信道帶寬和速率
❶ 帶寬和傳輸速率有什麼不同
頻帶就是指頻率范圍,
帶寬的兩種概念
如果從電子電路角度出發,帶寬(Bandwidth)本意指的是電子電路中存在一個固有通頻帶,這個概念或許比較抽象,我們有必要作進一步解釋。大家都知道,各類復雜的電子電路無一例外都存在電感、電容或相當功能的儲能元件,即使沒有採用現成的電感線圈或電容,導線自身就是一個電感,而導線與導線之間、導線與地之間便可以組成電容——這就是通常所說的雜散電容或分布電容;不管是哪種類型的電容、電感,都會對信號起著阻滯作用從而消耗信號能量,嚴重的話會影響信號品質。這種效應與交流電信號的頻率成正比關系,當頻率高到一定程度、令信號難以保持穩定時,整個電子電路自然就無法正常工作。為此,電子學上就提出了「帶寬」的概念,它指的是電路可以保持穩定工作的頻率范圍。而屬於該體系的有顯示器帶寬、通訊/網路中的帶寬等等。
而第二種帶寬的概念大家也許會更熟悉,它所指的其實是數據傳輸率,譬如內存帶寬、匯流排帶寬、網路帶寬等等,都是以「位元組/秒」為單位。我們不清楚從什麼時候起這些數據傳輸率的概念被稱為「帶寬」,但因業界與公眾都接受了這種說法,代表數據傳輸率的帶寬概念非常流行,盡管它與電子電路中「帶寬」的本意相差很遠。
對於電子電路中的帶寬,決定因素在於電路設計。它主要是由高頻放大部分元件的特性決定,而高頻電路的設計是比較困難的部分,成本也比普通電路要高很多。這部分內容涉及到電路設計的知識,對此我們就不做深入的分析。而對於匯流排、內存中的帶寬,決定其數值的主要因素在於工作頻率和位寬,在這兩個領域,帶寬等於工作頻率與位寬的乘積,因此帶寬和工作頻率、位寬兩個指標成正比。不過工作頻率或位寬並不能無限制提高,它們受到很多因素的制約
數據傳輸速率
1)數據傳輸速率--每秒傳輸二進制信息的位數,單位為位/秒,記作bps或b/s。
計算公式: S=1/T log2N(bps) ⑴
式中 T為一個數字脈沖信號的寬度(全寬碼)或重復周期(歸零碼)單位為秒;
N為一個碼元所取的離散值個數。
通常 N=2K,K為二進制信息的位數,K=log2N。
N=2時,S=1/T,表示數據傳輸速率等於碼元脈沖的重復頻率。
2)信號傳輸速率--單位時間內通過信道傳輸的碼元數,單位為波特,記作Baud。
計算公式: B=1/T (Baud)
式中 T為信號碼元的寬度,單位為秒.
信號傳輸速率,也稱碼元速率、調制速率或波特率。
由⑴、⑵式得: S=B log2N (bps) 或 B=S/log2N (Baud) 帶寬越大,數據傳輸速率越大
❷ 帶寬和傳輸速率的關系
所謂 1M 寬頻,其實是指 1Mbps (兆比特每秒),亦即 1 x 1024 / 8 = 128KB/sec,但這只是理論上的速度,實際上則要再扣約 12% 的信息頭標識等各種控制訊號,故其傳輸速度上限應為 112KB/sec 左右。
寬頻與實際速度的大致對應關系如下:
1 M =112 KB/s
2 M =225 KB/s
8 M =901 KB/s
10 M =1126 KB/s
❸ 帶寬和傳輸速率的關系是什麼
所謂 1M 寬頻,其實是指 1Mbps (兆比特每秒),亦即 1 x 1024 / 8 = 128KB/sec,但這只是理論上的速度,實際上則要再扣約 12% 的信息頭標識等各種控制訊號,故其傳輸速度上限應為 112KB/sec 左右。
寬頻與實際速度的大致對應關系如下:
1 M =112 KB/s
2 M =225 KB/s
8 M =901 KB/s
10 M =1126 KB/s
❹ 帶寬和傳輸速率有什麼不同
帶寬是通道來傳輸信息的自能力;傳輸速率是單位時間內在通道中傳輸的信息量。
1、什麼是無線信道
無線信道也就是常說的無線的「頻段(Channel)」,其是以無線信號作為傳輸媒體的數據信號傳送通道。
大家知道,在進行無線網路安裝,一般使用無線自帶的管理工具,設置連接參數,無論哪種無線網路的最主要的設置項目都包括網路模式(集中式還是對等式無線網路)、SSID、信道、傳輸速率四項,只不過一些無線設備的驅動或設置軟體將這些步履簡化了,一般使用默認設置(也就是不需要任何設置)就能很容易的使用無線網路。
2、信道的數量及影響:
無線上一般標有1~13個頻道可以選擇,以防止干擾,但並不是獨立的13個頻道。這裡面有個復用技術問題,不多解釋了。簡單把正確知識介紹如下:
