#132 - Was ist eigentlich eine Bandbreite?

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Heute dreht sich alles um das Thema: „Was ist eigentlich eine Bandbreite?” 

Zunächst einmal müssen Sie wissen, dass der Begriff "Bandbreite" in zwei verschiedenen Kontexten verwendet werden kann:

In digitalen Systemen wird der Begriff Bandbreite oft als Synonym für die Übertragungsgeschwindigkeit oder die Übertragungskapazität verwendet. Die synonyme Verwendung der Begriffe geht auf den Zusammenhang zwischen Bandbreiten und Übertragungsraten zurück. Die Bandbreite stellt einen wichtigen Faktor dar, wenn es darum geht, die Qualität und Geschwindigkeit eines Netzwerks zu bestimmen.

Die kleinste Übertragungsrate ist das Bit, weshalb die Datenübertragungsrate häufig auch als Bitrate (Einheit Bit Pro Sekunde - Bit/s) bezeichnet wird. Da heutige Netzwerke jedoch in der Regel eine viel größere Bandbreite haben, die sich mit so einer kleinen Einheit nicht gut wiedergeben lassen, sind die Angaben Megabits pro Sekunde MBits , Gigabits pro Sekunde GBits oder Terabits pro Sekunde TBits geläufiger.

Sie können sich die Bandbreite auch als Wasserfluss durch ein Rohr vorstellen. Dabei ist die Bandbreite die Geschwindigkeit, mit der das Wasser sprich die Daten bei verschiedenen Bedingungen durch das Rohr, als die Verbindung, fließt. Anstelle von Bits pro Sekunde misst man jetzt Liter pro Minute. Während größere Rohre mehr Wasser liefern, fließt durch kleinere Rohre eine geringere Menge. Somit stellt die Wassermenge, die potenziell durch das Rohr fließen kann, die maximale Bandbreite dar, während die Wassermenge, die gegenwärtig durch das Rohr fließt, die aktuelle Bandbreite wiedergibt.

Allerdings stammt der Begriff Bandbreite ursprünglich aus den Bereichen Physik und Signaltechnik. Dort bezeichnet er eine Spanne innerhalb eines Frequenzbereichs. Diese Spanne, auch Frequenzbereich genannt, wird durch eine obere und untere Grenzfrequenz bestimmt, in dem ein Signal übertragen wird.

Grundsätzlich besitzt jeder Übertragungskanal infolge seiner physikalischen Eigenschaften eine untere und eine obere Grenzfrequenz. Je größer die Bandbreite, desto mehr Informationen lassen sich pro Zeiteinheit übertragen.

In analogen Systemen wie Telefon oder Radio, wird die Bandbreite in Hertz (Hz) bzw. in Kilohertz (KHz) oder Megahertz (MHz) gemessen. So weist beispielsweise ein analoges Telefon eine untere Grenzfrequenz von 300 Hz und eine obere Grenzfrequenz von 3400 Hz. Daraus ergibt sich die Bandbreite von 3100 Hz, was für eine Übermittlung von Sprachdaten völlig ausreicht.

Aber wie viel Bandbreite ist eigentlich erforderlich?

Die durchschnittliche Bandbreite eines Internetanschluss in Deutschland liegt derzeit bei etwa 15 Megabit pro Sekunde (Mbit/s). Über moderne VDSL oder Kabelanschluss-Zugänge lässt sich eine Bandbreite von bis zu einigen hundert Megabit pro Sekunde (Mbit/s) erzielen. An einem Glasfaser-Anschluss ist die mögliche Bandbreite noch einmal deutlich höher, auch mehr als 1 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) sind problemlos möglich.

Welche Bandbreite für die die Bedürfnisse eines Nutzers sinnvoll ist, hängt grundsätzlich davon ab, wofür die Übertragungskanäle genutzt werden.

Beispielsweise erfordern das Streamen von Filmen in HD-Qualität, HD-Videokonferenzen und Multiplayer-Online-Spiele in HD eine höhere Bandbreite als das Webbrowsen, Streamen von Musik oder das abrufen von E-Mails.

Je nach Übertragungsmedium und Übertragungstechnologie existieren typische Bandbreiten.

