Quelle est la capacité du canal. Capacité du canal de communication. Vitesse de connexion Internet. Découvrez ce qu’est « bande passante

Bande passante - reflète la quantité de données transmises par le réseau ou une partie de celui-ci par unité de temps. Il existe un débit moyen, instantané et maximum.

Le débit moyen est calculé en divisant la quantité totale de données transférées par l'heure de transmission, et un intervalle de temps assez long est sélectionné - une heure, un jour ou une semaine.

Le débit instantané diffère du débit moyen dans la mesure où un très petit intervalle de temps est sélectionné pour la moyenne, par exemple 10 ms ou 1 s.

Le débit maximum est le débit instantané le plus élevé enregistré pendant la période de suivi.

La tâche principale pour laquelle tout réseau est construit est le transfert rapide d'informations entre ordinateurs. Ainsi, les critères liés à la capacité d’un réseau ou d’une partie de réseau reflètent parfaitement la qualité de performance du réseau dans sa fonction principale.

Il existe un grand nombre d'options pour définir des critères de ce type, ainsi que dans le cas de critères de la classe « temps de réaction ». Ces options peuvent différer les unes des autres : l'unité de mesure choisie du nombre informations transmises, la nature des données considérées - uniquement les données utilisateur ou les données utilisateur ainsi que les données de service, le nombre de points de mesure du trafic transmis, la méthode de moyenne des totaux pour le réseau dans son ensemble. Examinons en détail différentes méthodes pour construire un critère de capacité.

Critères qui diffèrent par l'unité de mesure des informations transmises. Les paquets (ou trames, plus tard ces termes seront utilisés comme synonymes) ou les bits sont traditionnellement utilisés comme unité de mesure des informations transmises. Par conséquent, le débit est mesuré en paquets par seconde ou en bits par seconde.

Les réseaux informatiques fonctionnant sur le principe de la commutation de paquets (ou de trames), mesurer le nombre d'informations transmises par paquets a du sens, d'autant plus que le débit des équipements de communication fonctionnant sur un canal inférieur et supérieur se mesure également plus souvent en paquets par seconde. Cependant, en raison de la taille variable des paquets (ce qui est typique pour tous les protocoles à l'exception de l'ATM, qui a une taille de paquet fixe de 53 octets), la mesure du débit en paquets par seconde est associée à une certaine incertitude : de quel protocole et de quelle taille de paquet s'agit-il ? Le plus souvent, il s'agit de paquets du protocole Ethernet, le plus courant, ayant la plus petite taille de protocole de 64 octets. Les paquets de longueur minimale ont été choisis comme paquets de référence en raison du fait qu'ils créent le mode de fonctionnement le plus important pour les équipements de communication - les opérations de calcul effectuées avec chaque paquet entrant dépendent faiblement de sa taille, par conséquent, par unité d'informations transférées, le traitement d'un Un paquet de longueur minimale nécessite d'effectuer beaucoup plus d'opérations que pour un paquet de longueur maximale.

Mesure de la bande passante en bits par seconde (pour réseaux locaux vitesses mesurées en millions de bits par seconde - Mb/s sont plus courants) donne une estimation plus précise de la vitesse des informations transmises que lors de l'utilisation de paquets.

Des critères de prise en compte différents informations officielles. Tout protocole possède un en-tête contenant des informations de service et un champ de données contenant des informations prises en compte pour de ce protocole coutume. Disons que dans la trame de protocole Ethernet de plus petite taille, 46 octets (sur 64) représentent le champ de données et les 18 autres sont des informations de service. Lors de la mesure du débit en paquets par seconde, il est impossible de séparer les informations utilisateur des informations de service, mais lors de la mesure au niveau du bit, cela est possible.

Si le débit est mesuré sans diviser les informations en utilisateur et en service, alors dans ce cas, il est impossible de définir la tâche de choix d'un protocole ou d'une pile de protocoles pour un réseau donné. Cela s'explique par le fait que même si, en remplaçant un protocole par un autre, nous obtenons un débit réseau élevé, cela ne signifie pas que le réseau fonctionnera plus rapidement pour les utilisateurs finaux - si la part des informations de service par unité de données utilisateur est différente pour ces protocoles, il est alors permis de préférer une version plus lente du réseau comme optimale.

Si le type de protocole ne change pas lors de la configuration du réseau, vous pouvez alors appliquer des critères qui ne séparent pas les données utilisateur du flux général.

Lors du test du débit du réseau au niveau de l’application, il est plus facile de mesurer le débit en fonction des données utilisateur. Pour ce faire, mesurez simplement le temps nécessaire pour transférer un fichier d'une certaine taille entre le serveur et le client et divisez la taille du fichier par le temps obtenu. Pour mesurer le débit global, vous avez besoin d'outils de mesure spéciaux : analyseurs de protocole ou agents SNMP ou RMON intégrés à Système d'exploitation, adaptateurs réseau ou du matériel de communication.

