# 带宽是什么?信号在信道传输中有效通过的频率范围详细解析
聊到带宽,很多人第一反应就是下载速度慢了说带宽不够,装宽带的时候会问100M还是500M带宽,可真要说带宽到底是什么,大部分人都只停留在「越快越好」的模糊印象里。
其实从通信原理的角度来说,带宽就是信号在信道里传输时,能够有效通过的频率范围。说直白点,信道就像一条公路,带宽就是这条公路允许通行的车身宽度范围,太宽的车开不进去,也通不过,只有落在允许宽度里的车,才能顺利走到终点。
我们先从频率这个基础概念讲起吧。任何通信信号其实都是不同频率的电波组合出来的,比如我们说话的声音,就是从几十赫兹到几千赫兹的频率混合出来的,而手机的5G信号,频率能到几个吉赫兹。一个信道,也就是信号传输的通道,不管是咱们家里的光纤,还是手机用的无线频段,都没办法让所有频率的信号完整通过,只能允许特定范围的频率通过,这个允许通过的范围差,就是带宽。
举个更生活化的例子。你去演唱会现场听歌,现场音响能放出从很低的低音到很高的高音,听起来层次特别丰富,那就是音响带宽够大。如果是十几年前那种旧收音机,很多低音和高音都出不来,听起来干巴巴的,那就是带宽太小,很多频率的声音信号通不过去。
在有线通信里,比如我们常说的五类网线、光纤,每一种传输介质本身的物理特性,就决定了它能支持多大的带宽。五类网线理论上最高支持100MHz的带宽,对应百兆网络,超五类就能支持到250MHz,跑千兆网络就很轻松,光纤的物理特性更好,能支持的带宽就大得多,这也是为什么现在长距离传输都用光纤。
无线通信里的带宽就更好理解了,我们用的WiFi,2.4G频段总共有大概100MHz左右的可用带宽,分成了好几个互不干扰的子信道,每个子信道宽度20MHz或者40MHz,你选的子信道越宽,带宽越大,能跑的速度就越快。5G WiFi能用的总带宽更大,所以同样条件下速度比2.4G快很多。现在的5G手机也是一个道理,运营商给每个频段划分的带宽越宽,单用户能分到的带宽就越多,网速自然就更快,延迟也更低。
很多人会把带宽和网速搞混,其实两者有关系但不是一回事。我们平时装宽带说的100M宽带,这里的单位其实是Mbps,也就是兆比特每秒,这其实是速率单位,不是带宽单位,但为什么大家习惯把它叫带宽呢?因为香农定理告诉我们,信道的最大传输速率,是和带宽成正比的,带宽越大,能达到的最高速率也就越高。
简单来说,就像河道越宽,相同时间内能流过的水就越多,带宽越大,单位时间里能传输的数据就越多,网速上限也就越高。所以运营商说的100M宽带,其实是说这个信道能给你提供的最大速率对应100M,背后支撑它的就是足够的带宽。
那带宽是不是越大越好呢?对大多数场景来说确实是这样,但也不是没有例外。比如你家里只有两三个人用网,平时就是刷视频、玩游戏,100M带宽其实完全够用,拉1000M带宽也体验不出太大差别,反而多花钱。
还有一种情况,无线通信里如果带宽开太大,反而更容易受到干扰。比如2.4G WiFi你如果硬开40MHz带宽,看起来带宽变大了,但整个频段就这么宽,很容易和隔壁邻居的信道撞在一起,干扰反而更严重,实际速度可能还不如开20MHz稳定。
现在我们日常生活里,其实时时刻刻都在和带宽打交道,只是很多人没注意到。比如我们看视频,标清视频只需要大概1Mbps的速率就能流畅播放,对应的带宽要求很低,4K蓝光视频需要至少25Mbps的速率,对带宽的要求就高很多,如果带宽不够,就会一直卡顿缓冲。
再比如视频通话,现在很多手机都支持1080P甚至4K视频通话,比早年的模糊画质清晰太多,这背后其实就是带宽提升带来的变化,更大的带宽能承载更多高频的图像细节信息,所以画面才会更清晰。
