資通網路CH2 資料傳送速率

基本概念

一、頻譜 和 頻寬

頻寬（bandwidth）：是指頻譜的寬度，大多數訊號的能量是包含在相對窄的頻帶中，稱為有效頻寬或簡稱為頻寬。

鮑率（Baud）：訊號的改變速度，每秒內訊號改變電壓值的次數。

位元率（bit per second, bps）：每秒傳送的位元數，因為電壓值可以表示四種不同的訊號，所以位元率是鮑率的四倍。

Nyquist 定理

用來計算有限頻寬無雜訊頻道最大資料傳送速率

最大資料傳送速率 = 2 Hlog₂ V bits/sec（bps）

H 表示頻寬 ， V 表示訊號所表示的離散階層數（位元數）

例

假設頻寬為3KHz，且為4階離散階層訊號

最大資料傳送速率 = 2 x 3000 x log₂4 = 12000 bps

Shannon定理

用來計算有限頻寬有雜訊頻道最大資料傳送速率

最大資料傳送速率 = Hlog₂（1+S/N） bits/sec（bps）

H 表示頻寬 ， S/N 表示訊號的訊噪比例

例

假設頻寬為3KHz，訊噪比為30dB（分貝），相當於1000倍（10^30/10）

最大資料傳送速率 = 3000 x log₂(1+1000) = 30000 bps （近似值）

Baseband 和 Band Pass

基帶信號（Baseband）即基本頻帶信號是來自訊號源的信號，向電腦輸出的文字或影像檔的資料信號都屬基帶信號，這之中包含許多低頻成分或直流成分，許多通道無法傳遞低頻或直流的信號，因此需要進行調變（Modulation），調變會將信號的頻率搬到較高的頻段，這種調變後的信號稱為帶通信號（Band Pass）。