Critères qui diffèrent par le nombre et l'emplacement des points de mesure. La bande passante peut être mesurée entre deux nœuds ou points de réseau quelconques, par exemple entre l'ordinateur client 1 et le serveur 3 à partir de l'exemple illustré à la Fig. 2.2. Dans ce cas, les valeurs de débit résultantes changeront dans les mêmes conditions de fonctionnement du réseau, en fonction des deux points entre lesquels les mesures sont effectuées. Étant donné qu'un grand nombre d'ordinateurs d'utilisateurs et de serveurs fonctionnent simultanément sur le réseau, des données complètes sur le débit du réseau sont fournies par un ensemble de débits mesurés pour différentes combinaisons d'ordinateurs en interaction - ce que l'on appelle la matrice de trafic des nœuds du réseau. Il existe des outils de mesure spéciaux qui enregistrent la matrice de trafic pour l'ensemble du nœud du réseau.

Étant donné que dans les réseaux, les données en route vers le nœud de destination passent traditionnellement par plusieurs étapes de traitement intermédiaires de transit, le débit d'un élément de réseau intermédiaire distinct - un canal, un segment ou un dispositif de communication distinct - peut être considéré comme un critère de performance. .

Connaître toute la bande passante entre deux nœuds ne peut pas donner information complète sur les moyens acceptables de son augmentation, car à partir du chiffre général, il est impossible de comprendre laquelle des étapes intermédiaires du traitement des paquets ralentit le plus le réseau. Par conséquent, les données sur le débit des éléments individuels du réseau peuvent être utiles pour décider des méthodes permettant de l'optimiser.

Dans cet exemple, les paquets en provenance de ordinateur client 1 au serveur 3 transitent par les éléments de réseau intermédiaires suivants :

Segment AR Commutateur Segment R BR Routeur Segment R CR Répéteur Segment R D.

Chacun de ces éléments a un certain débit, par conséquent, le débit total du réseau entre l'ordinateur 1 et le serveur 3 sera égal au débit minimum des éléments de route, et au délai de transmission d'un paquet (une des options pour déterminer le temps de réponse ) sera égal à la somme des retards introduits par chaque élément. Pour augmenter le débit d'un chemin composite, vous devez d'abord faire attention aux éléments les plus lents - dans ce cas, un tel élément sera très probablement un routeur.

Il est nécessaire de définir le débit global du réseau comme la quantité moyenne d'informations transmises entre tous les nœuds du réseau par unité de temps. Le débit total du réseau peut être mesuré en paquets par seconde ou en bits par seconde. Lors de la division d'un réseau en sections ou sous-réseaux, la capacité totale du réseau est égale à la somme des capacités des sous-réseaux plus la capacité des connexions intersegments ou inter-réseaux.

Le délai de transmission est défini comme le délai entre le moment où un paquet arrive à l'entrée d'un Périphérique réseau ou une partie du réseau et au moment où il apparaît à la sortie de cet appareil.

Bande passante

Bande passante- une caractéristique métrique montrant le rapport du nombre maximum d'unités passant (informations, objets, volume) par unité de temps à travers un canal, un système, un nœud.

Utilisé dans divers domaines :

en communication et en informatique, P.S. est la quantité maximale réalisable de transmission d'informations ;
dans les transports PS - le nombre d'unités de transport ;
en génie mécanique - le volume d'air qui passe (huile, graisse).

Il peut être mesuré dans diverses unités, parfois très spécialisées : pièces, bits/sec, tonnes, mètres cubes, etc.

En informatique, la définition du débit s'applique généralement à un canal de communication et est définie comme la quantité maximale d'informations transmises ou reçues par unité de temps.
La bande passante est l’un des facteurs les plus importants du point de vue de l’utilisateur. Il est estimé par la quantité de données que le réseau peut, dans la limite, transférer par unité de temps d'un appareil qui y est connecté à un autre.

Capacité des canaux

La vitesse de transmission d'informations la plus élevée possible dans un canal donné est appelée son débit. La capacité du canal est la vitesse de transmission des informations lors de l'utilisation de la « meilleure » source, du meilleur encodeur et du décodeur pour un canal donné, elle caractérise donc uniquement le canal.

Débit d'un canal discret (numérique) sans interférence

C = log(m) bits/symbole

où m est la base du code de signal utilisé dans le canal. La vitesse de transmission de l'information dans un canal discret sans bruit (canal idéal) est égale à sa capacité lorsque les symboles du canal sont indépendants et que tous les m symboles de l'alphabet sont également probables (utilisés aussi souvent).

Bande passante du réseau neuronal

Le débit d'un réseau de neurones est la moyenne arithmétique entre les volumes d'informations traitées et créées par le réseau de neurones par unité de temps.

voir également

Liste des capacités d'interface de données

Fondation Wikimédia. 2010.

Gareev, Musa Gaisinovitch
Icône Borkolabovskaya de la Mère de Dieu

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La bande passante Internet est avant tout importante pour les utilisateurs, car elle détermine la vitesse de transfert des données et le confort de travail sur Internet.

Il est estimé sur la base d'une analyse de la capacité du réseau à transmettre des informations à un appareil connecté. Le taux de transfert de données dépend de la sélection de la source, de l'encodeur et du décodeur optimaux pour un canal donné.

Séparez les notions de vitesse nominale et effective. Nominal détermine le débit lorsque le système d'exploitation et les applications utilisateur sont efficaces - uniquement lorsque le réseau est chargé de programmes utilisateur.

Pour déterminer la vitesse de votre connexion Internet, des tests de réseau spéciaux sont effectués. Ils permettent de mesurer les capacités de la chaîne, de déterminer vitesse réelle, ce qui d'ailleurs ne correspond souvent pas à ce qui est indiqué dans plan tarifaire.