还有最近几年很火的直播带货,主播在直播间能输出高清的画面,同时还能保证不卡,就是因为主播那边的上行带宽足够大,要是上行带宽不够,观众看画面就会一卡一卡,甚至直接断流。
很多人会发现一个奇怪的问题,同样是100M宽带,为什么有时候用起来速度差很多?这里除了线路损耗、设备老化这些问题,还有一个很重要的原因就是带宽共享。比如你小区里的总带宽是固定的,到了晚上大家都下班回家刷视频,每个人分到的实际可用带宽就变少了,速度自然就降下来了,等到了凌晨没人用的时候,速度又会变快,这就是带宽共享的特点。
而我们现在说的5G的核心优势之一,就是能给每个用户提供更大的独立带宽,就算很多人同时连在同一个基站,每个人分到的带宽也比4G大很多,所以就算演唱会现场几万人同时发朋友圈,也能很快发出去,放在4G时代,大概率是连网都连不上。
现在通信技术一直在发展,带宽也是越来越大,几十年前我们用拨号上网,整个信道带宽才几千赫兹,网速最快也就56kbps,发一张几兆的照片要等十几分钟。现在我们家里的光纤宽带,带宽能到几个吉赫兹,能跑10Gbps的网速,下一部高清电影只需要几秒钟。
未来不管是6G还是物联网,要承载更多的设备、更多高清甚至8K的内容,还需要继续扩大可用带宽,现在很多国家都在开发更高频段的频谱资源,就是为了拿到更大的带宽,给下一代通信技术留足空间。
其实说来说去,带宽的本质就是信号传输的「通道宽度」,它从根本上决定了我们通信的速度和质量,我们日常上网的所有体验,从刷网页到看视频再到玩游戏,其实都受带宽的影响。搞懂了带宽到底是什么,再去选宽带、连WiFi,也能更清楚自己需要多大的带宽,不会被商家宣传牵着走了。
带宽,信道传输,频率范围,带宽与网速,通信带宽,无线带宽,宽带带宽,香农定理,可用带宽,信号传输
[Q]:带宽到底是什么?
[A]:从通信原理来说,带宽就是信号在信道传输过程中,能够有效通过的频率范围,简单可以理解为信号传输通道的可通行宽度,带宽大小决定了单位时间可传输的数据量上限。
[Q]:带宽和网速是一回事吗?
[A]:两者有关系但不是同一概念,带宽是频率范围单位,网速是传输速率单位,但根据香农定理,信道最大传输速率和带宽成正比,带宽越大网速上限越高,因此日常大家会习惯性把网速叫做带宽。
[Q]:带宽越大网速就一定越快吗?
[A]:不一定,带宽只决定了网速的上限,实际网速还会受线路损耗、设备性能、同时使用人数、信号干扰等因素影响,而且如果日常用网需求低,过大的带宽也体现不出速度优势。
[Q]:为什么晚上家里宽带会比白天卡?
[A]:大部分居民宽带是共享小区总带宽的,晚上大家同时用网,每个人分到的实际可用带宽会变少,所以网速就会下降,凌晨使用人数少,可用带宽充足速度就会变快。
[Q]:为什么5G WiFi比2.4G WiFi速度更快?
[A]:5G WiFi的可用总带宽比2.4G频段大很多,单个用户能用到的带宽更宽,根据带宽和速率的关系,更大的带宽就能支持更高的传输速率,所以5G WiFi速度更快。
[Q]:为什么2.4G WiFi开40MHz带宽反而更慢?
[A]:2.4G整个频段的总可用带宽本来就不大,开40MHz大带宽很容易和周边其他WiFi信号的信道重叠,产生更强的干扰,反而会导致传输不稳定,实际速度比开20MHz小带宽更慢。
[Q]:为什么更高清的视频对带宽要求更高?
[A]:更高清的视频包含更多图像细节,单位时间需要传输的数据量更大,只有足够大的带宽才能支撑对应的传输速率,带宽不够就会出现卡顿缓冲的情况。
[Q]:为什么现在通信技术都在追求更大的带宽?
