A largura de banda é medida como a quantidade de dados que pode ser transferida de um ponto a outro em uma rede em um período de tempo específico. Normalmente, a largura de banda é expressa como uma taxa de bits e medida em bits por segundo (bps).
O termo largura de banda refere-se à capacidade de transmissão de uma conexão e é um fator importante para determinar a qualidade e a velocidade de uma rede ou da conexão com a Internet.
Há várias maneiras diferentes de medir a largura de banda. Algumas medições são usadas para calcular o fluxo de dados atual, enquanto outras medem o fluxo máximo, o fluxo típico ou o que é considerado um bom fluxo.
A largura de banda também é um conceito-chave em vários outros campos tecnológicos. No processamento de sinais, por exemplo, ela é usada para descrever a diferença entre as frequências superior e inferior em uma transmissão, como um sinal de rádio, e geralmente é medida em hertz (Hz).
A largura de banda pode ser comparada à água que flui por um cano. A largura de banda seria a taxa na qual a água (dados) flui pelo tubo (conexão) em várias circunstâncias. Em vez de bits por segundo, poderíamos medir galões por minuto. A quantidade de água que possivelmente pode fluir pelo tubo representa a largura de banda máxima, enquanto a quantidade de água que está fluindo atualmente pelo tubo representa a largura de banda atual.
A largura de banda foi originalmente medida em bits por segundo e expressa como bps. No entanto, as redes atuais normalmente têm uma largura de banda muito maior do que a que pode ser expressa confortavelmente usando unidades tão pequenas. Agora é comum ver números mais altos que são indicados com prefixos métricos, como Mbps (megabits por segundo), Gbps (gigabits por segundo) ou Tbps (terabits por segundo).
K = quilo = 1.000 bits
M = mega = 1.000 quilo = 1.000.000 bits
G = giga = 1.000 mega = 1.000.000.000.000 bits
T = tera = 1.000 giga = 1.000.000.000.000.000 bits
Depois do terabit, há o petabit, o exabit, o zettabit e o yottabit, cada um representando uma potência adicional de 10.
A largura de banda também pode ser expressa em bytes por segundo. Isso é comumente indicado com um B maiúsculo. Por exemplo, 10 megabytes por segundo seriam expressos como 10 MB/s ou 10 MBps.
Um byte tem oito bits.
Portanto, 10 MB/s = 80 Mb/s.
Os mesmos prefixos métricos podem ser usados com bytes e com bits. Portanto, 1 TB/s é um terabyte por segundo.
Os alertas personalizados e a visualização de dados permitem que você identifique e evite rapidamente problemas de saúde e desempenho da rede.
A medição da largura de banda geralmente é feita usando software ou firmware e uma interface de rede. Os utilitários comuns de medição de largura de banda incluem o utilitário Test TCP (TTCP) e o PRTG Network Monitor, por exemplo.
O TTCP mede a taxa de transferência em uma rede IPS entre dois hosts. Um host é o receptor e o outro é o remetente. Cada lado exibe o número de bytes transmitidos e o tempo para cada pacote completar a viagem de ida.
O PRTG fornece uma interface gráfica e gráficos para medir as tendências de largura de banda durante longos períodos de tempo, e pode medir o tráfego entre diferentes interfaces.
Normalmente, para medir a largura de banda, conta-se a quantidade total de tráfego enviado e recebido em um período de tempo específico. As medições resultantes são então expressas como um número por segundo.
Outro método de medir a largura de banda é transferir um arquivo, ou vários arquivos, de tamanho conhecido e contar o tempo que a transferência leva. O resultado é convertido em bps dividindo-se o tamanho dos arquivos pelo tempo necessário para a transferência. A maioria dos testes de velocidade da Internet usa esse método para calcular a velocidade de conexão do computador de um usuário à Internet.
Embora não haja uma maneira de medir a largura de banda total disponível, há muitas maneiras de definir a largura de banda medida, dependendo da necessidade.
Máximo teórico - A maior taxa de transmissão em circunstâncias ideais. A taxa de transferência máxima teórica não pode ser alcançada em instalações reais. Normalmente, o máximo teórico é usado apenas para comparação, como uma forma de determinar se uma conexão está funcionando bem em comparação com seu potencial máximo teórico.
Largura de banda efetiva - A maior taxa de transmissão confiável. Sempre menor que o máximo teórico. Às vezes, é considerada a melhor largura de banda utilizável. Necessária para entender a quantidade de tráfego que uma conexão pode suportar.
Taxa de transferência - A taxa média de transferência de dados bem-sucedida; útil para entender a velocidade típica ou usual de uma conexão. A taxa de transferência é o tamanho da transferência dividido pelo tempo necessário para que a transferência seja concluída. Medida em bytes por segundo, a taxa de transferência pode ser comparada à largura de banda efetiva e ao máximo teórico como uma forma de determinar o desempenho da conexão.
Goodput - mede a quantidade de dados úteis transferidos, excluindo dados indesejáveis, como retransmissões de pacotes ou sobrecarga de protocolo. O goodput é calculado dividindo-se o tamanho do arquivo transferido pelo tempo que a transferência levou.