Que détermine le test de vitesse :

entrant – un indicateur de l’opération de téléchargement de données sur votre PC depuis Internet ;
sortant – la caractéristique de téléchargement consistant à transmettre des informations de votre PC vers le réseau ;
ping – la période horaire nécessaire pour envoyer un paquet de données d'un PC au serveur du fournisseur et inversement (détermine l'heure d'ouverture de la page Internet) ;
temps de test – lorsque le test a été effectué, les indicateurs de résultat peuvent être comparés aux indicateurs actuels pour vérifier les changements.

Le débit du routeur dépend du type de câble (standard, fibre optique, etc.), du fournisseur et de la charge actuelle du réseau. À la suite du test, vous ne recevez pas toujours des données objectives, qui coïncident rarement avec celles indiquées dans le plan tarifaire, mais dans tous les cas, l'indicateur de débit ne doit pas s'écarter de plus de 10 %.

Comment déterminer la bande passante

Un test de capacité est un ensemble élémentaire de mesures permettant de vérifier le respect des termes du contrat. Cela vaut également la peine d'être effectué si vous pensez que la vitesse d'Internet est inférieure à celle attendue.

Elle est réalisée à l'aide de serveurs en ligne spéciaux. Avant de commencer le test, vous devez désactiver tous les programmes de téléchargement (torrent, mediaget, flashget, autres). Si la radio Internet, les clients de messagerie, Skype, ICQ et des programmes similaires sont en cours d'exécution, ils doivent également être arrêtés via le gestionnaire de tâches. Il est également recommandé de fermer programmes antivirus, qui peut être mis à jour.

Instructions de test

Dans les réseaux IP d'aujourd'hui, avec l'émergence de nombreuses nouvelles applications réseau, il devient de plus en plus difficile d'estimer la bande passante requise : en général, vous devez savoir quelles applications vous envisagez d'utiliser, quels protocoles de données elles utilisent et comment elles communiqueront.

Ilya Nazarov
Ingénieur système chez INTELCOM Line

Après avoir évalué la bande passante requise sur chaque tronçon du réseau IP, il est nécessaire de décider du choix des technologies de réseau et de canal. Niveaux OSI. En fonction des technologies sélectionnées, les modèles les plus adaptés sont déterminés équipement de réseau. Cette question est également difficile, car le débit dépend directement des performances du matériel, et les performances, à leur tour, dépendent de l'architecture matérielle et logicielle. Examinons de plus près les critères et méthodes d'évaluation de la capacité des canaux et des équipements dans les réseaux IP.

Critères d'évaluation de la bande passante

Depuis l’émergence de la théorie du télétrafic, de nombreuses méthodes ont été développées pour calculer la capacité des canaux. Cependant, contrairement aux méthodes de calcul appliquées aux réseaux à commutation de circuits, le calcul du débit requis dans les réseaux par paquets est assez complexe et il est peu probable qu'il fournisse des résultats précis. Tout d'abord, cela est dû à un grand nombre de facteurs (notamment ceux inhérents aux réseaux multiservices modernes), assez difficiles à prévoir. Dans les réseaux IP, une infrastructure commune est généralement utilisée par de nombreuses applications, chacune pouvant utiliser son propre modèle de trafic. De plus, au sein d'une session, le trafic transmis dans le sens aller peut différer du trafic transmis dans le sens opposé. De plus, les calculs sont compliqués par le fait que la vitesse du trafic entre les différents nœuds du réseau peut changer. Par conséquent, dans la plupart des cas lors de la construction de réseaux, l’évaluation des capacités est en réalité déterminée par les recommandations générales des fabricants, des études statistiques et l’expérience d’autres organisations.

Pour déterminer plus ou moins précisément la quantité de bande passante requise pour le réseau en cours de conception, vous devez d'abord savoir quelles applications seront utilisées. Ensuite, pour chaque application, vous devez analyser comment les données seront transférées pendant les périodes sélectionnées et quels protocoles sont utilisés pour cela.

Pour exemple simple envisager une petite application réseau d'entreprise.

Exemple de calcul de bande passante

Supposons qu'il y ait 300 ordinateurs de travail et le même nombre de téléphones IP sur le réseau. Il est prévu d'utiliser les services suivants : email, téléphonie IP, vidéosurveillance (Fig. 1). Pour la vidéosurveillance, 20 caméras sont utilisées, à partir desquelles les flux vidéo sont transmis au serveur. Essayons d'estimer quelle bande passante maximale est requise pour tous les services sur les canaux entre les commutateurs centraux du réseau et aux jonctions avec chacun des serveurs.

Il convient de noter d'emblée que tous les calculs doivent être effectués pour la période de plus grande activité réseau des utilisateurs (dans la théorie du télétrafic - heures de pointe), car généralement pendant ces périodes, les performances du réseau sont les plus importantes et les retards et pannes de fonctionnement des applications associés à un manque de bande passante se produit. , sont inacceptables. Dans les organisations, la charge la plus importante sur le réseau peut survenir, par exemple, à la fin de la période de reporting ou lors d'un afflux saisonnier de clients, lorsque le plus grand nombre des appels téléphoniques et la plupart des messages électroniques sont envoyés.

