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.

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 ^G, 40 MHz ^H	10–300	600	5–240
WLAN 802.11ac (Wi-Fi 5)	8×8 ^G, 160 MHz ^H	max. 50	6.900 ^A
WLAN 802.11ad	1×1 ^G, 2 GHz ^H	max. 10	6.700
WLAN 802.11ax (Wi-Fi 6)	8×8 ^G, 160 MHz ^H	über 50	9.600 ^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	–		500	200
Powerline AV1200	MIMO, 2–68 MHz	400	1.200	400
Powerline AV2000	MIMO, 2–68 MHz	400	1.800	ca. 280 ^E ca. 400 ^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 ^C
Thunderbolt 2	PCIe 2.0 x4		20.000 ^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 (USB 3.1 Gen 1)	SuperSpeed	3	5.000	3.840
USB 3.1 (USB 3.1 Gen 2)	SuperSpeedPlus	3	10.000	> 7.200
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. nicht zugeordnete Einzelnachweise:

^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.

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.
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) 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 Original 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 Original am 8. Juli 2007; abgerufen am 15. September 2017.
Patentanmeldung WO0043857A1: Optimierung der Nutzdatenrate in einem verteilten zeitgesteuerten Multicluster-Echtzeitsystem. Angemeldet am 18. Januar 2000, veröffentlicht am 27. Juli 2000, Anmelder: FTS Computertechnik Ges mbH, Erfinder: Hermann Kopetz, Georg Kopetz.‌
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; abgerufen am 15. September 2017.

Einzelnachweise

↑ Ulrich Reimers: Digitale Fernsehtechnik. Datenkompression und Übertragung für DVB, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1997, ISBN 978-3-662-06737-6.
↑ 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).
1 2 3 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).
1. ↑ S. 180
↑ 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).
↑ 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).
1 2 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).
↑ 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).
1 2 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).
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).
1. ↑ S. 123
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).
1. ↑ S. 109
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).
1. ↑ S. 92–94
↑ 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 %).

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

[ct-19-2012-2] 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).

[Funk-3] 1 2 3 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).
↑ S. 180

[15] S. 180

[WiFi6-4] 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).

[Strom-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).

[Powerline-6] 1 2 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).

[ctBenz-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).

[ctUSBTypeC-8] 1 2 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).

[Netze-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).
↑ S. 123

[10] S. 123

[Spider-11] 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).
↑ S. 109

[12] S. 109

[Giga-13] 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).
↑ S. 92–94

[14] S. 92–94

[AVM-01-16] 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 %).