带宽

信息领域名词

带宽（英语：Bandwidth）指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。对于模拟信号而言，带宽又称为频宽，以赫兹（Hz）为单位。例如模拟语音电话的信号带宽为3100Hz（从300Hz到3400Hz）。对于数字信号而言，带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。例如ISDN的B信道带宽为64Kbps。由于数字信号的传输是通过模拟信号的调制完成的，为了与模拟带宽进行区分，数字信道的带宽一般直接用波特率或符号率来描述。

定义

所谓带宽，是“频带宽度”的简称，原是通讯和电子技术中的一个术语，指通讯线路或设备所能传送信号的范围。而网络或数字信号中的带宽是指在规定时间内从一端流到另一端的信息量，即数据传输率。

带宽是一个非常有用的概念，在网络通信中的地位十分重要。带宽的实际含义是在给定时间等条件下流过特定区域的最大数据位数。可以用比喻来帮助理解带宽的含义，把城市的道路看成网络，道路有双车道、四车道或八车道，人们驾车从出发点到目的地，途中可能经过不同的车道。在这里，车道的数量好比是带宽，车辆的数目就好比是网络中传输的信息量。也可以用城市的供水网来比喻，供水管道的直径可以衡量运水的能力，主水管直径可能有2m，而到家庭的可能只有2cm。在这个比喻中，水管的直径好比是带宽，水就好比是信息量。使用粗管子就意味着拥有更宽的带宽，也就是有更大的信息运送能力。

单位

在数字信号中，数字信息流的基本单位是bit（比特），时间的基本单位是s（秒），因此bit/s或bps是描述带宽的单位，即每秒可传输的比特位数，1bit/s是带宽的基本单位。

在模拟信号系统中，带宽表示传输信号所占有的频率宽度，这个宽度由传输信号的最高、最低频率决定。如果一个信道，其最低可传输频率为f1的信号，最高可传输频率为f2的信号，则该模拟信道的带宽是两者之差W=f2-f1，单位为Hz。

模拟信号中的带宽

在模拟信号系统中，带宽用来标识传输信号所占有的频率宽度，这个宽度由传输信号的最高频率和最低频率决定，两者之差就是带宽值，因此又被称为信号带宽或者载频带宽，单位为Hz。

带宽其实就是信号所占用的频谱的度量，可以看作是一种与空间相关的量。与之相比，信号的传输速率就是一种与空间和时间都相关的物理量，定义为单位时间内在信道上传输的数据量。

为了合理使用频谱资源，国际电信联盟（ITU）为每种通信系统都规定了频率范围，这种频率范围又称为频段，而频段的频谱宽度又被称之为工作带宽。例如GSM的工作带宽为25 MHz，WCDMA和CDMA均为30MHz。

数字信号中的带宽

总线带宽

在计算机系统中，总线的作用就好比是人体中的神经系统，它承担的是所有数据传输的职责，而各个子系统间都必须藉由总线才能通讯，例如，CPU和北桥间有前端总线、北桥与显卡间为AGP总线、芯片组间有南北桥总线，各类扩展设备通过PCI、PCI-X总线与系统连接；主机与外部设备的连接也是通过总线进行，如流行的USB 2.0、IEEE1394总线等等。在一部计算机系统内，所有数据交换的需求都必须通过总线来实现。

按照工作模式不同，总线可分为两种类型，一种是并行总线，它在同一时刻可以传输多位数据，好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路，而且它还有双向单向之分；另一种为串行总线，它在同一时刻只能传输一个数据，好比只容许一辆车行走的狭窄道路，数据必须一个接一个传输、看起来仿佛一个长长的数据串，故称为“串行”。

总线的带宽指的是这条总线在单位时间内可以传输的数据总量。

总线带宽计算公式：总线带宽 = 总线位宽 * 时钟频率

例如，对于64位、800MHz的前端总线，它的数据传输率就等于64bit * 800MHz / 8(Byte)=6.4GB/s；32位、33MHz PCI总线的数据传输率就是32bit * 33MHz / 8=132MB/s。