E-mail
Revenant à notre exemple, considérons un service de messagerie. Il utilise des protocoles qui s'exécutent sur TCP, ce qui signifie que le taux de transfert de données est constamment ajusté pour utiliser toute la bande passante disponible. Ainsi, nous partirons de la valeur maximale du délai d'envoi d'un message - disons qu'une seconde suffira pour mettre l'utilisateur à l'aise. Ensuite, vous devez estimer la taille moyenne du message envoyé. Supposons que lors des pics d'activité messages électroniques contiendra souvent diverses pièces jointes (copies de factures, rapports, etc.), donc pour notre exemple, nous prendrons la taille moyenne des messages à 500 Ko. Enfin, le dernier paramètre que nous devons sélectionner est le nombre maximum d'employés pouvant envoyer des messages simultanément. Supposons qu'en période d'urgence, la moitié des employés appuient simultanément sur le bouton "Envoyer" dans client de messagerie. Le débit maximum requis pour le trafic de courrier électronique serait alors de (500 Ko x 150 hôtes)/1 s = 75 000 Ko/s ou 600 Mbps. De là, nous pouvons immédiatement conclure que pour la connexion serveur de courrier Le réseau doit utiliser un canal Gigabit Ethernet. Au cœur du réseau, cette valeur sera l’un des termes qui composent le débit total requis.

Téléphonie et vidéosurveillance
D'autres applications - téléphonie et vidéosurveillance - sont similaires dans leur structure de transmission de flux : les deux types de trafic sont transmis via le protocole UDP et ont un débit de transmission plus ou moins fixe. Les principales différences sont qu'en téléphonie, les flux sont bidirectionnels et limités par la durée de l'appel, tandis qu'en vidéosurveillance, les flux sont transmis dans un sens et, en règle générale, sont continus.

Pour estimer le débit requis pour le trafic téléphonique, supposons qu'en période de pointe d'activité, le nombre de connexions simultanées passant par la passerelle puisse atteindre 100. Lors de l'utilisation du codec G.711 sur les réseaux Ethernet, la vitesse d'un flux, en tenant compte des en-têtes et du service paquets, est d'environ 100 kbit/s. Ainsi, pendant les périodes de plus grande activité des utilisateurs, la bande passante requise dans le cœur du réseau sera de 10 Mbit/s.

Le trafic de vidéosurveillance est calculé de manière simple et précise. Disons que dans notre cas, les caméras vidéo transmettent des flux de 4 Mbit/s chacune. La bande passante requise sera égale à la somme des vitesses de tous les flux vidéo : 4 Mbit/s x 20 caméras = 80 Mbit/s.

Il ne reste plus qu'à additionner les valeurs crêtes obtenues pour chacun des services réseau : 600 + 10 + 80 = 690 Mbit/s. Ce sera la bande passante requise dans le cœur du réseau. La conception doit également inclure la possibilité d'évoluer afin que les canaux de communication puissent desservir le plus longtemps possible le trafic d'un réseau en croissance. Dans notre exemple, il suffira d'utiliser Gigabit Ethernet pour répondre aux exigences du service et en même temps pouvoir développer le réseau de manière transparente en connectant plus de nœuds.

Bien entendu, l’exemple donné est loin d’être standard : chaque cas doit être considéré séparément. En réalité, la topologie du réseau peut être beaucoup plus complexe (Fig. 2) et une évaluation de la capacité doit être effectuée pour chaque section du réseau.

Il convient de noter que le trafic VoIP (téléphonie IP) est distribué non seulement des téléphones vers le serveur, mais également directement entre les téléphones. De plus, selon les différents départements de l'organisation, l'activité du réseau peut varier : le service d'assistance technique passe plus d'appels téléphoniques, le service projet l'utilise plus activement que les autres. par email, le service d'ingénierie consomme plus de trafic Internet que les autres, etc. Par conséquent, certaines parties du réseau peuvent nécessiter plus de bande passante que d’autres.

Débit utilisable et complet

Dans notre exemple, lors du calcul du débit de téléphonie IP, nous avons pris en compte le codec utilisé et la taille de l'en-tête du paquet. C’est un détail important à garder à l’esprit. En fonction de la méthode de codage (codecs utilisés), de la quantité de données transmises dans chaque paquet et des protocoles de couche liaison utilisés, le débit total du flux est formé. C'est le débit total qui doit être pris en compte lors de l'estimation du débit réseau requis. Ceci est particulièrement pertinent pour la téléphonie IP et d'autres applications qui utilisent la transmission en temps réel de flux à faible vitesse, dans lesquels la taille des en-têtes de paquet représente une partie significative de la taille du paquet entier. Pour plus de clarté, comparons deux flux VoIP (voir tableau). Ces flux utilisent la même compression, mais des tailles de charge utile différentes (en fait, le flux audio numérique) et des protocoles de couche liaison différents.

Le taux de transfert de données sous sa forme pure, sans tenir compte des en-têtes de protocole réseau (dans notre cas, un flux audio numérique), constitue une bande passante utile. Comme vous pouvez le voir sur le tableau, avec le même débit utile de flux, leur débit total peut varier considérablement. Ainsi, lors du calcul de la capacité réseau requise pour les appels téléphoniques lors des pics de charge, notamment pour les opérateurs télécoms, le choix des protocoles de canal et des paramètres de flux joue un rôle important.