Diese sind bei analogen Systemen beispielsweise:

• analoge Telefonie mit 3.400 Hertz,
• Integrated Services Digital Network, kurz ISDN, mit circa 130 Kilohertz,
• 10-Megabit-Ethernet mit circa 30 Megahertz
• Asymmetric Digital Subscriber Line-Anschlüsse, kurz ADSL mit circa 1,1 Megahertz

 

und in digitalen Systemen

 

• Integrated Services Digital Network, kurz ISDN mit 64 kbit/s je Kanal,
• Ethernet mit 10, 100 oder 1.000 Mbit/s,
• Die Weiterentwicklungen der Asymmetric Digital Subscriber Line-Anschlüsse, kurz ADSL2+ mit bis zu 25 Mbit/s im Download

 

 

 

Kommen wir zur nächsten Frage: Warum wird eigentlich die Bandbreite gemessen und wie?

 

Grundsätzlich ist eine Messung der Bandbreite dann nötig um sicherzustellen, dass kostenpflichtige Verbindungen auch das leisten, was sie versprechen. Das gilt für private Nutzer und Unternehmen gleichermaßen. Private Nutzer können mithilfe eines Online-Bandbreitentest herausfinden, ob der vom Internetdienstanbieter berechnete Anteil der Verbindung, tatsächlich genutzt werden kann. Unternehmen hingegen, können den Durchsatz zwischen Büros messen, die mit einer von der Telefongesellschaft geleasten Leitungsverbindung verbunden werden.

Für gewöhnlich erfolgt die Messung der Bandbreite mithilfe von Software oder Firmware und einer Netzwerkschnittstelle. Zu den üblichen Hilfsprogrammen für die Bandbreitenmessung zählen der Test TCP kurz TTCP und der PRTG Netzwerk Monitor.

• Beim TTCP wird der Durchsatz in einem IP-Netzwerk zwischen zwei Hosts gemessen. Ein Host ist der Empfänger, der andere der Sender. Jede Seite zeigt die Anzahl der übertragenen Bytes und die Zeit an, die jedes Datenpaket für die Übertragung in einer Richtung braucht.
• Beim PRTG wird eine grafische Oberfläche und Diagramme zur Messung von Bandbreitentrends über längere Zeiträume bereitgestellt, wobei man den Datenverkehr zwischen unterschiedlichen Schnittstellen messen kann.

In der Regel wird zur Messung der Bandbreite die gesamte Datenmenge gezählt, die während eines bestimmten Zeitraums gesendet und empfangen wurde. Die resultierenden Messgrößen werden dann als Zahl pro Sekunde ausgedrückt.

Eine weitere Methode zur Messung der Bandbreite besteht darin, eine Datei oder mehrere Dateien bekannter Größe zu übertragen und zu messen, wie lange die Übertragung dauert. Das Ergebnis wird in Bit/s konvertiert, indem die Größe der Dateien durch die für die Übertragung erforderliche Zeit geteilt wird. Diese Methode wird in den meisten Tests der Internetgeschwindigkeit verwendet, um die Verbindungsgeschwindigkeit eines Computers mit dem Internet zu ermitteln.

Allerdings ist an dieser Stelle erwähnenswert, dass in echten Netzwerken die Bandbreite mit der Zeit je nach Nutzungs- und Netzwerkbedingungen variiert. Infolgedessen sagt eine einzelne Bandbreitenmessung sehr wenig über die tatsächliche Bandbreitennutzung aus. Eine Reihe von Messungen kann nützlicher sein, wenn Durchschnittswerte oder Trends bestimmt werden sollen.

Bevor wir nun zum Schluss unseres heutigen Podcast kommen, möchte ich noch ganz kurz auf den Unterschied Bandbreite und Durchsatz eingehen.

Durchsatz und Bandbreite sind Begriffe, die die Fähigkeit eines Geräts zum Übertragen von Daten in einem Netzwerk beschreiben. Der Hauptunterschied zwischen Durchsatz und Bandbreite ist, das sich die Bandbreite auf die maximal mögliche Geschwindigkeit bezieht, mit der ein Gerät Daten übertragen kann, wohingegen der Durchsatz sich auf die tatsächliche Geschwindigkeit bezieht, mit der ein Gerät zu einem bestimmten Zeitpunkt Daten überträgt.

So liebe IT Profis, das wars auch schon für heute vom IT Manager Podcast, ich hoffe es hat Ihnen gefallen – wenn ja freue ich mich wie immer sehr über ein Like auf Facebook und eine fünf Sterne Bewertung bei iTunes.

Nächste Woche Freitag gibt es dann natürlich wieder eine neue Folge des IT Manager Podcasts.

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