Nutzdatenrate

Die Nutzdatenrate bezeichnet die Menge der tatsächlich übertragenen Nutzdaten pro Zeiteinheit in einem Kommunikationssystem. Sie misst, wie viel Nutzdaten aus der Gesamtübertragungskapazität erzielt wird. Typischerweise wird sie in Bit pro Sekunde (bit/s) oder Byte pro Sekunde (B/s) angegeben. Im Gegensatz dazu berücksichtigt die Bruttodatenrate neben den Nutzdaten auch Protokoll- und Signalisierungsoverhead wie Header, Prüfsummen, Steuerinformationen und weitere Steuerdaten, die für das Übertragungsprotokoll erforderlich sind.

Berechnung und Zusammenhang: Die Nutzdatenrate ergibt sich grob aus der Bruttodatenrate multipliziert mit dem Nutzdatenanteil oder, formaler, als Bruttodatenrate minus Overhead. In vielen Fällen ist der Overhead variabel und hängt von Paketgröße, Frame-Struktur, Codierung, Modulation und Fehlerkorrektur ab. Beispiel: Eine Verbindung mit einer Bruttodatenrate von 100 Mbit/s und einem Overhead von 20 % liefert etwa 80 Mbit/s Nutzdatenrate.

Faktoren: Wichtige Einflussgrößen sind Protokoll-Overhead (Header, Adressierung, Fehlerkorrektur), Paket- bzw. Framegröße und Fragmentierung, Kodierung und Fehlerkorrektur, Retransmissionsverhalten, Multiplexing und netzwerkbedingte Kanalbedingungen. Größere MTU oder effizientere Protokolle können die Nutzdatenrate erhöhen, während dicke Header-Overheads sie verringern.

Anwendungsbeispiele: In Netzwerken wie Ethernet, WLAN oder Mobilfunk ist die Nutzdatenrate eine zentrale Größe bei der Leistungsanalyse. In Industrie- und Automotive-Kommunikation (z. B. CAN, LIN) und Speicherschnittstellen wird die Nutzdatenrate verwendet, um die effektive Nutzdatenkapazität zu bewerten. Die Nutzdatenrate ist oft weniger konstant als die Bruttodatenrate und hängt stark von Verkehrsmuster, Averaging-Methoden und Retransmissions ab.

Relevanz: Die Nutzdatenrate ist entscheidend für die Beurteilung der effektiven Leistungsfähigkeit eines Kommunikationssystems, besonders bei QoS-Anforderungen, Echtzeitanwendungen und Bandbreitenplanung. Sie dient als Maß für Kabel- und Protokoll-Effizienz und hilft beim Vergleich unterschiedlicher Technologien und Implementierungen.