带宽(以比特/秒为单位)

带宽(以比特/秒为单位)

有时我看到以太网电缆的带宽以赫兹而不是比特/秒表示。这说明传输速率如何?可以将其转换为比特/秒吗?

例如:

如果某根电缆的带宽(以赫兹为单位)为 20 Mhz,那么可以假定为 20 Mbit/s 吗?

答案1

电缆本身不具有任何比特传输率,而带宽是可测量的属性。电缆可以看作是一个低通滤波器。所有电缆都可以通过直流电 (f = 0Hz),但有些电缆在兆赫兹范围内会有信号损失,而同轴电缆可以达到千兆赫兹范围。

电缆可以传输信号电压,即连续(即模拟)形式的电能。电压无法量化,因此电缆无法传输数字数据,除非该数字信息是已调制(或转换)成波形进行传输。用于数字数据的最简单的调制是调幅,通常称为数字或逻辑电平。逻辑电平适用于板载电路和非常短的电缆。逻辑电平不用于较长的传输电缆,因为尽管实现起来简单且成本低廉,但它对带宽的使用效率低下,并且能量不平衡(考虑一长串逻辑 1 或 0 的最坏情况)。

调制方式的选择是基于电缆的带宽和衰减特性以及发射/接收电子设备的复杂性而做出的折衷。数字信息的调制可以采用相位和振幅。调制将决定每个符号传输的位数。例如,QAM256 可以在每个符号中传输 8 个数据位,但需要复杂的收发电子设备。

附录

如果不是比特率,这些周期到底是什么?

纯正弦波的周期(即单一频率,仅基波,无谐波)。

数字数据信号(使用高/低逻辑电平)的频率分量是基本时钟频率的 10 倍到 100 倍。如果您熟悉傅里叶级数,那么您就会知道方波相当于相关频率的正弦波的无限总和。

带宽以赫兹或每秒周期数来衡量。对于典型的电缆,带宽的最低频率是 DC 或 0HZ,而最高频率则是纯正弦波在给定长度的电缆上,给定电压不会显着衰减(例如-3dB)。 信号衰减是电缆的固有属性;它通常在电缆的规格表中以频率(纯正弦波)和长度的函数形式列出。

传输速率(例如,每秒位数)由设计规范确定,并且是(至少)以下项的函数:

  • 电缆类型和长度,
  • 收发器电子设备的功能和成本,
  • 连接器设计,
  • 所选的调制方式,以及
  • 协议(例如,以太网选择 10 的幂(然后将其加倍以实现全双工),SATA 选择 1500 的倍数)。

为了操作可靠性,实际选择的传输速率可能低于理论最大速率。

电缆本身不具有任何比特传输率,而带宽是可测量的属性。因此,这两个数字之间没有换算公式。

答案2

它们并不相同。每秒位数是指数据位通过传输介质(电缆、无线电或光学通道)的速率。以太网电缆的赫兹是指其承载足够高的频率以在电缆长度上忠实再现信号的能力。电缆越好,其频率额定值越高,每秒可处理的编码信号位数就越多。具体数字还取决于其他因素,例如用于承载数据的信号类型和电缆长度。

答案3

作为维基百科说

...线的香农容量为带宽 \times \log_2(1 + \frac{P_u}{P_n}),具有\frac{P_u}{P_n}(线性)信噪比。

因此,需要第二个线路特性:线路的 SNR 和每秒比特带宽才能计算。

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