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帶寬和傳輸速率是一回事嗎？

發(fā)布日期：2020年01月16日   瀏覽次數(shù)：8次   編輯：深圳連訊

帶寬和傳輸速率通常被視為同義詞，但如果你在布線(xiàn)行業(yè)工作就會(huì)知道，這兩個(gè)名詞的含義實(shí)際上相差甚遠(yuǎn)。

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商或許在宣傳其可以提供500兆比特/秒（Mbps）的網(wǎng)絡(luò)速度。在這種情況下，他們實(shí)際上指的是傳輸率。在布線(xiàn)行業(yè)，帶寬是線(xiàn)纜的屬性——線(xiàn)纜向遠(yuǎn)端傳輸可識(shí)別信號(hào)的能力。

 

任何由銅或光纖鏈路傳輸?shù)男盘?hào)在抵達(dá)遠(yuǎn)端時(shí)都會(huì)發(fā)生衰減。這不單純是信號(hào)損失，也包括諸多更加復(fù)雜的因素，例如回波損耗（反射），而且在銅芯線(xiàn)纜中，還包括串?dāng)_。線(xiàn)纜生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)他們的銅纜或者光纜時(shí)，都希望能夠以更高的速率傳輸這些原始信號(hào)（帶寬）。

 

對(duì)于銅纜，你或許聽(tīng)說(shuō)過(guò)，六類(lèi)線(xiàn)的帶寬為250MHz，而超六類(lèi)的帶寬是500MHz。帶寬參數(shù)通常被印刷在線(xiàn)纜的套管上。這就造成了很多困擾，因?yàn)槲覀円詾榫W(wǎng)絡(luò)的帶寬是以Mb/s或者Gb/s表示的。這并不意味著我們之前的認(rèn)知是錯(cuò)誤的——超六類(lèi)線(xiàn)纜能夠運(yùn)行在500MHz的帶寬下，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的帶寬也可以達(dá)到10Gb/s。

 

那么，為什么使用兆赫茲（MHz）來(lái)定義各種類(lèi)級(jí)別的線(xiàn)纜帶寬呢？兆赫茲是頻率單位，或者說(shuō)一種波在一秒中的時(shí)間里完成波動(dòng)循環(huán)的次數(shù)——1赫茲相當(dāng)于1秒鐘完成一個(gè)循環(huán)周期，而1兆赫茲則等于每秒完成100萬(wàn)個(gè)循環(huán)周期。速度和頻率之間的關(guān)系有些復(fù)雜，但簡(jiǎn)而言之，為了承載更多比特位的數(shù)據(jù)，所需的頻率也更高。每個(gè)數(shù)據(jù)比特被編碼在一個(gè)載波頻率上，而每秒鐘可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量則取決于數(shù)據(jù)發(fā)射端設(shè)備的信號(hào)編碼方案。

 

回到五類(lèi)線(xiàn)時(shí)代，帶寬和數(shù)據(jù)率是相同的——100MHz的線(xiàn)纜能夠傳輸100Mb/s的數(shù)據(jù)。但網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)人員卻開(kāi)發(fā)出了一些更加優(yōu)質(zhì)的編碼方案，例如脈沖幅度調(diào)制（PAM）和DSQ128，從而打破了帶寬和傳輸率一比一的比例關(guān)系。待六類(lèi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)誕生之時(shí)，人們就已經(jīng)能夠使用250MHz帶寬的線(xiàn)纜驅(qū)動(dòng)10Gbps的傳輸率了。正是通過(guò)這種方法，NBASE-T能夠讓超五類(lèi)線(xiàn)纜達(dá)到2.5甚至5 Gbps的傳輸速率，也是線(xiàn)纜供應(yīng)商無(wú)需重新部署入戶(hù)線(xiàn)路即可提高互聯(lián)網(wǎng)接入速度的原因。

 

分散厭惡

對(duì)于多模光纜布線(xiàn)，我們可以看到一項(xiàng)名為有效模式帶寬（EMB）的參數(shù)。有效模式帶寬的單位是兆赫茲千米（MHz-km），用于描述某條光纖在給定波長(zhǎng)下能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，而且數(shù)值大小取決于光纖的多種特性。有效模式帶寬同長(zhǎng)度有關(guān)，一條有效模式帶寬為200MHz-km的光纖最多可以將200MHz的數(shù)據(jù)傳輸1000米。更高的有效模式帶寬可以將更多數(shù)據(jù)傳輸相同的距離（1000米），或者可以將相同的數(shù)據(jù)量傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離。

對(duì)于多模光纖，有效模式帶寬會(huì)受到光纖差分模式延遲（DMD）的影響。當(dāng)不同模式的光在多模光線(xiàn)中傳輸時(shí)，一些沿著光纖中央線(xiàn)路行進(jìn)的光傳播速度較快，而其他沿著靠近芯-皮交界面線(xiàn)路行進(jìn)的光傳輸速度則較低。差分模式延遲是速度最快和最慢模式傳輸耗時(shí)之差，而生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)光纖時(shí)，會(huì)盡量限制差分模式延遲，從而獲得更大的帶寬。

 

對(duì)于單模光纖，模式帶寬基本上是無(wú)限大，因?yàn)橹挥幸环N模式的光在光纖中傳輸，所以不存在相應(yīng)的有效模式帶寬值。盡管單模光纖的帶寬在理論上是無(wú)限大，但也會(huì)受到電子離散和色散性能的影響，這是由于不同波長(zhǎng)（而非模式）抵達(dá)收發(fā)器微小的時(shí)間差導(dǎo)致的。

 

最重要的事情

盡管寬帶的布線(xiàn)規(guī)范會(huì)引起不少困惑，但不要讓那些數(shù)值掩蓋了真正重要的事情。當(dāng)在測(cè)試某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，例如10 GBASE-T，測(cè)試的是這條鏈路是否能夠支持10 Gb/s的速率。只要記住，一個(gè)10 Gig大小的文檔不太可能在大約一秒鐘的時(shí)間里被傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)另一端，除非收發(fā)端直接建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，且沒(méi)有同時(shí)傳輸其他數(shù)據(jù)。

 

本文關(guān)鍵字: 傳輸速率, 帶寬
原創(chuàng)標(biāo)題：帶寬和傳輸速率是一回事嗎？
原文鏈接：http://qqmmqq.cn/archives/mhz-mbps-2.html
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