Sélection d'équipement

Le choix des protocoles de couche liaison ne pose généralement pas de problème (aujourd'hui, la question se pose plus souvent de savoir quelle bande passante un canal Ethernet doit avoir), mais le choix du bon équipement peut poser des difficultés même pour un ingénieur expérimenté.

Le développement des technologies de réseau, ainsi que la demande croissante des applications en matière de bande passante réseau, obligent les fabricants d'équipements réseau à développer des architectures logicielles et matérielles toujours nouvelles. Souvent, chez un seul fabricant, il existe des modèles d'équipement apparemment similaires, mais conçus pour résoudre des problèmes de réseau différents. Prenons par exemple les commutateurs Ethernet : la plupart des fabricants, outre les commutateurs conventionnels utilisés dans les entreprises, disposent de commutateurs pour construire des réseaux de stockage de données, organiser les services des opérateurs, etc. Les modèles d'une même catégorie de prix diffèrent par leur architecture, « adaptée » à des tâches spécifiques.

Outre les performances globales, le choix des équipements doit également être basé sur les technologies prises en charge. Selon le type de matériel, un certain ensemble de fonctions et de types de trafic peuvent être traités au niveau matériel sans utiliser de ressources CPU et mémoire. Dans ce cas, le trafic provenant d'autres applications sera traité sur niveau du programme, ce qui réduit considérablement les performances globales et, par conséquent, le débit maximal. Par exemple, les commutateurs multicouches, grâce à leur architecture matérielle complexe, sont capables de transmettre des paquets IP sans réduire les performances lorsque tous les ports sont à charge maximale. De plus, si nous souhaitons utiliser une encapsulation plus complexe (GRE, MPLS), il est peu probable que de tels commutateurs (du moins des modèles peu coûteux) nous conviennent, car leur architecture ne prend pas en charge les protocoles correspondants et, au mieux, une telle encapsulation se produira au aux dépens du processeur central, faible productivité. Par conséquent, pour résoudre de tels problèmes, on peut considérer, par exemple, des routeurs dont l'architecture est basée sur un processeur central hautes performances et dépend davantage de la mise en œuvre logicielle que matérielle. Dans ce cas, au détriment du débit maximal, nous obtenons une vaste gamme de protocoles et de technologies pris en charge qui ne sont pas pris en charge par les commutateurs de la même catégorie de prix.

Performance globale de l'équipement

Dans la documentation de leurs équipements, les constructeurs indiquent souvent deux valeurs de débit maximum : l'une exprimée en paquets par seconde, l'autre en bits par seconde. Cela est dû au fait que la majeure partie des performances des équipements réseau est généralement consacrée au traitement des en-têtes de paquets. En gros, l'équipement doit recevoir le paquet, lui trouver un chemin de commutation approprié, générer un nouvel en-tête (si nécessaire) et le transmettre davantage. Évidemment, dans ce cas, ce n'est pas le volume de données transmises par unité de temps qui joue un rôle, mais le nombre de paquets.

Si vous comparez deux flux transmis à la même vitesse mais avec des tailles de paquets différentes, alors le flux avec une taille de paquet plus petite nécessitera plus de performances pour être transmis. Ce fait doit être pris en compte si le réseau est destiné à utiliser, par exemple, un grand nombre de Flux de téléphonie IP - le débit maximum en bits par seconde sera ici bien inférieur à celui déclaré.

Force est de constater qu'avec un trafic mixte, et même en tenant compte des services complémentaires (NAT, VPN), comme c'est le cas dans la grande majorité des cas, il est très difficile de calculer la charge sur les ressources des équipements. Les fabricants d'équipements ou leurs partenaires effectuent souvent des tests de charge différents modèles dans différentes conditions et les résultats sont publiés sur Internet sous forme de tableaux comparatifs. La familiarisation avec ces résultats simplifie grandement la tâche de choix modèle approprié.

Les pièges des équipements modulaires

Si l'équipement réseau sélectionné est modulaire, alors en plus de la configuration flexible et de l'évolutivité promises par le constructeur, vous pouvez vous heurter à de nombreux pièges.

Lors du choix des modules, vous devez lire attentivement leur description ou consulter le fabricant. Il ne suffit pas de se laisser guider uniquement par le type d'interfaces et leur nombre, il faut aussi se familiariser avec l'architecture du module lui-même. Pour des modules similaires, il n'est pas rare que lors de la transmission du trafic, certains soient capables de traiter les paquets de manière autonome, tandis que d'autres transmettent simplement les paquets au module de traitement central pour un traitement ultérieur (en conséquence, pour des modules extérieurement identiques, leur prix peut différer plusieurs fois ). Dans le premier cas, les performances globales de l'équipement et, par conséquent, son débit maximum sont plus élevés que dans le second, puisqu'une partie de son travail CPU transferts vers les processeurs du module.

De plus, les équipements modulaires ont souvent une architecture bloquante (lorsque le débit maximum est inférieur à la vitesse totale de tous les ports). Cela est dû à la capacité limitée du bus interne par lequel les modules échangent du trafic entre eux. Par exemple, si un commutateur modulaire dispose d'un bus interne de 20 Gbit/s, sa carte de ligne Gigabit Ethernet à 48 ports ne peut utiliser que 20 ports lorsqu'elle est entièrement chargée. Vous devez également garder ces détails à l’esprit et lire attentivement la documentation lors du choix de l’équipement.

