電腦網路（一）頻寬理解

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一、頻寬概念

　　"頻寬"是由英文詞彙bandwidth直譯過來的。而在不同的領域，對頻寬的理解角度也有所不同。

　　1、電子通訊領域：指某個訊號具有一定的頻頻寬度。也就是說，訊號的頻寬指的是該訊號所包含的不同頻率成份所佔據的頻率範圍。

　　注意：頻帶是相對基帶而存在的概念，指的是經過調製後能在通道上進行傳輸通訊的訊號所佔據的頻率範圍，一般我們也稱通頻帶。

　　2、電腦網路領域：指網路系統的通訊鏈路（與通道或者傳輸媒體同意）傳輸資料的能力，即表徵單位時間內從網路中的某一點到另一點所能通過的"最高資料率"。

　　注意：電腦網路中的"頻寬"和"輸送量"兩個詞容易混淆，區別如下：

　　2.1）網路頻寬（bandwidth）：強調網路最大的資料轉送速率，即傳輸資料率理論峰值。

　　2.2）網路輸送量（throughput）：強調網路實際的資料轉送速率。　　

二、深入理解頻寬

　　1、電子通訊領域，頻寬的單位是赫茲（Hz）。通頻帶本質上指的是通訊線路所允許通過訊號頻帶範圍，因此可以這麼說，在電子通訊領域，頻寬即為鏈路（通道）的頻寬，即通道性質決定通頻帶。

常用雙絞線的類別、頻寬和典型應用

　　2、電腦網路領域，頻寬的單位是位元每秒（b/s）。因為在電腦網路領域，我們關心的不再是具體物理媒體，而是資訊傳輸的協議標準。在物理層上，我們用位元流來描述資料，這樣做可以儘可能地屏蔽掉傳輸媒體和通訊手段的差異，使得物理層上的資料連結層感覺不到這些差異。

========================================無 恥 的 分 隔 線============================================

　　說到這裡，可能你會問：憑什麼兩者的單位必須不一樣呢？不能都統一用赫茲（Hz）？

　　其實這主要是因為傳統的通訊線路採用的是連續變化的類比訊號，比如我們的電話訊號採用的標準頻寬是3.1kHz（300Hz~3.4kHz）。不過，隨著雷射、光纖通訊技術等的發展和成熟，我們不得不考慮光纖通訊技術用於描述頻寬的單位問題。由於光纖通訊採用的是雷射脈衝訊號，這是一種離散的數字訊號，其有別於傳統連續的類比訊號，因此不宜用Hz來描述頻寬。

　　通訊線路由傳統的僅類比訊號，轉變成了數字、類比訊號相結合的情況。因此在電腦網路中，我們將這些通訊線路的差異屏蔽，在物理層中統一使用b/s來描述頻寬。

　　注意：通訊線路並不是我們電腦網路需要考慮的問題，而是電子通訊領域需要考慮的。

　　還有一點，我覺得有必要提一下：電子通訊領域的頻寬和電腦網路中的頻寬，本質上是統一的。看上去我說的這句話可能有點抽象，具體這麼解釋：

　　兩種頻寬的表述中，單位使用Hz的是從頻域上理解的；而單位使用b/s的是從時域上理解的。讀者可以慢慢體會，有機會我也會寫篇文章好好談談。

三、頻寬與寬頻辨析

　　外行人經常有將頻寬和寬頻看成是同一概念，不過這兩者卻是截然不同的兩個概念。頻寬的英文是bandwidth，而寬頻可不叫wideband，而是broadband。

　　寬頻指到達一定資料轉送速率的頻寬。不過寬頻是一個動態發展的概念，也就是說不同的時代，由於技術的發展，寬頻定義是會變化的。美國FCC在2015年1月7日年度寬頻進程報告中將寬頻定義如下：資料轉送速率達到上行3Mbps/下行25Mbps頻寬的互連網串連稱為寬頻。　　　　

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