信道可以比作RJ45的網線,一共有11各可用信道。考慮到相鄰的兩個無線AP之間有信號重疊區域,為保證這部分區域所使用的信號信道不能互相覆蓋,具體地說信號互相覆蓋的無線AP必須使用不同的信道,否則很容易造成各個無線AP之間的信號相互產生干擾,從而導致無線網路的整體性能下降。
不過,每個信道都會干擾其兩邊的頻道,計算下來也就有三個有效頻道,請各位有很多無線設備的米人,一定要注意頻段分割。
但很多問題,也會因為追求便利而產生,大家知道,常用的IEEE 802.11b/g工作在2.4~2.4835GHz頻段,這些頻段被分為11或13個信道。當在無線AP無線信號覆蓋范圍內有兩個以上的AP時,需要為每個AP設定不同的頻段,以免共用信道發生沖突。而很多用戶使用的無線設備的默認設置都是Channel為1,當兩個以上的這樣的無線AP設備相「遇」時沖突就在所難免。
為什麼現在無線信道的沖突如此讓人關注,這除了家用或辦公無線設備因為價格的不斷走低而呈幾何級數增長外,無線標準的天生缺撼也是造成目前這種窘境的重要原因:
眾所周知,目前主流的無線都是由IEEE(美國電氣電工協會)所制定,在IEEE認定的三種無線標准IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11a中,其信道數是有差別的。
3、信道帶寬
●IEEE802.11b
採用2.4GHz頻帶,調制方法採用補償碼鍵控(CKK),共有「3」個不重疊的傳輸信道。傳輸速率能夠從11Mbps自動降到5.5Mbps,或者根據直接序列擴頻技術調整到2Mbps和1Mbps,以保證設備正常運行與穩定。
●IEEE802.11a
擴充了標準的物理層,規定該層使用5GHz的頻帶。該標准採用OFDM調制技術,共有「12」個非重疊的傳輸信道,傳輸速率范圍為6Mbps-54Mbps。不過此標准與IEEE802.11b標准並不兼容。支持該的無線AP及無線網卡,在市場上較少見。
●IEEE802.11g
該標准共有「3」個不重疊的傳輸信道。雖然同樣運行於2.4GHz,但向下兼容IEEE802.11b,而由於使用了與IEEE802.11a標准相同的調制方式OFDM(正交頻分),因而能使無線區域網達到54Mbps的數據傳輸率。
從上我們可以看出,無論是IEEE802.11b還是IEEE802.11g標准其都只支持3個不重疊的傳輸信道信道,只有信道1、6、11或13是不沖突的,但使用信道3的設備會干擾1和6,使用信道9的設備會干擾6和13……。
在802.11b/g情況下,可用信道在頻率上都會重疊交錯,導致網路覆蓋的服務區只有三條非重疊的信道可以使用,結果這個服務區的用戶只能共享這三條信道的數據帶寬。這三條信道還會受到其它無線電信號源的干擾,因為802.11b/g WLAN標准採用了最常用的2.4 GHz無線電頻段。而這個頻段還被用於各種應用,如藍牙無線連接、手機甚至微波爐,這些應用在這個頻段產生的干擾可能會進一步限制WLAN用戶的可用帶寬。
而在同樣是54Mbps的傳輸速率的802.11g與802.11a標准中,802.11a在信道可用性方面更具優勢。這是因為802.11a工作在更加寬松的5GHz頻段,擁有12條非重疊信道,而802.11b/g只有11條,並且只有3條是非重疊信道(Channel 1、Channel 6、Channel 11或Channel 13)。所以802.11g在協調鄰近接入點的特性上不如802.11a。由於802.11a的12條非重疊信道能給接入點提供更多的選擇,因此它能有效降低各信道之間的沖突。
但事物的兩面性在IEEE802.11a上表現無遺,802.11a也正因為頻段較高,使得802.11a的傳輸距離大打折扣,其無線AP的覆蓋范圍只有802.11b/g的一半左右或更低,以實際情況來說,如果一個802.11b無線AP的室內覆蓋可達80米,那麼802.11a就只能達到30米左右。此外,由於設計復雜,基於802.11a標準的無線產品的成本要比802.11b高的多。信道數占優不向下兼容的802.11a最終在市場上失敗也就不難理解。