Lors de la conception de réseaux IP, la bande passante est un paramètre clé qui déterminera l'architecture du réseau dans son ensemble. Pour une évaluation plus précise du débit, vous pouvez suivre les recommandations suivantes :

Étudiez les applications que vous envisagez d'utiliser sur le réseau, les technologies qu'elles utilisent et le volume du trafic transmis. Profitez des conseils des développeurs et de l'expérience de vos collègues pour prendre en compte toutes les nuances de ces applications lors de la construction de réseaux.
Étudier en détail protocoles réseau et les technologies utilisées par ces applications.
Lisez attentivement la documentation lors du choix de l'équipement. Pour avoir un stock de solutions toutes faites, consultez les gammes de produits des différents fabricants.

En conséquence, lorsque faire le bon choix technologies et équipements, vous pouvez être sûr que le réseau satisfera pleinement aux exigences de toutes les applications et, étant suffisamment flexible et évolutif, durera longtemps.

Bande passante – paramètre important pour les éventuelles canalisations, canaux et autres héritiers de l'aqueduc romain. Cependant, la capacité de débit n'est pas toujours indiquée sur l'emballage du tuyau (ou sur le produit lui-même). De plus, la disposition du pipeline détermine également la quantité de liquide que le tuyau traverse la section transversale. Comment calculer correctement le débit des pipelines ?

Méthodes de calcul de la capacité du pipeline

Il existe plusieurs méthodes pour calculer ce paramètre, chacune étant adaptée à un cas particulier. Quelques symboles importants pour déterminer la capacité des tuyaux :

Le diamètre extérieur est la taille physique de la section transversale du tuyau d'un bord à l'autre de la paroi extérieure. Dans les calculs, il est désigné par Dn ou Dn. Ce paramètre est indiqué dans l'étiquetage.

Le diamètre nominal est la valeur approximative du diamètre de la section interne du tuyau, arrondie au nombre entier le plus proche. Dans les calculs, il est désigné par Du ou Du.

Méthodes physiques de calcul de la capacité des tuyaux

Les valeurs de débit des canalisations sont déterminées à l'aide de formules spéciales. Pour chaque type de produit - pour le gaz, l'approvisionnement en eau, l'assainissement - il existe différentes méthodes de calcul.

Méthodes de calcul tabulaires

Il existe un tableau de valeurs approximatives créé pour faciliter la détermination de la capacité des tuyaux dans le câblage de l'appartement. Dans la plupart des cas, une grande précision n'est pas requise, les valeurs peuvent donc être appliquées sans calculs complexes. Mais ce tableau ne prend pas en compte la diminution du débit due à l'apparition d'excroissances sédimentaires à l'intérieur de la canalisation, typique des anciennes autoroutes.

Tableau 1. Capacité des tuyaux pour liquides, gaz, vapeur d'eau

Type de liquide	Vitesse (m/sec)
Eau de ville	0,60-1,50
Conduite d'eau	1,50-3,00
Eau de chauffage central	2,00-3,00
Eau du système sous pression dans la canalisation	0,75-1,50
Fluide hydraulique	jusqu'à 12 m/sec
Ligne d'oléoduc	3,00-7,5
Huile dans le système sous pression du pipeline	0,75-1,25
Vapeur dans le système de chauffage	20,0-30,00
Système de tuyauterie central de vapeur	30,0-50,0
Vapeur dans un système de chauffage à haute température	50,0-70,00
Air et gaz dans le système de tuyauterie central	20,0-75,00

Il existe un tableau précis pour calculer la capacité, appelé tableau Shevelev, qui prend en compte le matériau du tuyau et de nombreux autres facteurs. Ces tables sont rarement utilisées lors de la pose de conduites d'eau dans un appartement, mais dans une maison privée avec plusieurs contremarches non standard, elles peuvent être utiles.

Calcul à l'aide de programmes

Les entreprises de plomberie modernes ont des logiciels d'ordinateur pour calculer la capacité des canalisations, ainsi que de nombreux autres paramètres similaires. Par ailleurs, des calculateurs en ligne ont été développés, qui, bien que moins précis, sont gratuits et ne nécessitent pas d'installation sur un PC. L'un des programmes stationnaires « TAScope » est une création d'ingénieurs occidentaux, qui est un shareware. DANS grandes entreprises utilisez "Hydrosystem" - il s'agit d'un programme national qui calcule les canalisations selon des critères qui affectent leur fonctionnement dans les régions de la Fédération de Russie. En plus des calculs hydrauliques, il permet de calculer d'autres paramètres du pipeline. Le prix moyen est de 150 000 roubles.

Comment calculer la capacité d'un tuyau de gaz

Le gaz est l’un des matériaux les plus difficiles à transporter, notamment parce qu’il a tendance à être comprimé et peut donc s’échapper par les moindres interstices des canalisations. Il existe des exigences particulières pour calculer la capacité des conduites de gaz (ainsi que pour concevoir le système de gaz dans son ensemble).