[A]:更大的带宽能支持更高的传输速率,可以承载更多设备、更高清的内容,更好的满足大家对上网速度、画质、延迟的需求,也是下一代通信技术发展的基础。
其实从通信原理的角度来说,带宽就是信号在信道里传输时,能够有效通过的频率范围。说直白点,信道就像一条公路,带宽就是这条公路允许通行的车身宽度范围,太宽的车开不进去,也通不过,只有落在允许宽度里的车,才能顺利走到终点。
我们先从频率这个基础概念讲起吧。任何通信信号其实都是不同频率的电波组合出来的,比如我们说话的声音,就是从几十赫兹到几千赫兹的频率混合出来的,而手机的5G信号,频率能到几个吉赫兹。一个信道,也就是信号传输的通道,不管是咱们家里的光纤,还是手机用的无线频段,都没办法让所有频率的信号完整通过,只能允许特定范围的频率通过,这个允许通过的范围差,就是带宽。
举个更生活化的例子。你去演唱会现场听歌,现场音响能放出从很低的低音到很高的高音,听起来层次特别丰富,那就是音响带宽够大。如果是十几年前那种旧收音机,很多低音和高音都出不来,听起来干巴巴的,那就是带宽太小,很多频率的声音信号通不过去。
在有线通信里,比如我们常说的五类网线、光纤,每一种传输介质本身的物理特性,就决定了它能支持多大的带宽。五类网线理论上最高支持100MHz的带宽,对应百兆网络,超五类就能支持到250MHz,跑千兆网络就很轻松,光纤的物理特性更好,能支持的带宽就大得多,这也是为什么现在长距离传输都用光纤。
无线通信里的带宽就更好理解了,我们用的WiFi,2.4G频段总共有大概100MHz左右的可用带宽,分成了好几个互不干扰的子信道,每个子信道宽度20MHz或者40MHz,你选的子信道越宽,带宽越大,能跑的速度就越快。5G WiFi能用的总带宽更大,所以同样条件下速度比2.4G快很多。现在的5G手机也是一个道理,运营商给每个频段划分的带宽越宽,单用户能分到的带宽就越多,网速自然就更快,延迟也更低。
很多人会把带宽和网速搞混,其实两者有关系但不是一回事。我们平时装宽带说的100M宽带,这里的单位其实是Mbps,也就是兆比特每秒,这其实是速率单位,不是带宽单位,但为什么大家习惯把它叫带宽呢?因为香农定理告诉我们,信道的最大传输速率,是和带宽成正比的,带宽越大,能达到的最高速率也就越高。
简单来说,就像河道越宽,相同时间内能流过的水就越多,带宽越大,单位时间里能传输的数据就越多,网速上限也就越高。所以运营商说的100M宽带,其实是说这个信道能给你提供的最大速率对应100M,背后支撑它的就是足够的带宽。
那带宽是不是越大越好呢?对大多数场景来说确实是这样,但也不是没有例外。比如你家里只有两三个人用网,平时就是刷视频、玩游戏,100M带宽其实完全够用,拉1000M带宽也体验不出太大差别,反而多花钱。
还有一种情况,无线通信里如果带宽开太大,反而更容易受到干扰。比如2.4G WiFi你如果硬开40MHz带宽,看起来带宽变大了,但整个频段就这么宽,很容易和隔壁邻居的信道撞在一起,干扰反而更严重,实际速度可能还不如开20MHz稳定。
现在我们日常生活里,其实时时刻刻都在和带宽打交道,只是很多人没注意到。比如我们看视频,标清视频只需要大概1Mbps的速率就能流畅播放,对应的带宽要求很低,4K蓝光视频需要至少25Mbps的速率,对带宽的要求就高很多,如果带宽不够,就会一直卡顿缓冲。
再比如视频通话,现在很多手机都支持1080P甚至4K视频通话,比早年的模糊画质清晰太多,这背后其实就是带宽提升带来的变化,更大的带宽能承载更多高频的图像细节信息,所以画面才会更清晰。
还有最近几年很火的直播带货,主播在直播间能输出高清的画面,同时还能保证不卡,就是因为主播那边的上行带宽足够大,要是上行带宽不够,观众看画面就会一卡一卡,甚至直接断流。
很多人会发现一个奇怪的问题,同样是100M宽带,为什么有时候用起来速度差很多?这里除了线路损耗、设备老化这些问题,还有一个很重要的原因就是带宽共享。比如你小区里的总带宽是固定的,到了晚上大家都下班回家刷视频,每个人分到的实际可用带宽就变少了,速度自然就降下来了,等到了凌晨没人用的时候,速度又会变快,这就是带宽共享的特点。
而我们现在说的5G的核心优势之一,就是能给每个用户提供更大的独立带宽,就算很多人同时连在同一个基站,每个人分到的带宽也比4G大很多,所以就算演唱会现场几万人同时发朋友圈,也能很快发出去,放在4G时代,大概率是连网都连不上。
现在通信技术一直在发展,带宽也是越来越大,几十年前我们用拨号上网,整个信道带宽才几千赫兹,网速最快也就56kbps,发一张几兆的照片要等十几分钟。现在我们家里的光纤宽带,带宽能到几个吉赫兹,能跑10Gbps的网速,下一部高清电影只需要几秒钟。
未来不管是6G还是物联网,要承载更多的设备、更多高清甚至8K的内容,还需要继续扩大可用带宽,现在很多国家都在开发更高频段的频谱资源,就是为了拿到更大的带宽,给下一代通信技术留足空间。
其实说来说去,带宽的本质就是信号传输的「通道宽度」,它从根本上决定了我们通信的速度和质量,我们日常上网的所有体验,从刷网页到看视频再到玩游戏,其实都受带宽的影响。搞懂了带宽到底是什么,再去选宽带、连WiFi,也能更清楚自己需要多大的带宽,不会被商家宣传牵着走了。
带宽,信道传输,频率范围,带宽与网速,通信带宽,无线带宽,宽带带宽,香农定理,可用带宽,信号传输
[Q]:带宽到底是什么?
