以比特/秒为单位的频率带宽

Question

有时我会看到以赫兹而不是比特/秒提到的以太网电缆的带宽。这说明传输速率是什么？它可以转换为位/秒吗？

例如：

如果某些电缆的带宽（以赫兹为单位）是 20 Mhz，那么它可以假设为 20 Mbit/s 吗？

Answer 1

电缆没有任何固有的比特传输速率，而带宽是一种可测量的特性。电缆可以被认为是一个低通滤波器。所有电缆都可以通过 DC (f = 0Hz)，但有些电缆的信号损耗在兆赫范围内，而同轴电缆可以达到千兆赫范围。

电缆可以承载信号电压，这是一种连续（即模拟）形式的电能。电压无法量化，因此电缆无法承载数字数据，除非将数字信息调制（或转换）为波形以进行传输。用于数字数据的最简单调制是幅度调制，通常称为数字或逻辑电平。逻辑电平适用于板载电路和非常短的电缆。逻辑电平不用于较长的传输电缆，因为虽然实现起来简单且便宜，但它使用带宽低效且能量不平衡（考虑一长串逻辑 1 或 0 的最坏情况）。

调制的选择是基于电缆的带宽和衰减特性以及发射/接收器电子设备的复杂性的折衷方案。数字信息的调制可以使用相位和幅度。调制将决定每个符号传输的比特数。例如，QAM256 每个符号可以传输 8 个数据位，但需要复杂的收发器电子设备。

附录

如果不是比特率，这些周期究竟是什么？

纯正弦波的周期（即单一频率，只有基波，没有谐波）。

数字数据信号（使用高/低逻辑电平）的频率分量是基本时钟速率的 10 到 100 倍。如果您熟悉傅立叶级数，那么您就会知道方波等效于相关频率正弦波的无限求和。

带宽以赫兹或每秒周期数来衡量。对于典型的电缆，频带的底部频率是 DC 或 0HZ，而上限频率将是给定电压的纯正弦波的频率，该频率在给定的电缆长度上不会显着衰减（例如 -3dB）。 信号衰减是电缆的固有特性；它通常作为频率（纯正弦波）和长度的函数列在电缆的规格表中。

传输速率（例如每秒位数）由设计规范确定，并且是（至少）的函数：

• 电缆类型和长度，
• 收发器电子设备的能力和成本，
• 连接器设计，
• 选择的调制，和
• 协议（例如，以太网选择 10 的幂（然后将其加倍以实现全双工），SATA 选择 1500 的倍数）。

为了操作可靠性，实际选择的传输速率可能低于理论最大速率。

电缆没有任何固有的比特传输速率，而带宽是一种可测量的特性。因此，两个数字之间没有转换公式。