Datendurchsatz

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

Berechnungsfaktoren

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Steuerdaten, 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 den aktuellen Informationsdurchsatz sehr erhöht.[1]

Wenn Daten mehrerer Teilnehmer über einen Kanal übertragen werden, sinkt der Durchsatz für einen einzelnen Teilnehmer unkalkulierbar.

Bei kabelgebundenen Übertragungsprotokollen wird wenig Overhead benötigt, so beträgt der Datendurchsatz bei Ethernet (LAN-Kabel) ca. 94 % der Übertragungsrate.

In funkbasierenden Protokollen wird ein erheblich größerer Overhead benötigt. Bei WLAN beträgt dieser mehr als 50 %, so dass meist ein Datendurchsatz (Nutzdaten) unter 45 % erreicht wird.

Datendurchsatz verschiedener Technologien

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Technik Schnell­ster
Transfer­modus 		Reich­weite
in m 		Theo­retische
Daten­über­tragungs­rate
(Brutto)
in Mbit/s 		Prak­tische
Durch­satz­rate
(Netto­daten­rate)
in Mbit/s
Ethernet – 10 9,4
Fast Ethernet – 100 100 94
Gigabit-Ethernet – 1.000 940
POF – 30–50 100 94
WLAN 802.11b – 10–140 11 1–4,4
WLAN 802.11g – 10–300 54 5–25
WLAN 802.11a – 10–120
WLAN 802.11n (Wi-Fi 4) 4×4⁠G, 40 MHz⁠H 10–300 600 5–240
WLAN 802.11ac[2][3] (Wi-Fi 5) 8×8⁠G, 160 MHz⁠H max. 50 6.900⁠A
WLAN 802.11ad 1×1⁠G, 2 GHz⁠H max. 10 6.700
WLAN 802.11ax[4] (Wi-Fi 6) 8×8⁠G, 160 MHz⁠H über 50 9.600⁠B
PCI Express 3.0 x1 – – 8.000 ca. 8.000
Powerline – 200 14 6
Powerline Turbo – 85 50
Powerline AV – 200 90
Powerline AV2[5] – 500 200
Powerline AV1200[6] MIMO, 2–68 MHz 400 1.200 400
Powerline AV2000[6] 1.800 ca. 280⁠E
ca. 400⁠F
G.hn – 2.400
Mediaxtream – 30 882 300
FireWire 400 – 4,5–14 400 240
FireWire 800 – 4,5–100 800 480
FireWire S3200 – 4,5 3.200 1.920
SATA (SATA I, SATA-150) – SATA bis 1,
eSATA bis 2,
xSATA bis 8 		1.500 1.200
SATA Revision 2.x (SATA II, SATA-300) – 3.000 2.400
SATA Revision 3.x (SATA III, SATA-600) – 6.000 4.800
Thunderbolt elektrisch bis 3,
optisch bis 100 		20.000⁠C
Thunderbolt 2 PCIe 2.0 x4 20.000⁠D > 10.400
Thunderbolt 3 (NVMe-SSD) PCIe 3.0 x4 40.000 > 24.000
USB 1.0/1.1 Low­Speed 2–5 1,5 0,825
Full­Speed 12 6,6
USB 2.0 High­Speed 480 bis 280
USB 3.0[7][8] (USB 3.1 Gen 1) Super­Speed 3 5.000 3.840
USB 3.1[8] (USB 3.1 Gen 2) Super­Speed­Plus 10.000 > 7.200
Bemerkungen:
  • Zur Umrechnung von in MB/s: 8 = 1 MB/s ≈ 0,95 MiB/s. Zur weiteren Erklärung siehe Artikel Binärpräfix.
  • nicht zugeordnete Einzelnachweise: [9]:S. 123 [10]:S. 109 [11]:S. 92–94 [3]:S. 180
A 
MU-MIMO Downlink
B 
5-GHz-Band, MU-MIMO Down- und Uplink
C 
2 Kanäle, je Kanal 10 Gbit/s
D 
20 Kanäle, je Kanal 1 Gbit/s
E 
ein TCP-Datenstrom
F 
parallele Datenströme

Erläuterung zu WLAN

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Der Datendurchsatz einer WLAN-Verbindung nach Standard 802.11b, 802.11g und 802.11a beträgt max. 46 % der Brutto-Übertragungsrate.[12]

Beim Standard 802.11n geht man von einem Datendurchsatz von 40 % der maximalen Datenübertragungsrate aus.
Dementsprechend können im 5-GHz-Band mit vier Antennen (Sender als auch Empfänger) und einer Kanalbandbreite von 40 MHz von theoretisch möglichen 600 Mbit/s Übertragungsrate in der Praxis maximal 240 Mbit/s erreicht werden. Dieser Wert wird auch nur bei guter Funkverbindung erreicht.[3]
Bei Smartphones mit nur einer Antenne, sind mit dem 802.11n-Standard im 5-GHz-Band nur Übertragungsrate maximal 600/4 = 150 Mbit/s (brutto) und damit nur 75 Mbit/s Datendurchsatz (netto) möglich.