Método de transferência total - Contabiliza todo o tráfego em um período de tempo definido, normalmente um mês. Esse método é mais útil para o faturamento com base na quantidade de largura de banda utilizada.
Método do percentil 95 - Para evitar que as medições de largura de banda sejam distorcidas por picos de uso, as operadoras costumam usar o método do percentil 95. A ideia é medir continuamente o uso da largura de banda ao longo do tempo e, em seguida, remover os 5% mais usados. Isso é útil para o faturamento com base na quantidade de largura de banda usada "normalmente" em um determinado período.
Nas redes do mundo real, a largura de banda varia com o tempo em função do uso e das conexões de rede. Como resultado, uma única medição de largura de banda diz muito pouco sobre o uso real da largura de banda. Uma série de medições pode ser mais útil para determinar médias ou tendências.
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Há muitas maneiras de pensar sobre o fluxo de dados em uma rede. A velocidade de uma rede é definida como a taxa de bits do circuito, determinada pela velocidade do sinal físico do meio.
A largura de banda é a quantidade de capacidade do circuito físico que pode ser usada para transmitir dados e é determinada pela quantidade de capacidade da rede disponível com base na conexão. Enquanto uma conexão de rede Gigabit Ethernet permitiria 1 Gbps, a largura de banda disponível para um computador conectado por uma placa Fast Ethernet seria de apenas 100 Mbps.
A taxa de transferência é a taxa de transmissão bem-sucedida, enquanto a largura de banda é um cálculo da quantidade de dados que passa pela interface de rede, independentemente de os dados resultarem em uma transmissão bem-sucedida. Dessa forma, a taxa de transferência é sempre menor que a largura de banda.
Coloque aqui um conteúdo claro e conciso. Tenha em mente seu leitor. O que ele está tentando fazer? O que ele espera aprender? Por que ele está lendo isso? Ajude-o e use o tom e a voz de sua organização.
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Há vários motivos para medir a largura de banda. A baixa largura de banda utilizável em comparação com a largura de banda máxima teórica pode ser um indicativo de problemas na rede, especialmente se houver larguras de banda utilizáveis muito diferentes em partes diferentes de uma rede que foram projetadas para operar da mesma forma.
Além disso, a medição da largura de banda é necessária para garantir que as conexões pagas estejam cumprindo o que prometem. Os usuários domésticos podem executar um teste de largura de banda on-line, como o teste de velocidade DSLReports, para ver quanto da conexão de "até 40 Mb/s" cobrada pelo provedor de serviços de Internet (ISP) eles realmente conseguem usar. As conexões corporativas podem ser melhor atendidas medindo-se a taxa de transferência entre escritórios conectados por uma conexão de linha alugada pela operadora.
Para implementar o gerenciamento adequado da largura de banda, ou controles de Qualidade de Serviço (QoS), é preciso primeiro entender qual largura de banda é usada. Uma vez determinada, uma medição contínua garantirá que todos os usuários obtenham a largura de banda necessária.
Depois que os padrões de uso da largura de banda forem compreendidos e se usuários ou aplicativos específicos estiverem degradando o desempenho da rede para outros, poderão ser usadas ferramentas para limitar a quantidade de largura de banda que eles estão usando.
Alguns tipos de conexões têm uma largura de banda máxima definida. A largura de banda real depende de muitos fatores, incluindo ambiente, cabeamento e uso, e geralmente é menor que o máximo teórico.
Padrões de largura de banda com fio para conexões
Velocidades máximas de download padrão da rede sem fio
As velocidades de conexão de rede sem fio variam muito de acordo com as condições da conexão. Os números abaixo são as velocidades máximas de largura de banda de acordo com o padrão ou a especificação.
WiFi 802.11bf: Novos aplicativos para dispositivos sem fio
O padrão WiFi 802.11bf não será usado apenas para comunicação, mas também como um paradigma de detecção completo. Isso expandirá as possibilidades do WiFi e, por exemplo, detectará quais pessoas ou objetos estão se movendo dentro de sua faixa de movimento.
A próxima versão poderá ser usada em ambientes industriais e comerciais em sistemas de fabricação, redes corporativas e equipamentos de teste e medição.
A largura de banda é mais frequentemente comprada de empresas de telecomunicações. A maior parte da largura de banda do consumidor é vendida como "até", o que significa que o cliente pode obter até 40 MB/s, mas nem sempre terá essa velocidade enquanto estiver usando a conexão. As velocidades podem ser maiores ou menores em diferentes momentos do dia ou em diferentes circunstâncias. A largura de banda corporativa também é normalmente comprada de empresas de telecomunicações. No entanto, muitos acordos corporativos vêm com medidas contratuais de desempenho que devem ser cumpridas, incluindo uma largura de banda mínima utilizável, tempo de atividade mínimo e outras métricas.
Além disso, a medição da largura de banda pode ser usada para cobrar pelo uso específico em vez de uma conexão completa. Por exemplo, o proprietário de um site pode pagar ao host do site apenas pela quantidade de largura de banda usada por esse site específico durante um período de tempo, como um período de faturamento mensal.