Formule pour calculer la capacité d'un tuyau de gaz

Le débit maximum des gazoducs est déterminé par la formule :

Qmax = 0,67 DN2 * p

où p est égal à la pression de fonctionnement dans le système de gazoduc + 0,10 MPa ou pression absolue du gaz ;

Du - diamètre nominal du tuyau.

Il existe une formule complexe pour calculer la capacité d'un gazoduc. Il n'est généralement pas utilisé lors des calculs préliminaires, ni lors du calcul d'un gazoduc domestique.

Qmax = 196,386 DN2 * p/z*T

où z est le coefficient de compressibilité ;

T est la température du gaz transporté, K ;

Selon cette formule, la dépendance directe de la température du fluide en mouvement sur la pression est déterminée. Plus la valeur T est élevée, plus le gaz se dilate et appuie sur les parois. Par conséquent, lors du calcul des grandes autoroutes, les ingénieurs prennent en compte les conditions météorologiques possibles dans la zone où passe le pipeline. Si la valeur nominale du tuyau DN est inférieure à la pression du gaz générée à des températures élevées en été (par exemple à +38 ... + 45 degrés Celsius), des dommages à la conduite sont probables. Cela entraîne la fuite de matières premières précieuses et crée la possibilité d'une explosion dans une section du tuyau.

Tableau des capacités des conduites de gaz en fonction de la pression

Il existe un tableau permettant de calculer les débits des gazoducs pour les diamètres de tuyaux et les pressions de fonctionnement nominales couramment utilisés. Pour déterminer les caractéristiques d'un gazoduc de tailles et de pressions non standard, des calculs techniques seront nécessaires. La pression, la vitesse et le volume du gaz sont également affectés par la température de l’air extérieur.

La vitesse maximale (W) du gaz dans le tableau est de 25 m/s et z (coefficient de compressibilité) est de 1. La température (T) est de 20 degrés Celsius ou 293 Kelvin.

Tableau 2. Capacité du gazoduc en fonction de la pression

Travail.(MPa)	Capacité du pipeline (m?/h), avec wgas=25m/s;z=1;T=20?C=293?K
Travail.(MPa)	DN50	DN80	DN100	DN150	DN200	DN300	DN400	DN500
0,3	670	1715	2680	6030	10720	24120	42880	67000
0,6	1170	3000	4690	10550	18760	42210	75040	117000
1,2	2175	5570	8710	19595	34840	78390	139360	217500
1,6	2845	7290	11390	25625	45560	102510	182240	284500
2,5	4355	11145	17420	39195	69680	156780	278720	435500
3,5	6030	15435	24120	54270	96480	217080	385920	603000
5,5	9380	24010	37520	84420	150080	337680	600320	938000
7,5	12730	32585	50920	114570	203680	458280	814720	1273000
10,0	16915	43305	67670	152255	270680	609030	108720	1691500

Capacité des tuyaux d'égout

Le débit d'une canalisation d'égout est un paramètre important qui dépend du type de canalisation (pression ou écoulement libre). La formule de calcul est basée sur les lois de l'hydraulique. En plus des calculs exigeants en main-d'œuvre, des tableaux sont utilisés pour déterminer la capacité des égouts.

Pour le calcul hydraulique des assainissements, il est nécessaire de déterminer les inconnues :

diamètre du pipeline Du ;
vitesse d'écoulement moyenne v ;
pente hydraulique l;
degré de remplissage h/Dn (les calculs sont basés sur le rayon hydraulique associé à cette valeur).

En pratique, ils se limitent au calcul de la valeur de l ou de h/d, les autres paramètres étant faciles à calculer. Dans les calculs préliminaires, la pente hydraulique est considérée comme égale à la pente de la surface terrestre, à laquelle le mouvement des eaux usées ne sera pas inférieur à la vitesse d'auto-nettoyage. Les valeurs de vitesse ainsi que les valeurs maximales h/DN pour les réseaux domestiques se trouvent dans le tableau 3.
Ioulia Petrichenko, experte

De plus, il existe une valeur normalisée pour la pente minimale pour les tuyaux de petit diamètre : 150 mm

(i=0,008) et 200 (i=0,007) mm.

La formule du débit volumétrique de fluide ressemble à ceci :

où a est la section transversale ouverte de l'écoulement,

v – vitesse d'écoulement, m/s.

La vitesse est calculée à l'aide de la formule :

où R est le rayon hydraulique ;

C – coefficient de mouillage ;

De là, nous pouvons déduire la formule de la pente hydraulique :

Il est utilisé pour déterminer ce paramètre si nécessaire, calcul.

où n est le coefficient de rugosité, ayant des valeurs de 0,012 à 0,015 selon le matériau du tuyau.

Le rayon hydraulique est considéré comme égal au rayon normal, mais seulement lorsque la conduite est complètement remplie. Dans les autres cas, utilisez la formule :

où A est l'aire de l'écoulement transversal du fluide,

P est le périmètre mouillé, ou la longueur transversale de la surface intérieure du tuyau qui touche le liquide.

Tableaux de capacité pour les conduites d'égout à écoulement libre

Le tableau prend en compte tous les paramètres utilisés pour effectuer le calcul hydraulique. Les données sont sélectionnées en fonction du diamètre du tuyau et insérées dans la formule. Ici, le débit volumétrique du liquide q traversant la section transversale du tuyau a déjà été calculé, qui peut être considéré comme le débit de la ligne.

