Mbps是數(shù)據(jù)流量單位,而MHz是頻率單位。
Hz(赫茲)指的是線纜的頻率帶寬(BandWidth)。代表的是單位時間內(nèi)線路中電信號的震蕩次數(shù),如5類雙絞線的頻率帶寬為100MHz。這個值是固定的,就是說是有介質(zhì)定的。mHzj就是兆赫(MegaHertz,MHz)是波動頻率單位之一。而bps一般指的是數(shù)據(jù)速率(又稱端口速率,DataRate),它衡量的是單位時間內(nèi)線路傳輸?shù)亩M(jìn)制位的數(shù)量。Mbps是Millionbitspersecond的縮寫,1Mbps代表每秒傳輸1,048,576位(1Mb=1024Kb=1024*1024bit),即每秒傳輸1,048,576/8=131,072字節(jié)=128KB=0.125MB。Mbps是速率的單位,兆位/秒
概念分析
隨著網(wǎng)絡(luò)的普及、綜合布線的應(yīng)用日趨廣泛,傳輸?shù)燃壱灿鷣碛?,?類到4類再到5類,到目前已有6類布線產(chǎn)品投放市場。描述語定義這些等級的主要參數(shù)就是傳輸帶寬(MHZ)。
與此同時,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也層出不窮。傳輸介質(zhì)從10Base5(粗纜)、10Base2(細(xì)纜)、10BaseT(雙絞線)、10BaseFL(光纖)到100BaseTX(STP/UTP)、100BaseT4(4/5類UTP)、100BaseFX(光纖),到目前千兆快速網(wǎng)業(yè)已出現(xiàn)。用來描述這些應(yīng)用得主要參數(shù)則是速率(Mbps)。
事實(shí)上,申農(nóng)公式早已概括出帶寬B和速率C之間的關(guān)系:
C=B*Log(1+SNR)
式中B為信道帶寬,所謂帶寬是指能夠以適當(dāng)保真度傳輸信號的頻率范圍,其單位似Hz,它是信道本身國有的,與所載信號無關(guān)。SNR為信噪比,它由系統(tǒng)的發(fā)收設(shè)備以及傳輸系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境共同決定。而速率C是一個計(jì)算結(jié)果,它由B和SNR共同決定,其單位為bps,在概念上表征為每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)。
可見,給定信道,則帶寬B也隨之給定,改變信噪比SNR可得到不同的傳輸速率C。MHz與Mbps有著一對多的關(guān)系,即同樣帶寬可以傳輸不同的位流速率。同時,Mbps是依賴于應(yīng)用的;而MHz則與應(yīng)用無關(guān)。
技術(shù)探討
如果要給與打一個形象的比喻,那么汽車時速與引擎轉(zhuǎn)速恰到好處。當(dāng)給定旋轉(zhuǎn)速度,在齒輪已知的情況下可以計(jì)算出汽車的速度。在這個類比當(dāng)中,齒輪起了一個橋梁的作用。事實(shí)上,齒輪之于汽車和引擎就如編碼系統(tǒng)之于速率和帶寬。
編碼是為計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息傳輸而被采用的。通過對信息進(jìn)行編碼,許多技術(shù)上的問題,比如同步、帶寬受限等都可以得到解決。編碼對于信息的可靠傳輸是至關(guān)重要的。
目前有兩種基本的編碼系列。*種是每N位添加一個同步位,以使同步成為可能(如當(dāng)N=1時,為Manchester編碼;當(dāng)N=4時,為4B5B編碼),但這需要一個比原來更大的帶寬。而且同步位越多,帶寬需要越大。為了減小帶寬,采用每7位添加一個同步位(即7B8B編碼)的編碼系統(tǒng)是可能的,但隨之而來的是,當(dāng)傳輸較長一串相同類型的位流時,同步就變得非常困難了。
另一種編碼系列是通過增加電平個數(shù)以減小帶寬,電平數(shù)越多,帶寬需要越少。然而,當(dāng)傳輸一長串由0編碼后得到的連續(xù)信號時,同步就變得幾乎不可能了。如,當(dāng)我們采用5個電平數(shù)的時候就需要4個比較器,而且每個比較器都應(yīng)該有其合適的公差范圍。這就是說,當(dāng)我們選擇電平總數(shù)的時候,我們還應(yīng)該把信噪比(SNR)考慮進(jìn)去,以便能識別這幾種不同的電平。
Manchester、NRZ1以及MLT-3編碼是目前主要采用的三種編碼系統(tǒng),。它們的傳輸因子分別為1、0.5和0.25。這些轉(zhuǎn)變因子可以被定義為MHz對的比率。表1列出了幾種編碼系統(tǒng)在同步與帶寬方面的概要特征。
由此看來,任何一種編碼系統(tǒng)都有其技術(shù)上的限制。此外,還有一些參數(shù)比如直流元件也對編碼提出某些限制,在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)前主要幾種編碼系統(tǒng)都是兼而使用以便對帶寬與同步作出折衷,或者有所偏重,比如,一個對同步要求比較高的應(yīng)用可以選擇Manchester編碼系統(tǒng)或者其他能夠產(chǎn)生時序的編碼方式。又如,采用MLT-3編碼的100Mbps應(yīng)用,需要25MHz的帶寬;當(dāng)聯(lián)合使用4B5B編碼方式時,系統(tǒng)就需增加額外的25Mbps開銷,整個系統(tǒng)需要31.25MHz的帶寬,其好處是系統(tǒng)在同步方面變得更容易了。另外,值得一提的是,100快速以太網(wǎng)使用的是5B6B編碼系統(tǒng)(IEEE802.13),這可以說是對帶寬與同步折衷的典型范例。表2列出了當(dāng)前部分應(yīng)用及其所采用的編碼系統(tǒng)。
結(jié)論
作為用戶,zui感興趣的是通信速率。速率是從應(yīng)用層次對通信作出描述的。為提高通信速率,有兩個途徑可以考慮:一個是提高線纜系統(tǒng)的傳輸性能,由此決定了帶寬;另一個是選擇合適的編碼系統(tǒng),從而決定了轉(zhuǎn)換因子。
布線制造廠家早已開發(fā)出能夠支持100MHz以上的5類電纜系統(tǒng)。而且他們還在繼續(xù)投資研究開發(fā)更高性能的電纜系統(tǒng)。組織如EIAAA/TIA,ISO/IEC已經(jīng)制定出通過帶寬來定義局域網(wǎng)組件級別的標(biāo)準(zhǔn)。
盡管帶寬在物理上受到限制,但是通過合適得編碼系統(tǒng)可以獲得更高的通信速率。尤其需要指出的是,編碼系統(tǒng)是依賴于應(yīng)用的,這意味著一個具有相同位流速率但采用不同編碼方式的新應(yīng)用,并不一定能得到原系統(tǒng)的支持,所以在設(shè)計(jì)的時候,如果僅僅考慮那些支持目前已有應(yīng)用系統(tǒng)的布線組件,并且選擇位流速率MHz來描述的話,那么這將導(dǎo)致嚴(yán)重錯誤的決策。從這個角度來說,任何一個開放系統(tǒng)都應(yīng)該獨(dú)立于應(yīng)用。而且只有使用MHz來描述通信速率,我們才能從當(dāng)前以及未來廣闊應(yīng)用領(lǐng)域之中作出充分的選擇。對于綜合布線系統(tǒng)的性能定級問題,我們只能用帶寬而不能用速率進(jìn)行衡量。