Datendurchsatz

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

Berechnungsfaktoren

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.<ref>Ulrich Reimers: Digitale Fernsehtechnik. Datenkompression und Übertragung für DVB, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1997, ISBN 978-3-662-06737-6.</ref>

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

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	–	100	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	54	5–25
WLAN 802.11n (Wi-Fi 4)	4×4<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^G, 40 MHz<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^H	10–300	600	5–240
WLAN 802.11ac<ref name="ct-19-2012" /><ref name="Funk" /> (Wi-Fi 5)	8×8<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^G, 160 MHz<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^H	max. 50	6.900<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^A
WLAN 802.11ad	1×1<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^G, 2 GHz<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^H	max. 10	6.700
WLAN 802.11ax<ref name="WiFi6" /> (Wi-Fi 6)	8×8<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^G, 160 MHz<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^H	über 50	9.600<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^B
PCI Express 3.0 x1	–	–	8.000	ca. 8.000
Powerline	–	200	14	6
Powerline Turbo	–		85	50
Powerline AV	–		200	90
Powerline AV2<ref name="Strom" />	–		500	200
Powerline AV1200<ref name="Powerline" />	MIMO, 2–68 MHz	400	1.200	400
Powerline AV2000<ref name="Powerline" />	MIMO, 2–68 MHz	400	1.800	ca. 280<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^E ca. 400<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^F
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	20.000<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^C
Thunderbolt 2	PCIe 2.0 x4		20.000<templatestyles src="FN/styles.css" /> ^D	> 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
USB 1.0/1.1	FullSpeed		12	6,6
USB 2.0	HighSpeed		480	bis 280
USB 3.0<ref name="ctBenz" /><ref name="ctUSBTypeC" /> (USB 3.1 Gen 1)	SuperSpeed	3	5.000	3.840
USB 3.1<ref name="ctUSBTypeC" /> (USB 3.1 Gen 2)	SuperSpeedPlus	3	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: <ref name="Netze" details="S. 123 "/><ref name="Spider" details="S. 109 "/><ref name="Giga" details="S. 92–94 "/><ref name="Funk" details="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

^G

MIMO

^H

Bandbreite

Erläuterung zu WLAN

Der Datendurchsatz einer WLAN-Verbindung nach Standard 802.11b, 802.11g und 802.11a beträgt max. 46 % der Brutto-Übertragungsrate.<ref name="AVM-01" />

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.<ref name="Funk" />
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)<ref name="Funk" /> und 200 Mbit/s Datendurchsatz (netto), d. h. 46 % der Übertragungsrate.

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

3. Ethernet-Performance. In: tu-chemnitz.de. Archiviert vom Vorlage:IconExternal am 20. August 2017; abgerufen am 15. September 2017.
Torsten.Jaekel: Einführung in DVB. (PDF; 150 kB) In: uni-trier.de. 26. März 2002; abgerufen am 1. Mai 2022.
Technische Einführung und Überblick. (PDF; 922 kB) Ethernet Control Automation Technology. In: ethercat.org. Juli 2005, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 8. Juli 2007; abgerufen am 15. September 2017.
Optimierung der Nutzdatenrate in einem verteilten zeitgesteuerten Multicluster-Echtzeitsystem. In: google.st. Abgerufen am 1. Mai 2022
Henrik Schulze: Digitale Kommunikationstechnik. (PDF; 1,96 MB) In: fh-swf.de. FH Südwestfalen Standort Meschede, 11. November 2013, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 15. September 2017; abgerufen am 15. September 2017.

Einzelnachweise

<references> <ref name="AVM-01"> 2 Nutzdatenrate der WLAN-Verbindung ermitteln. FRITZ!Box 7270 – Wissensdatenbank. In: avm.de. Archiviert vom Vorlage:IconExternal am 22. September 2016; abgerufen am 5. April 2022 (5/11 = 45,5 % bzw. 25/54 = 46,3 %). </ref> <ref name="WiFi6"> 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). </ref> <ref name="ct-19-2012"> 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). </ref> <ref name="Spider"> 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). </ref> <ref name="Netze"> 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). </ref> <ref name="Strom"> 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). </ref> <ref name="Giga"> 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). </ref> <ref name="Funk"> 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). </ref> <ref name="Powerline"> 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). </ref> <ref name="ctBenz"> 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). </ref> <ref name="ctUSBTypeC"> 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). </ref> </references>