當然,802.11g以54Mbps的高速和向下兼容802.11b的優勢擊敗了802.11a,但隨無線設備的普及化802.11b/g目前也面臨困窘。802.11a支持12條非重疊信道,因此其總帶寬為54Mbps*12=648Mbps。而802.11g只支持3條非重疊信道,其總帶寬僅為54Mbps*3=162Mbps。也就是說,當接入的客戶端數目較少時,你也許分辨不出802.11a和802.11g的速度差別,但隨著客戶端數目的增加,數據流量的增大,802.11g便會越來越慢,直至帶寬耗盡,更不用說802.11b了。
很多人認為intel新推出的迅馳2代中使用的英特爾PRO/無線2195A/B/G三頻無線網卡新增支持802.11a標准,看做是一種市場的倒退或止步不前,但我們通過以上以上分析,你會發現Intel或許也正面對這種802.11b/g所帶來的信道和帶寬困惑,至少目前從國外無線普及較早的國外用戶的反饋來看,事實正是如此。
此外,雖然目前一些廠商已在開發一種可在雙頻工作的能夠兼容802.11a(5GHz)和802.11g(2.4GHz)的無線區域網方案,但一個雙頻接入點通常需要兩個獨立的射頻模塊及相應獨立的數據處理能力,這將導致成本在獨立型設備上的居高不下。而意法半導體(STMicroelectronics)的頻段交錯技術等方案其採用頻段交錯技術的接入點在兩個頻段之間交替工作,而不是同時工作在兩個頻段內,雖然能降低成本,但其仍比普通的單頻接入節點的成本要高。所以,Intel在新一代迅馳中兼容802.11a標准,可以看做是一種新無線標准尚未出台前的一種無奈的對此有強列需求的用戶短期解決方案。
此外,為什麼說常用的IEEE 802.11b/g工作在2.4~2.4835GHz頻段,這些頻段被分為11或13個信道——為何有的是11個信道有的又是13個信道呢?這是各國各地區的標准不同,北美/FCC標准,其採用2.412~2.462GHz,共有11信道,其中1、6、11信道為不重疊的傳輸信道信道;歐洲/ETSI標准,其採用2.412~2.472GHz,共有13信道,其中1、6、13信道為不重疊的傳輸信道信道;小日本,其採用2.412~2.484GHz,14信道,除此而外,還有法國4信道、西班牙2信道等非主流標准。如果無線網卡支持,在安裝驅動進行地區信道標准選擇時,一般建議選擇FCC(北美)或ETSI(歐洲)標准即可。
❻ 寬頻,傳輸速率與信道容量的關系
1.數據傳輸速率
1)數據傳輸速率--每秒傳輸二進制信息的位數,單位為位/秒,記作bps或b/s。
計算公式: S=1/T log2N(bps) ⑴
式中 T為一個數字脈沖信號的寬度(全寬碼)或重復周期(歸零碼)單位為秒;
N為一個碼元所取的離散值個數。
通常 N=2K,K為二進制信息的位數,K=log2N。
N=2時,S=1/T,表示數據傳輸速率等於碼元脈沖的重復頻率。
2)信號傳輸速率--單位時間內通過信道傳輸的碼元數,單位為波特,記作Baud。
計算公式: B=1/T (Baud) ⑵
式中 T為信號碼元的寬度,單位為秒.
信號傳輸速率,也稱碼元速率、調制速率或波特率。
由⑴、⑵式得:S=B log2N(bps) ⑶
或B=S/log2N(Baud) ⑷
2.信道容量
1)信道容量表示一個信道的最大數據傳輸速率,單位:位/秒(bps)
信道容量與數據傳輸速率的區別是,前者表示信道的最大數據傳輸速率,是信道傳輸數據能力的極限,而後者是實際的數據傳輸速率。像公路上的最大限速與汽車實際速度的關系一樣。
2)離散的信道容量
奈奎斯特(Nyquist)無雜訊下的碼元速率極限值B與信道帶寬H的關系:
B=2 H (Baud) ⑸
奈奎斯特公式--無噪信道傳輸能力公式:
C=2 H log2N (bps) ⑹
式中 H為信道的帶寬,即信道傳輸上、下限頻率的差值,單位為Hz;
N為一個碼元所取的離散值個數。
3)連續的信道容量
香農公式--帶噪信道容量公式:
C=H log2(1+S/N) (bps) ⑺
式中 S為信號功率,
N為雜訊功率,
S/N為信噪比,通常把信噪比表示成10lg(S/N)分貝(dB)。3.帶寬通常指信號所佔據的頻帶寬度;在被用來描述信道時,帶寬是指能夠有效通過該信道的信號的最大頻帶寬度。一個連接每秒能夠發送的按位計算的數據量(單位:bps)。一種衡量網路傳送信息能力的單位。例如,通過網路傳送圖像信息時,其帶寬比文本信息的帶寬大。對網路管理員而言,帶寬是一個很重要的數據。
❼ 計算機網路中帶寬和傳輸速率的區別是什麼
速率是指計算機在網路上傳送數據,帶寬是指網路能夠允許的傳送數據的最高速度。
❽ 說明信道傳輸的速率與信道帶寬之間的關系是什麼什麼是低通信道
