數(shù)據(jù)傳輸速率的定義
數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一。數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上等于每秒種傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為比特/秒(bit/second)，記作bps。對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為：
S=1/T(bps)
其中，T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間。例如，如果在通信信道上發(fā)送一比特0、1信號(hào)所需要的時(shí)間是0.001ms，那么信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為1 000 000bps。
在實(shí)際應(yīng)用中，常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：
1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps
帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率
在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，人們總是以“帶寬”來表示信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，“帶寬”與“速率”幾乎成了同義詞。信道帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系可以奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)則與香農(nóng)(Shanon)定律描述。
奈奎斯特準(zhǔn)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(hào)，則前后碼元之間不產(chǎn)生相互竄擾。因此，對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬B（B=f,單位Hz)的關(guān)系可以寫為：
Rmax＝2.f(bps)
對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)若信道帶寬B=f=3000Hz，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6000bps。
奈奎斯特定理描述了有限帶寬、無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系。香農(nóng)定理則描述了有限帶寬、有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關(guān)系。
香農(nóng)定理指出：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與信道帶寬B、信噪比S/N的關(guān)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(shù)表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根據(jù)公式：
S/N(dB)=10.lg(S/N)
可得，S/N＝1000。若帶寬B=3000Hz，則Rmax≈30kbps。香農(nóng)定律給出了一個(gè)有限帶寬、有熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率的極限值。它表示對(duì)于帶寬只有3000Hz的通信信道，信噪比在30db時(shí)，無論數(shù)據(jù)采用二進(jìn)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(shù)據(jù)。
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(guān)系，所以人們可以用“帶寬”去取代“速率”。例如，人們常把網(wǎng)絡(luò)的“高數(shù)據(jù)傳輸速率”用網(wǎng)絡(luò)的“高帶寬”去表述。因此“帶寬”與“速率”在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的討論中幾乎成了同義詞。
帶寬：信號(hào)傳輸頻率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)(Baud)，或單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)淖畲蠖M(jìn)制數(shù)(b/s)。數(shù)據(jù)傳輸速率：每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)(b/s)。
帶寬 :信道可以不失真地傳輸信號(hào)的頻率范圍。為不同應(yīng)用而設(shè)計(jì)的傳輸媒體具有不同的信道質(zhì)量，所支持的帶寬有所不同。
信道容量:信道在單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲笮盘?hào)量，表示信道的傳輸能力。信道容量有時(shí)也表示為單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)亩M(jìn)制位的位數(shù)（稱信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，簡(jiǎn)記為bps。
數(shù)據(jù)傳輸率:信道在單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)。信道容量和信道帶寬具有正比的關(guān)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(shí)際的信道帶寬都是有限的，在傳輸信號(hào)時(shí)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(gè)上限。1924年奈奎斯特推導(dǎo)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(gè)碼元。奈氏準(zhǔn)則的另一種表達(dá)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(gè)碼元。
對(duì)于具有理想帶通矩形特性的信道（帶寬為W），奈氏準(zhǔn)則就變?yōu)?br>
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(gè)碼元。
本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)
點(diǎn)擊舉報(bào)。
