數(shù)據(jù)傳輸速率的定義
數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一.數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上等于每秒種傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù),單位為比特/秒(bit/second),記作bps.對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為：
S=1/T(bps)
其中,T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間.例如,如果在通信信道上發(fā)送一比特0、1信號(hào)所需要的時(shí)間是0.001ms,那么信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為1 000 000bps.
在實(shí)際應(yīng)用中,常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：kbps、Mbps和Gbps.其中：
1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps
帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率
在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,人們總是以“帶寬”來表示信道的數(shù)據(jù)傳輸速率,“帶寬”與“速率”幾乎成了同義詞.信道帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系可以奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)則與香農(nóng)(Shanon)定律描述.
奈奎斯特準(zhǔn)則指出：如果間隔為π/ω(ω=2πf),通過理想通信信道傳輸窄脈沖信號(hào),則前后碼元之間不產(chǎn)生相互竄擾.因此,對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬B（B=f,單位Hz)的關(guān)系可以寫為：
Rmax＝2.f(bps)
對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)若信道帶寬B=f=3000Hz,則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6000bps.
奈奎斯特定理描述了有限帶寬、無(wú)噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系.香農(nóng)定理則描述了有限帶寬、有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關(guān)系.
香農(nóng)定理指出：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與信道帶寬B、信噪比S/N的關(guān)系為：
Rmax＝B.log2(1+S/N)
式中,Rmax單位為bps,帶寬B單位為Hz,信噪比S/N通常以dB（分貝）數(shù)表示.若S/N=30(dB),那么信噪比根據(jù)公式：
S/N(dB)=10.lg(S/N)
可得,S/N＝1000.若帶寬B=3000Hz,則Rmax≈30kbps.香農(nóng)定律給出了一個(gè)有限帶寬、有熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率的極限值.它表示對(duì)于帶寬只有3000Hz的通信信道,信噪比在30db時(shí),無(wú)論數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制或更多的離散電平值表示,都不能用越過0kbps的速率傳輸數(shù)據(jù).
因此通信信道最大傳輸速率與信道帶寬之間存在著明確的關(guān)系,所以人們可以用“帶寬”去取代“速率”.例如,人們常把網(wǎng)絡(luò)的“高數(shù)據(jù)傳輸速率”用網(wǎng)絡(luò)的“高帶寬”去表述.因此“帶寬”與“速率”在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的討論中幾乎成了同義詞.