數據傳輸速率的定義
數據傳輸速率是描述數據傳輸系統的重要技術指標之一。數據傳輸速率在數值上等於每秒種傳輸構成數據代碼的二進制比特數,單位為比特/秒(bit/second),記作bps。對於二進制數據,數據傳輸速率為:
S=1/T(bps)
其中,T為發送每一比特所需要的時間。例如,如果在通信信道上發送一比特0、1信號所需要的時間是0.001ms,那麼信道的數據傳輸速率為1 000 000bps。
在實際應用中,常用的數據傳輸速率單位有:kbps、Mbps和Gbps。其中:
1kbps=103bps 1Mbps=106kbps 1Gbps=109bps
帶寬與數據傳輸速率
在現代網路技術中,人們總是以「帶寬」來表示信道的數據傳輸速率,「帶寬」與「速率」幾乎成了同義詞。信道帶寬與數據傳輸速率的關系可以奈奎斯特(Nyquist)准則與香農(Shanon)定律描述。
奈奎斯特准則指出:如果間隔為π/ω(ω=2πf),通過理想通信信道傳輸窄脈沖信號,則前後碼元之間不產生相互竄擾。因此,對於二進制數據信號的最大數據傳輸速率Rmax與通信信道帶寬B(B=f,單位Hz)的關系可以寫為:
Rmax=2.f(bps)
對於二進制數據若信道帶寬B=f=3000Hz,則最大數據傳輸速率為6000bps。
奈奎斯特定理描述了有限帶寬、無雜訊信道的最大數據傳輸速率與信道帶寬的關系。香農定理則描述了有限帶寬、有隨機熱雜訊信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關系。
香農定理指出:在有隨機熱雜訊的信道上傳輸數據信號時,數據傳輸速率Rmax與信道帶寬B、信噪比S/N的關系為:
Rmax=B.log2(1+S/N)
式中,Rmax單位為bps,帶寬B單位為Hz,信噪比S/N通常以dB(分貝)數表示。若S/N=30(dB),那麼信噪比根據公式:
S/N(dB)=10.lg(S/N)
可得,S/N=1000。若帶寬B=3000Hz,則Rmax≈30kbps。香農定律給出了一個有限帶寬、有熱雜訊信道的最大數據傳輸速率的極限值。它表示對於帶寬只有3000Hz的通信信道,信噪比在30db時,無論數據採用二進制或更多的離散電平值表示,都不能用越過0kbps的速率傳輸數據。
因此通信信道最大傳輸速率與信道帶寬之間存在著明確的關系,所以人們可以用「帶寬」去取代「速率」。例如,人們常把網路的「高數據傳輸速率」用網路的「高帶寬」去表述。因此「帶寬」與「速率」在網路技術的討論中幾乎成了同義詞。
帶寬:信號傳輸頻率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量:單位時間內傳輸的最大碼元數(Baud),或單位時間內傳輸的最大二進制數(b/s)。數據傳輸速率:每秒鍾傳輸的二進制數(b/s)。
帶寬 :信道可以不失真地傳輸信號的頻率范圍。為不同應用而設計的傳輸媒體具有不同的信道質量,所支持的帶寬有所不同。
信道容量:信道在單位時間內可以傳輸的最大信號量,表示信道的傳輸能力。信道容量有時也表示為單位時間內可傳輸的二進制位的位數(稱信道的數據傳輸速率,位速率),以位/秒(b/s)形式予以表示,簡記為bps。
數據傳輸率:信道在單位時間內可以傳輸的最大比特數。信道容量和信道帶寬具有正比的關系:帶寬越大,容量越大。(這句話是說,信道容量只是在受信噪比影響的情況下的信息傳輸速率)
低通信道:
任何實際的信道帶寬都是有限的,在傳輸信號時帶來的各種失真以及存在的多種干擾,使得信道上的碼元傳輸速率有一個上限。1924年奈奎斯特推導出在具有理想低通矩形特性的信道的情況下的最高碼元傳輸速率公式:
理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2W Baud
W :理想低通信道的帶寬,單位為赫;Baud:波特,碼元傳輸速率單位,1波特為每秒傳送1個碼元。奈氏准則的另一種表達方法是:每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒傳送2個碼元。
對於具有理想帶通矩形特性的信道(帶寬為W),奈氏准則就變為
理想帶通信道的最高碼元傳輸速率=W Baud
即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒傳送1個碼元。