Embora os protocolos modernos sejam muito bons em não perder nenhum pacote, a largura de banda limitada ainda pode fazer com que as operações demorem muito para serem concluídas, resultando em timeouts ou outros problemas. Esses problemas podem causar erros no aplicativo ou no banco de dados. Ao fazer backup ou copiar dados em uma rede, a largura de banda insuficiente pode fazer com que os backups demorem muito, muitas vezes atropelando outros processos em lote ou até mesmo as principais horas de trabalho.
Além disso, os usuários que dependem de uma conexão com pouca largura de banda podem notar longos períodos de atraso entre o momento em que fazem algo, como clicar em um botão, e a resposta a essa ação. No caso da espera pelo carregamento de informações ou outros dados, a largura de banda insuficiente pode fazer com que as operações demorem muito ou até mesmo fazer com que os usuários desistam de esperar.
Para os usuários que tentam fazer chamadas telefônicas em uma rede, como VoIP (Voice over Internet Protocol), ter pouca largura de banda resulta em chamadas de qualidade inferior. A maioria dos sistemas VoIP reduz a fidelidade de uma chamada com base na largura de banda disponível. Se não houver largura de banda suficiente, a chamada poderá soar "fraca" ou "eco". Se a qualidade for ruim o suficiente, pode haver lacunas reais na chamada em que partes da conversa são perdidas.
As chamadas de vídeo exigem ainda mais largura de banda. As chamadas com vídeo feitas sem a largura de banda necessária não só resultarão em uma qualidade de som ruim, mas também em vídeo de baixa qualidade ou trêmulo.
Para os usuários da Internet, a Comissão Federal de Comunicações (FCC) dos Estados Unidos recomenda uma largura de banda mínima de 4 Mbps para um desempenho adequado ao transmitir um vídeo em qualidade HD. Muitos reprodutores de vídeo funcionam com menos largura de banda por meio de "buffer" ou download de dados antes do momento em que eles são realmente exibidos. Se a conexão for muito lenta, os usuários terão de esperar muito tempo antes de iniciar o vídeo, enquanto o sistema armazena muitos dados em buffer, ou o vídeo poderá parar repentinamente quando o sistema ficar sem vídeo em buffer para reproduzir.
Os jogadores também costumam ficar frustrados com a largura de banda limitada. Ao jogar contra outros jogadores on-line, os jogadores com conexões mais rápidas veem o que está acontecendo mais rapidamente, e os dados sobre suas reações são transmitidos e recebidos mais rapidamente. A FCC recomenda uma velocidade mínima de download de 4 Mbps para jogos multijogador on-line em HD.
Tabela de velocidade mínima de download exigida pela FCC
Existem alguns problemas técnicos causados pelo excesso de largura de banda. A largura de banda de maior capacidade, no entanto, normalmente custa mais. Portanto, o excesso de largura de banda pode não ser econômico.
O design e a infraestrutura da rede também podem criar problemas de largura de banda. A latência mede os atrasos em uma rede que podem estar causando menor rendimento ou boa produtividade. Uma rede de baixa latência tem atrasos curtos, enquanto uma rede de alta latência tem atrasos mais longos. A alta latência impede que os dados utilizem totalmente os recursos da rede, diminuindo, portanto, a largura de banda.
O PRTG é um software de monitoramento de rede abrangente e mantém o controle de toda a sua infraestrutura de TI.
A localização e a solução de problemas de largura de banda ajudam a melhorar o desempenho da rede sem atualizações dispendiosas.
Ferramentas como ping e traceroute podem ajudar a solucionar problemas básicos. O ping de um servidor de teste, por exemplo, retornará informações sobre a rapidez com que os dados podem ser enviados e recebidos, bem como os tempos médios de ida e volta. Tempos altos de ping indicam maior latência na rede.
A ferramenta traceroute pode ajudar a determinar se há muitas conexões de rede individuais, ou saltos, ao longo do caminho da conexão. Além disso, o traceroute retorna o tempo gasto por cada salto. Um tempo maior em um único salto pode identificar a origem de um problema.
O TTCP mede o tempo que os dados levam para viajar de uma interface de rede para outra com um receptor na outra extremidade. Isso elimina a viagem de volta do cálculo e pode ajudar a identificar problemas rapidamente. Se a largura de banda medida for menor do que a esperada, outras medições poderão isolar o problema. Uma medição em outra interface na mesma rede funciona mais rápido? Em caso afirmativo, onde está a diferença entre os dois sistemas? Ao medir continuamente a largura de banda, os administradores podem direcionar os gargalos na rede.
Com sua interface de coleta de dados e gráficos, o PRTG também pode ajudar a solucionar problemas de largura de banda que não estão relacionados ao design. Por exemplo, ao medir o uso da largura de banda ao longo do tempo, pode-se determinar que certos usuários ou aplicativos estão, às vezes, usando quantidades maiores de largura de banda e causando congestionamento da rede e diminuindo a capacidade de resposta da rede e a velocidade da Internet para outros usuários.
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