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1、数据传输数率、带宽、信道容量之间的区别和联系2008-08-24 10:26 数据传输速率的定义 ： 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。 数据传输速率在数值上 等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/ 秒 (bit/second) ，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：S=1/T(bps)其中， T 为发送每一比特所需要的时间。 例如， 如果在通信信道上发送一比特 0、 1信号所需要的时间是0.001ms,那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和 Gbps其中：1kbps = 103bp
2、s 1Mbps= 106kbps 1Gbps= 109bps带宽与数据传输速率 ：在现代网络技术中， 人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率， “带宽” 与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特 (Nyquist) 准则与香农 (Shanon) 定律描述。奈奎斯特准则指出：如果间隔为n / 3 ( 3 =2n f),通过理想通信信道传输窄脉冲 信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。 因此，对于二进制数据信号的最大数据 传输速率Rmax与通信信道带宽B (B=f,单位Hz)的关系可以写为：Rma治2.f(bps)(RMAXft是信道容量)对于二进制数据若信道带宽B=f
3、=3000Hz,则最大数据传输速率为6000bps。奈奎斯特定理描述了有限带宽、 无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关 系(信道容量和带宽的关系)。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道 的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率 Rmax 与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：Rma治 B.log2(1+S/N)式中，RmaX单位为bps,带宽B单位为Hz,信噪比S/N通常以dB (分贝)数表示。 若 S/N=30(dB), 那么信噪比根据公式：S/N(dB)=10.lg(S/N)可得，S/N= 1000。若带宽B=3
4、000Hz则Rmaw30kbps。香农定律给出了一个有 限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散电平 值表示，都不能用越过 0kbps 的速率传输数据。因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系， 所以人们可以用 “带宽”去取代“速率”。 例如，人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的 “高带宽”去表述。 因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义 词。带宽：信号传输频率的最大值和最小值之差 （Hz） 。信道容量：单位时间内传输的 最大码元数（Baud），或单位时间内传输的
5、最大二进制数（b/s）C=RMAX数据传输 速率：每秒钟传输的二进制数 （b/s） 。带宽 : 信道可以不失真地传输信号的频率范围。 为不同应用而设计的传输媒体具 有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。信道容量 :信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信 道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数 （称信道的数据传输速 率，位速率），以位 / 秒（ b/s ）形式予以表示，简记为 bps。数据传输率 : 信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具 有正比的关系： 带宽越大， 容量越大。 （这句话是说 ,信道容量只是在受信噪比影 响的情况下的信息传输
6、速率 ）低通信道：任何实际的信道带宽都是有限的， 在传输信号时带来的各种失真以及存在的多种 干扰，使得信道上的码元传输速率有一个上限。 1924年奈奎斯特推导出在具有 理想低通矩形特性的信道的情况下的最高码元传输速率公式：理想低通信道的最高码元传输速率 =2W BaudW :理想低通信道的带宽，单位为赫；Baud:波特，码元传输速率单位，1波特 为每秒传送 1 个码元。奈氏准则的另一种表达方法是： 每赫带宽的理想低通信道 的最高码元传输速率是每秒传送 2 个码元。对于具有理想带通矩形特性的信道（带宽为 W，奈氏准则就变为理想带通信道的最高码元传输速率 =W Baud即每赫带宽的带通信道的最高码元传输速率为每秒传送 1 个码元