頻寬(以位元/秒為單位)

頻寬(以位元/秒為單位)

有時我會看到乙太網路電纜的頻寬以赫茲而不是位元/秒為單位。這說明了傳輸速率的什麼問題?可以換算成比特/秒嗎?

例如:

如果某些電纜的頻寬(以赫茲為單位)為 20 Mhz,那麼是否可以假定為 20 Mbit/s?

答案1

電纜沒有任何固有的比特傳輸率,而頻寬是可測量的屬性。該電纜可以被認為是一個低通濾波器。所有電纜都可以透過直流電 (f = 0Hz),但某些電纜在兆赫範圍內會出現訊號損失,而同軸電纜的訊號損失可高達千兆赫範圍。

電纜可以承載訊號電壓,訊號電壓是連續(即類比)形式的電能。電壓無法量化,因此電纜無法傳輸數位數據,除非該數位資訊是調製的(或轉換)為波形進行傳輸。用於數字資料的最簡單的調製是調幅,通常稱為數位或邏輯電平。邏輯電平適用於板載電路和非常短的電纜。邏輯電平不用於較長的傳輸電纜,因為雖然實現起來既繁瑣又便宜,但它使用頻寬效率低且能量不平衡(考慮一長串邏輯 1 或 0 的最壞情況)。

調製的選擇是基於電纜的頻寬和衰減特性以及發射/接收電子設備的複雜性的折衷。數位資訊的調變可以使用相位和幅度。調製將確定每個符號傳輸的位數。例如,QAM256 每個符號可以傳送 8 個資料位,但需要複雜的收發器電子設備。

附錄

如果不是比特率,這些週期到底是什麼?

純正弦波的週期(即單一頻率,只有基波,沒有諧波)。

數位資料訊號(使用高/低邏輯電平)的頻率成分是基本時脈速率的 10 倍到 100 倍。如果您熟悉傅立葉級數,那麼您就會知道方波相當於相關頻率的正弦波的無限總和。

頻寬以赫茲或每秒週期數為單位進行測量。對於典型電纜,頻帶的底部頻率是 DC 或 0HZ,上限頻率是純電的頻率。正弦波給定電壓在給定長度的電纜上不會顯著衰減(例如-3dB)。 訊號衰減是電纜的固有屬性;它通常作為頻率(純正弦波)和長度的函數列在電纜的規格表中。

傳輸速率(例如每秒位數)由設計規格決定,並且是(至少)的函數:

  • 電纜類型和長度,
  • 收發器電子設備的功能和成本,
  • 連接器設計,
  • 所選調製,以及
  • 協定(例如,乙太網路選擇 10 的冪(然後將其加倍以實現全雙工),SATA 選擇 1500 的倍數)。

為了操作可靠性,實際選擇的傳輸速率可能低於理論最大速率。

電纜沒有任何固有的比特傳輸率,而頻寬是可測量的屬性。因此這兩個數字之間沒有換算公式。

答案2

他們不一樣。每秒位元數是指資料位元通過傳輸介質(電纜、無線電或光通道)的速率。乙太網路電纜的赫茲是指其承載足夠高頻率以在電纜長度上忠實再現訊號的能力。電纜越好,其額定頻率越高,每秒可以處理的編碼訊號位數就越多。多少還取決於其他因素,例如用於傳輸資料的訊號類型和電纜長度。

答案3

作為維基百科說:

... 線的香農容量為頻寬 \times \log_2(1 + \frac{P_u}{P_n}),具有\frac{P_u}{P_n}(線性)訊號雜訊比。

因此,需要第二條線路特性:每秒位元頻寬的線路訊號雜訊比才能進行計算。

相關內容