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MHz与Mbps之间到底是什么关系

视频监控 Lee 4年前 (2015-02-28) 1401次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码
[摘要]Mbps 是数据流量单位,而MHz是频率单位。 Hz(赫兹)指的是线缆的频率带宽(BandWidth)。代表的是单位时间内线路中电信号的震荡次数,如 5 类双绞线的频率带宽为 100MHz。这个值是固定的
 Mbps 是数据流量单位,而MHz是频率单位。
    Hz(赫兹)指的是线缆的频率带宽(BandWidth)。代表的是单位时间内线路中电信号的震荡次数,如 5 类双绞线的频率带宽为 100MHz。这个值是固定的,也俯旦碘秆鄢飞碉时冬江就是说是有介质定的。 mHzj 就是兆赫(Mega Hertz, MHz)是波动频率单位之一。而 bps 一般指的是数据速率(又称端口速率,Data Rate),它衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量。 Mbps是 Million bits per second 的缩写,1 Mbps代表每秒传输 1,048,576 位(1Mb=1024Kb=1024*1024bit),即每秒传输 1,048,576 / 8 = 131,072 字节 = 128 KB = 0.125MB。 Mbps是速率的单位,兆位/秒
MHz 与 Mbps 之间到底是什么关系
概念分析
    随着网络的普及、综合布线的应用日趋广泛,传输等级也愈来愈高,从 3 类到 4 类再到 5 类,到目前已有 6 类布线产品投 放市场。描述语定义这些等级的主要参数就是传输带宽(MHZ)。
    与此同时,网络应用也层出不穷。传输介质从 10Base5(粗缆)、10Base2(细缆)、10BaseT(双绞线)、10BaseFL(光纤) 到 100BaseTX(STP/UTP)、100BaseT4(4/5 类 UTP)、100BaseFX(光纤),到目前千兆快速网业已出现。用来描述这些应用得主要 参数则是速率(Mbps)。
    事实上,申农公式早已概括出带宽 B 和速率 C 之间的关系:
    C=B*Log(1+SNR)
    式中 B 为信道带宽,所谓带宽是指能够以适当保真度传输信号的频率范围,其单位似 Hz,它是信道本身国有的,与所载信 号无关。SNR 为信噪比,它由系统的发收设备以及传输系统所处的电磁环境共同决定。而速率 C 是一个计算结果,它由 B 和 SNR 共同 决定,其单位为 bps,在概念上表征为每秒传输的二进制位数。
    可见,给定信道,则带宽 B 也随之给定,改变信噪比 SNR 可得到不同的传输速率 C 。MHz与 Mbps 有着一对多的关系,即同样 带宽可以传输不同的位流速率。同时,Mbps 是依赖于应用的;而 MHz 则与应用无关。
技术探讨
    如果要给与打一个形象的比喻,那么汽车时速与引擎转速恰到好处。当给定旋转速度,在齿轮已知的情况下可以计算出汽 车的速度。在这个类比当中,齿轮起了一个桥梁的作用。事实上,齿轮之于汽车和引擎就如编码系统之于速率和带宽。
    编码是为计算机进行信息传输而被采用的。通过对信息进行编码,许多技术上的问题,比如同步、带宽受限等都可以得到 解决。编码对于信息的可靠传输是至关重要的。
    目前有两种基本的编码系列。第一种是每 N 位添加一个同步位,以使同步成为可能(如当 N=1 时,为 Manchester 编码;当 N=4 时 ,为 4B5B 编码),但这需要一个比原来更大的带宽。而且同步位越多,带宽需要越大。为了减小带宽,采用每 7 位添加一个同步位(即 7B8B 编码)的编码系统是可能的,但随之而来的是,当传输较长一串相同类型的位流时,同步就变得非常困难了。
另一种编码系列是通过增加电平个数以减小带宽,电平数越多,带宽需要越少。然而,当传输一长串由 0 编码后得到的连续 信号时,同步就变得几乎不可能了。如,当我们采用 5 个电平数的时候就需要 4 个比较器,而且每个比较器都应该有其合适的公差范 围。这就是说,当我们选择电平总数的时候,我们还应该把信噪比(SNR)考虑进去,以便能识别这几种不同的电平。
    Manchester、NRZ1 以及 MLT-3 编码是目前主要采用的三种编码系统,。它们的传输因子分别为 1、0.5 和 0.25。这些转变因子可 以被定义为 MHz 对的比率。表 1 列出了几种编码系统在同步与带宽方面的概要特征。
    由此看来,任何一种编码系统都有其技术上的限制。此外,还有一些参数比如直流元件也对编码提出某些限制,在实际应用 中,当前主要几种编码系统都是兼而使用以便对带宽与同步作出折衷,或者有所偏重,比如,一个对同步要求比较高的应用可以选 择 Manchester 编码系统或者其他能够产生时序的编码方式。又如,采用 MLT-3 编码的 100 Mbps 应用,需要 25 MHz 的带宽;当联合使 用 4B5B 编码方式时,系统就需增加额外的 25 Mbps 开销,整个系统需要 31.25 MHz 的带宽,其好处是系统在同步方面变得更容易了。 另外,值得一提的是,100 快速以太网使用的是 5B6B 编码系统(IEEE802.13),这可以说是对带宽与同步折衷的典型范例。表 2 列出了 当前部分应用及其所采用的编码系统。
    结论
    作为用户,最感兴趣的是通信速率。速率是从应用层次对通信作出描述的。为提高通信速率,有两个途径可以考虑:一个是提 高线缆系统的传输性能,由此决定了带宽;另一个是选择合适的编码系统,从而决定了转换因子。
    布线制造厂家早已开发出能够支持 100 MHz 以上的 5 类电缆系统。而且他们还在继续投资研究开发更高性能的电缆系统。国际组 织如 EIAAA/TIA,ISO/IEC 已经制定出通过带宽来定义局域网组件级别的标准。
    尽管带宽在物理上受到限制,但是通过合适得编码系统可以获得更高的通信速率。尤其需要指出的是,编码系统是依赖于应用 的,这意味着一个具有相同位流速率但采用不同编码方式的新应用,并不一定能得到原系统的支持,所以在设计的时候,如果仅仅考 虑那些支持目前已有应用系统的布线组件,并且选择位流速率 MHz 来描述的话,那么这将导致严重错误的决策。从这个角度来说,任何 一个开放系统都应该独立于应用。而且只有使用 MHz 来描述通信速率,我们才能从当前以及未来广阔应用领域之中作出充分的选择。对 于综合布线系统的性能定级问题,我们只能用带宽而不能用速率进行衡量。

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