De plus, il existe des tableaux Lukin plus détaillés contenant des valeurs de débit prêtes à l'emploi pour des tuyaux de différents diamètres de 50 à 2000 mm.

Tableaux de capacité pour les réseaux d’égouts sous pression

Dans les tableaux de capacité des canalisations sous pression des égouts, les valeurs dépendent du degré de remplissage maximum et de la vitesse moyenne calculée des eaux usées.

Tableau 4. Calcul du débit d'eaux usées, litres par seconde

Diamètre, mm	Remplissage	Acceptable (pente optimale)	Vitesse de déplacement des eaux usées dans le tuyau, m/s	Consommation, l/s
100	0,6	0,02	0,94	4,6
125	0,6	0,016	0,97	7,5
150	0,6	0,013	1,00	11,1
200	0,6	0,01	1,05	20,7
250	0,6	0,008	1,09	33,6
300	0,7	0,0067	1,18	62,1
350	0,7	0,0057	1,21	86,7
400	0,7	0,0050	1,23	115,9
450	0,7	0,0044	1,26	149,4
500	0,7	0,0040	1,28	187,9
600	0,7	0,0033	1,32	278,6
800	0,7	0,0025	1,38	520,0
1000	0,7	0,0020	1,43	842,0
1200	0,7	0,00176	1,48	1250,0

Capacité du tuyau d'eau

Les conduites d’eau sont les canalisations les plus couramment utilisées dans une maison. Et comme ils sont soumis à une charge importante, le calcul du débit de la conduite d'eau principale devient une condition importante pour un fonctionnement fiable.

Perméabilité du tuyau en fonction du diamètre

Le diamètre n'est pas le paramètre le plus important lors du calcul de la perméabilité d'un tuyau, mais il affecte également sa valeur. Plus le diamètre interne du tuyau est grand, plus la perméabilité est élevée et plus le risque de blocages et de bouchons est faible. Cependant, en plus du diamètre, il faut prendre en compte le coefficient de frottement de l'eau sur les parois des canalisations (valeur tabulaire pour chaque matériau), la longueur de la canalisation et la différence de pression du fluide à l'entrée et à la sortie. De plus, le nombre de coudes et de raccords dans la canalisation influencera grandement le débit.

Tableau de capacité des tuyaux par température du liquide de refroidissement

Plus la température dans le tuyau est élevée, plus son débit est faible, car l'eau se dilate et crée ainsi une friction supplémentaire. Pour la plomberie, ce n'est pas important, mais dans les systèmes de chauffage, c'est un paramètre clé.

Il existe un tableau pour les calculs de chaleur et de liquide de refroidissement.

Tableau 5. Débit des tuyaux en fonction du liquide de refroidissement et de la puissance calorifique

Diamètre du tuyau, mm	Bande passante
	Par la chaleur		Par liquide de refroidissement
	Eau	Vapeur	Eau	Vapeur
	Gcal/heure		ème
15	0,011	0,005	0,182	0,009
25	0,039	0,018	0,650	0,033
38	0,11	0,05	1,82	0,091
50	0,24	0,11	4,00	0,20
75	0,72	0,33	12,0	0,60
100	1,51	0,69	25,0	1,25
125	2,70	1,24	45,0	2,25
150	4,36	2,00	72,8	3,64
200	9,23	4,24	154	7,70
250	16,6	7,60	276	13,8
300	26,6	12,2	444	22,2
350	40,3	18,5	672	33,6
400	56,5	26,0	940	47,0
450	68,3	36,0	1310	65,5
500	103	47,4	1730	86,5
600	167	76,5	2780	139
700	250	115	4160	208
800	354	162	5900	295
900	633	291	10500	525
1000	1020	470	17100	855

Tableau de capacité des tuyaux en fonction de la pression du liquide de refroidissement

Il existe un tableau décrivant la capacité des tuyaux en fonction de la pression.

Tableau 6. Capacité du tuyau en fonction de la pression du liquide transporté

Consommation	Bande passante
Du tuyau	15 mm	20 millimètres	25 mm	32 millimètres	40 millimètres	50 millimètres	65 millimètres	80 millimètres	100 millimètres
Pa/m - mbar/m	moins de 0,15 m/s			0,15 m/s					0,3 m/s
90,0 - 0,900	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5 - 0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95,0 - 0,950	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5 - 0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100,0 - 1,000	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120,0 - 1,200	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140,0 - 1,400	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160,0 - 1,600	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180,0 - 1,800	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200,0 - 2,000	266	619	1151	2486	3780	7200	14580	22644	45720
220,0 - 2,200	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240,0 - 2,400	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260,0 - 2,600	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280,0 - 2,800	317	742	1364	2970	4356	8566	17338	26928	54360
300,0 - 3,000	331	767	1415	3076	4680	8892	18000	27900	56160

Tableau de capacité des tuyaux en fonction du diamètre (selon Shevelev)

Les tableaux de F.A. et A.F. Shevelev sont l'une des méthodes tabulaires les plus précises pour calculer le débit d'une conduite d'eau. De plus, ils contiennent toutes les formules de calcul nécessaires pour chaque matériau spécifique. Il s’agit d’une longue information qui est le plus souvent utilisée par les ingénieurs hydrauliques.

Les tableaux prennent en compte :