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安防百科|MHz与Mbps之间到底是什么关系
2017-02-08  浏览:59
安防之家讯: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
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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