[A]:从通信原理来说,带宽就是信号在信道传输过程中,能够有效通过的频率范围,简单可以理解为信号传输通道的可通行宽度,带宽大小决定了单位时间可传输的数据量上限。
[Q]:带宽和网速是一回事吗?
[A]:两者有关系但不是同一概念,带宽是频率范围单位,网速是传输速率单位,但根据香农定理,信道最大传输速率和带宽成正比,带宽越大网速上限越高,因此日常大家会习惯性把网速叫做带宽。
[Q]:带宽越大网速就一定越快吗?
[A]:不一定,带宽只决定了网速的上限,实际网速还会受线路损耗、设备性能、同时使用人数、信号干扰等因素影响,而且如果日常用网需求低,过大的带宽也体现不出速度优势。
[Q]:为什么晚上家里宽带会比白天卡?
[A]:大部分居民宽带是共享小区总带宽的,晚上大家同时用网,每个人分到的实际可用带宽会变少,所以网速就会下降,凌晨使用人数少,可用带宽充足速度就会变快。
[Q]:为什么5G WiFi比2.4G WiFi速度更快?
[A]:5G WiFi的可用总带宽比2.4G频段大很多,单个用户能用到的带宽更宽,根据带宽和速率的关系,更大的带宽就能支持更高的传输速率,所以5G WiFi速度更快。
[Q]:为什么2.4G WiFi开40MHz带宽反而更慢?
[A]:2.4G整个频段的总可用带宽本来就不大,开40MHz大带宽很容易和周边其他WiFi信号的信道重叠,产生更强的干扰,反而会导致传输不稳定,实际速度比开20MHz小带宽更慢。
[Q]:为什么更高清的视频对带宽要求更高?
[A]:更高清的视频包含更多图像细节,单位时间需要传输的数据量更大,只有足够大的带宽才能支撑对应的传输速率,带宽不够就会出现卡顿缓冲的情况。
[Q]:为什么现在通信技术都在追求更大的带宽?
[A]:更大的带宽能支持更高的传输速率,可以承载更多设备、更高清的内容,更好的满足大家对上网速度、画质、延迟的需求,也是下一代通信技术发展的基础。
更多# 带宽是什么?信号在信道传输中有效通过的频率范围详细解析相关问题
问题:海口飞济南要做核酸检测吗
回答:不是很远呀,有公交可以过去,还比较方便; 2、如果是在湖滨一带的话,可以在龙翔桥地铁站出口(平海路上)的龙翔桥站乘坐4路公交到宋城,4路还经过一公园、清波门、净寺(雷峰塔)、苏堤等地; 3、如果在岳王庙、曲院风荷附近的话,可以走到杭州花圃站乘坐31... 详情 >
问题:济南融创学生票初中生可以只带身份证吗
回答:火车站那就就旅游专线,绕西湖跑一圈的。 详情 >
问题:露营怎么玩,需要带什么东西?
回答:肯定有,价格可能会涨一点。 详情 >
问题:为什么不能使用礼品卡了
回答:完全可以,在机场寄存行李,车程一个小时就到 详情 >
问题:有儿童票吗?下山索道多少钱?
回答:西湖湖滨商圈市中心 各档次的酒店齐全快捷酒店比如7天 如家 汉庭都有舒适酒店推荐香溢浣纱宾馆 马可波罗滨湖酒店 湖滨君庭酒店步行到西湖都是几分钟解百后面还有一个青年会基督教青年会改建的床位是几十元一晚 详情 >
评论 (0)
