessler, Thomas Krause: Wireless-Netzwerke für den Nahbereich. 2. Auflage, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-8348-1239-1.
  • Dirk Traeger: LAN Praxis Lokaler Netze. Springer Fachmedien, Berlin/ Heidelberg, ISBN 978-3-519-06189-2.

Weblinks

  • Ethernet-Performance. (Nicht mehr online verfügbar.) In: tu-chemnitz.de. Ehemals im Original; abgerufen am 15. September 2017.@1@2Vorlage:Toter Link/www.tu-chemnitz.de (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven)
  • Torsten.Jaekel: Einführung in DVB. (PDF) In: uni-trier.de. 26. März 2002;.
  • Ethernet Control Automation Technology. (PDF) (Nicht mehr online verfügbar.) In: ethercat.org. Ehemals im Original; abgerufen am 15. September 2017.@1@2Vorlage:Toter Link/www.ethercat.org (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven)
  • Optimierung der Nutzdatenrate in einem verteilten zeitgesteuerten Multicluster-Echtzeitsystem. In: google.st.
  • Digitale Kommunikationstechnik. (PDF) (Nicht mehr online verfügbar.) In: fh-swf.de. Ehemals im Original; abgerufen am 15. September 2017.@1@2Vorlage:Toter Link/www4.fh-swf.de (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven)

Einzelnachweise

  1. Ulrich Reimers: Digitale Fernsehtechnik. Datenkompression und Übertragung für DVB, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1997, ISBN 978-3-662-06737-6.
  2. a b c d Ernst Ahlers: Funk-Übersicht. WLAN-Wissen für Gerätewahl und Fehlerbeseitigung. In: c’t 15/2015, 178–181. ISSN 0724-8679
  3. a b Ernst Ahlers: Netze auswerfen. Die richtige Grundlage fürs Heimnetz. In: c’t 12/2007, 120–123. ISSN 0724-8679
  4. a b Dušan Živadinović: Selbst ist der Spiderman. Netzausbau: Weitere Räume und Gebäude ans LAN anbinden. In: c’t 08/2008, 108–113. ISSN 0724-8679
  5. a b Ernst Ahlers: Gigafunkmechanik. Die technischen Kniffe beim Gigabit-WLAN. In: c’t 19/2012, 92–94. ISSN 0724-8679
  6. a b c d Ernst Ahlers: Powerline-Schnörkel. Powerline-Adapter für 2000 MBit/s brutto. In: c’t 2/2017, 38–39. ISSN 0724-8679
  7. Uwe Schulze: Durchsatzoptimiert. Wi-Fi 6 im Unternehmenseinsatz. In: iX – Magazin für professionelle Informationstechnik 2/2020, 78–85. ISSN 0935-9680
  8. Ernst Ahlers: Gigabit-Funker. In: c’t. Nr. 19, 2012, ISSN 0724-8679, S. 86–91 (Kostenpflichtiger Zeitschriftenartikel).
  9. Ernst Ahlers: Stromvernetzt. Powerline-Adapter mit 500 Mbit/s Brutto-Durchsatz. In: c’t 12/2011, 114–119. ISSN 0724-8679
  10. Benjamin Benz: Pfeilschnell. Die dritte USB-Generation liefert Transferraten von 300 MByte/s. In: c’t 22/2008, 212–215. ISSN 0724-8679
  11. a b Christof Windeck: Einer für alles. USB Typ C bringt neue Funktionen, aber auch Verwirrung. In: c’t 4/2017, 106–108. ISSN 0724-8679