对串行总线来说，带宽和工作频率的概念与并行总线完全相同，只是它改变了传统意义上的总线位宽的概念。在频率相同的情况下，并行总线比串行总线快得多，那么，为什么各类并行总线反而要被串行总线接替呢？原因在于并行总线虽然一次可以传输多位数据，但它存在并行传输信号间的干扰现象，频率越高、位宽越大，干扰就越严重，因此要大幅提高现有并行总线的带宽是非常困难的；而串行总线不存在这个问题，总线频率可以大幅提升，这样串行总线就可以凭借更高频率的优势获得更高的带宽。

显卡带宽

显存带宽是指显卡芯片与显存之间的数据传输速率，它以字节/秒为单位。显存带宽是决定显卡性能和速度最重要的因素之一。要得到高分辨率、色彩逼真、高刷新率的画面，就必须要求显卡具有大显存带宽。

计算方式为：显存带宽 = 显存频率 * 显存位宽 / 8

在显存频率相当的情况下，显存位宽将决定显存带宽的大小。比如说同样显存频率为500MHz的128位和256位显存，那么它俩的显存带宽将分别为：128位=500MHz128∕8=8GB/s，而256位=500MHz256∕8=16GB/s，是128位的2倍，可见显存位宽在显存数据中的重要性。

内存带宽

内存带宽是处理器可以从内存读取数据或将数据存储到内存的速率。内存带宽通常以字节/秒为单位表示，

内存带宽计算公式：带宽 = 内存核心频率 * 倍增系数 * 内存位宽 / 8

核心频率即为内存Cell阵列(MemoryCell Array)的工作频率，它是内存的真实运行频率。

DDR通过数据预取技术放大速率，每代DDR倍率是固定的：

SDRAM的倍增系数为1

DDR SDRAM的倍增系数为2

DDR2 SDRAM的倍增系数为4

DDR3 SDRAM的倍增系数为8

DDR4 SDRAM的倍增系数为16

DDR5 SDRAM的倍增系数为32

网络带宽

网络中的传输路径由从数据源到目的地的一系列存储转发链路所组成，链路的带宽是指该链路上数据报文的最大传输速率。网络和高速公路类似，带宽越大，就类似高速公路的车道越多，其通行能力越强。网络带宽作为衡量网络特征的一个重要指标，日益受到人们的普遍关注。它不仅是政府或单位制订网络通信发展策略的重要依据，也是互联网用户和单位选择互联网接入服务商的主要因素之一。

在计算机网络、IDC机房中，其网络传输速率的单位用bit/s或bps表示。

在实际上网应用中，下载软件时常常看到诸如下载速度显示为176KB/s，103KB/s等宽带速率大小字样，因为ISP提供的线路带宽使用的单位是比特（bit），而一般下载软件显示的是字节（Byte）（1Byte=8bit），所以要通过换算，才能得实际值。以1M宽带为例，按照换算公式有以下换算：

1Mb/s=1024Kb/s=1024/8KB/s=128KB/s

应用

带宽应用的领域非常多，可以用来表示频带宽度、标识信号传输的数据传输能力、对网络带宽的测量等。

1、表示频带宽度

信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。频宽对基本输出入系统 (BIOS) 设备尤其重要，如快速磁盘驱动器会受低频宽的总线所阻碍。

2、表示信号传输的数据传输能力

在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。对于带宽的概念，比较形象的一个比喻是高速公路。单位时间内能够在线路上传送的数据量，常用的单位是bps(bit per second)。计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。

3、网络带宽的测量

网络带宽测量可分为主动探测和被动测量，前者测量时间短，但会增加网络流量，对网络运行有一定的影响；而后者记录网络中传输的数据，离线分析获得结果，具有测量效率高和准确性好的特点，但测量时间往往比较长，要耗用大量计算资源和存储资源。

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