スループット理論値

新規：2003年07月20日

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ネットワークのスループット理論値を計算から導く内容です。
注)参考書を元に書き出します。

【スループット理論値】

理論値：環境やドライバ等がBESTな状態にある場合の最高スループット値です。

「有線10Mイーサネット」
規格値：10Mbps
理論値：約9.5Mbps

「無線IEEE802.11b」
規格値：11Mbps
理論値：約6.2Mbps

「無線IEEE802.11a」
規格値：54Mbps
理論値：約30Mbps

【スループット実力値(参考)】

実力値：環境やドライバ等によって得られる実際の最高スループット値です。

「有線10Mイーサネット」
実力値：約8.9Mbps

「無線IEEE802.11b」
実力値：約4.5Mbps

「無線IEEE802.11a」
実力値：約22Mbps

IEEE802.11bの中でも「シスコシステムズ」製だけは、ほぼ理論値のスループットが得られる様です。
IEEE802.11b、IEEE802.11a共にWEPは非設定。(設定時はさらに低下あり)

【スループット理論値の導き方】

図1

10MイーサネットとIEEE802.11bの比較

「有線10Mイーサネット」
イーサネット・フレーム送信データ最大サイズ：1500バイト(12000ビット)
　データ前後イーサネットヘッダー：14バイト(112ビット)
　エラー訂正FCS(フレームチェックシーケンス)：4バイト(32ビット)
フレーム前プリアンプル信号：8バイト(64ビット)
フレーム間ギャップ：12バイト(96ビット)

合計：1538バイト(12304ビット)

TCP/IPヘッダー：各20バイト(各160ビット)

1つのフレームで送信出来る最大データ量
　　：1500－(20×2)＝1460バイト(11680ビット)

10Mイーサネットの場合：連続10Mbpsで送信
1538バイト(12304ビット)の送信時間：1230マイクロ秒

理論的最大スループット
　　：11680(ビット)÷1230(マイクロ秒)＝9.496(Mbps)
　　　(1168÷1230×100＝95パーセント)

「無線IEEE802.11b」
イーサネット・フレーム送信データ最大サイズ：1500バイト(12000ビット)
　データ前後イーサネットヘッダー：32バイト(256ビット)
　エラー訂正FCS(フレームチェックシーケンス)：4バイト(32ビット)

合計：1536バイト(12288ビット)

フレーム前プリアンプル信号とPLCPヘッダー送信時間：192マイクロ秒
　PLCP(フィジカルレイヤーコンバージェンスプロトコル)
フレーム間ギャップとランダム待ち時間：360マイクロ秒
ACKフレーム受け取り待ち時間：213マイクロ秒

IEEE802.11bの場合：連続11Mbpsで送信
1536バイト(12288ビット)の送信時間：1117マイクロ秒

1つのフレームの合計：1117＋192＋360＋213＝1882マイクロ秒

理論的最大スループット
　　：11680(ビット)÷1882(マイクロ秒)＝6.206(Mbps)
　　　(1062÷1882×100＝56パーセント)

となります。

100Mイーサネットと無線IEEE802.11aも基本的しくみは同様ですから比率計算から導き出すと
・100Mイーサネット：100Mbps×0.95＝約95(Mbps)
・無線IEEE802.11a：54Mbps×0.56＝約30(Mbps)
となります。

（2003年07月　新規作成）