Im Standard 802.11ac erreicht ein Smartphone mit einer Antenne und 80 MHz Bandbreite eine Übertragungsrate von max. 433 Mbit/s (brutto)[3] und 200 Mbit/s Datendurchsatz (netto), d. h. 46 % der Übertragungsrate.

Siehe auch

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Literatur

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  • 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.
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  • 3. Ethernet-Performance. In: tu-chemnitz.de. Archiviert vom Original am 20. August 2017;.
  • Torsten.Jaekel: Einführung in DVB. (PDF; 150 kB) In: uni-trier.de. 26. März 2002;.
  • Technische Einführung und Überblick. (PDF; 922 kB) Ethernet Control Automation Technology. In: ethercat.org. Juli 2005, archiviert vom Original am 8. Juli 2007;.
  • Optimierung der Nutzdatenrate in einem verteilten zeitgesteuerten Multicluster-Echtzeitsystem. In: google.st.
  • Henrik Schulze: Digitale Kommunikationstechnik. (PDF; 1,96 MB) In: fh-swf.de. FH Südwestfalen Standort Meschede, 11. November 2013, archiviert vom Original am 15. September 2017;.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Ulrich Reimers: Digitale Fernsehtechnik. Datenkompression und Übertragung für DVB, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1997, ISBN 978-3-662-06737-6.
  2. ↑ Ernst Ahlers: Gigabit-Funker. Router der nächsten WLAN-Generation auf dem Weg zum Ethernet-Tempo. In: c’t. Nr. 19, 2012, ISSN 0724-8679, S. 86–91, hier: S. 90 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  3. ↑ a b c d Ernst Ahlers: Funk-Übersicht. WLAN-Wissen für Gerätewahl und Fehlerbeseitigung. In: c’t. Nr. 15, 2015, ISSN 0724-8679, S. 178–181 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  4. ↑ Uwe Schulze: Durchsatzoptimiert. WLAN-Marktübersicht: Wi-Fi 6 im Unternehmenseinsatz. In: iX. Nr. 2, 2020, ISSN 0935-9680, S. 78–85, hier: S. 79 (heise.de).
  5. ↑ Ernst Ahlers: Stromvernetzt. Powerline-Adapter mit 500 Mbit/s Brutto-Durchsatz. In: c’t. Nr. 12, 2011, ISSN 0724-8679, S. 114–119 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  6. ↑ a b Ernst Ahlers: Powerline-Schnörkel. Powerline-Adapter für 2000 MBit/s brutto. In: c’t. Nr. 2, 2017, ISSN 0724-8679, S. 38–39 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  7. ↑ Benjamin Benz: Pfeilschnell. Die dritte USB-Generation liefert Transferraten von 300 MByte/s. In: c’t. Nr. 22, 2008, ISSN 0724-8679, S. 212–215 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  8. ↑ a b Christof Windeck: Einer für alles. USB Typ C bringt neue Funktionen, aber auch Verwirrung. In: c’t. Nr. 4, 2017, ISSN 0724-8679, S. 106–108, hier: S. 108 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  9. ↑ Ernst Ahlers: Netze auswerfen. Die richtige Grundlage fürs Heimnetz. In: c’t. Nr. 12, 2007, ISSN 0724-8679, S. 120–123 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  10. ↑ Dušan Živadinović: Selbst ist der Spiderman. Netzausbau: Weitere Räume und Gebäude ans LAN anbinden. In: c’t. Nr. 20, 2008, ISSN 0724-8679, S. 108–113 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  11. ↑ Ernst Ahlers: Gigafunkmechanik. Die technischen Kniffe beim Gigabit-WLAN. In: c’t. Nr. 19, 2012, ISSN 0724-8679, S. 92–94 (heise.de – Kostenpflichtiger Zeitschriftartikel).
  12. ↑ 2 Nutzdatenrate der WLAN-Verbindung ermitteln. FRITZ!Box 7270 – Wissensdatenbank. In: avm.de. Archiviert vom Original am 22. September 2016; abgerufen am 5. April 2022 (5/11 = 45,5 % bzw. 25/54 = 46,3 %).
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