这几个术语,都是在描述信息传递的‘速度’这个概念。
传输速率
这个词,顾名思义,以某个东西作为单位,来描述单位时间内传输某个东西的数量。
比如下载软件上面,常常显示的 5.5MB/s,就是以字节(Byte) 单位表示的传输速率。
计算机里以Byte作为存储的最小单位,所以下载时顺势就用了这个单位,显得直观。
一般而言,我们用bit来描述,传输时携带的
信息量
。另一常见,且容易搞混的,是波特率这个词。bit率是指,单位时间内
传输过来的信息量
。baud率则是指单位时间内
传输过来的符号量
。这里有个弯要绕过来,因为常识层面大多数的信息都是以01两种符号来传输,所以两者在数值层面常常是相等的,相等自然弄混。
实际上符号量 可以不等于信息量。
举个例子,评价里常常有 优 良 中 差 4个选项,每个字相当于1个符号。用一个字就可以表达。
但如果换成0跟1两种符号来表示,那么优良中差是4种状态,只能表示成00,01,10,11 ,那么每种状态,都用了两个位置来表示。
这种情况下,1个字 = 2bit。
带宽
带宽常常作为bit率的同义词,常说的百兆带宽,就是 100Mbit/s。
但为啥会有这么一个不明觉厉的称呼呢?
假设有一个东西,它跑的越快,身材就越宽。宽到比跑道的宽度还要大,那么就跑不了了。
常识里没有这种东西。但是在通讯的领域是有的。
我们通信最常用的就是用高低电平来表示0和1,那么实际上传输的就是类似长城形状的锯齿纹路。由傅里叶变换的结论,能够推出,你传的越快,相当于,那个矩形纹路越窄,那么在频域中,你这个占用的频谱就会越宽。一旦你的频谱超过了容许你使用的最大频带,那么你的数据速度就不能再往上加了。这个频带的宽度,就被称为带宽。
然而在常见的有线网络中,这个线为线头的AB两端所独享,整条线的可用宽度都是你的,自然是海阔凭鱼跃,天高任鸟飞,那么你速度多少,开的带宽自然就是多少,两者混起来也是自然。
信道容量
跑道到底应该定多宽?
1948年,香农就给出了答案。信道容量C与带宽成线性关系,与符号的信噪比成对数关系。
实际传输速率R ,只要小于C,就有办法让其无差错的传出来。
要提高信息传输的速度,
要么增大带宽,
要么用信源编码来提高符号的信息量,
要么用信道编码提高信噪比。
这就是信道容量的指导意义。