時々、イーサネット ケーブルなどの帯域幅がビット/秒ではなくヘルツで表記されているのを見ます。これは伝送速度について何を示していますか? ビット/秒に変換できますか?
例えば：
あるケーブルの帯域幅がヘルツ単位で 20 MHz の場合、20 Mbit/s であると想定できますか?
答え1
ケーブルには固有のビット伝送速度はありませんが、帯域幅は測定可能な特性です。ケーブルはローパス フィルターと考えることができます。すべてのケーブルは DC (f = 0Hz) を通過できますが、一部のケーブルではメガヘルツ範囲で信号損失が発生します。一方、同軸ケーブルはギガヘルツ範囲まで到達できます。
ケーブルは、連続的な（つまりアナログの）電気エネルギーである信号電圧を運ぶことができます。電圧は量子化できないため、デジタル情報が量子化されない限り、ケーブルはデジタルデータを運ぶことはできません。変調された（または変換して）送信用の波形に変換します。デジタルデータに使用される最も単純な変調は振幅変調、一般にデジタル レベルまたはロジック レベルとして知られています。ロジック レベルは、オンボード回路や非常に短いケーブルには適しています。ロジック レベルは、実装が簡単で安価ですが、帯域幅を非効率的に使用し、エネルギーのバランスが取れていないため、長い伝送ケーブルには使用されません (論理 1 または 0 の長い文字列の最悪のケースを考えてみましょう)。
変調の選択は、ケーブルの帯域幅と減衰特性、および送信/受信電子機器の複雑さに基づいて行われます。デジタル情報の変調では、位相と振幅を使用できます。変調によって、シンボルごとに送信されるビット数が決まります。たとえば、QAM256 では、1 つのシンボルあたり 8 データ ビットを送信できますが、高度なトランシーバー電子機器が必要です。
補遺
ビットのレートでなければ、これらのサイクルは正確には何でしょうか?
純粋な正弦波のサイクル (つまり、単一の周波数、基本波のみ、高調波なし)。
デジタル データ信号 (高/低ロジック レベルを使用) には、基本クロック レートの 10 倍から 100 倍の周波数成分が含まれます。フーリエ級数に精通している場合は、方形波が関連する周波数の正弦波の無限の合計に相当することをご存知でしょう。
帯域幅はヘルツまたは1秒あたりのサイクル数で測定されます。一般的なケーブルの場合、帯域の下限周波数はDCまたは0HZで、上限周波数は純粋な正弦波特定の長さのケーブルにわたって大幅に減衰しない (例: -3dB) 特定の電圧。 信号減衰ケーブルの固有の特性であり、通常はケーブルの仕様書に周波数 (純粋な正弦波) と長さの関数として表形式で記載されます。
転送速度 (例: ビット/秒) は設計仕様によって決定され、(少なくとも) 以下の要素によって決まります。
- ケーブルの種類と長さ、
- トランシーバー電子機器の性能とコスト、
- コネクタ設計、
- 選択された変調、および
- プロトコル (例: Ethernet は 10 の累乗を選択し (その後、全二重の場合は 2 倍にします)、SATA は 1500 の倍数を選択します)。
動作の信頼性のために、実際に選択される転送速度は理論上の最大速度を下回る場合があります。
ケーブルには固有のビット伝送速度はありませんが、帯域幅は測定可能な特性です。したがって、この 2 つの数値を変換する式はありません。
答え2
これらは同じではありません。ビット/秒は、データのビットが伝送媒体 (ケーブル、無線、または光チャネル) を通過する速度を指します。イーサネット ケーブルのヘルツは、ケーブルの長さにわたって信号を忠実に再現するのに十分な高い周波数を伝送する能力を指します。ケーブルの品質が高いほど、周波数定格が高くなり、処理できるコード化信号のビット/秒が多くなります。処理できるビット数は、データの伝送に使用される信号の種類やケーブルの長さなどの他の要因によっても異なります。
答え3
としてウィキペディアによれば:
... ラインのシャノン容量は
、
(線形)信号対雑音比で です。
したがって、計算を可能にするには、2 番目の回線特性、つまり回線のビット/秒帯域幅の SNR が必要です。