帶寬 (計算機)

帶寬（英語：bandwidth）在計算機領域中是指可用或耗用的信息量比特率，通常以測得的每秒數量表示。帶寬包括網絡帶寬^[1]、數據帶寬^[2]、數字帶寬等。^[3]^[4]

該「帶寬」的定義與信號處理、無線通訊、調製解調器數據傳輸、數字通信和電子學中的帶寬相反，在那些領域中帶寬表示以赫茲測量的信號帶寬，意味着滿足信號功率中良好信號定義水平的可用最低與最高頻率之範圍。

而可達成的實際比特率不僅取決於信號帶寬，也取決於信道上的噪聲。

網絡帶寬容量

術語「帶寬」有時指網絡比特率（也稱峰值比特率、信息速率或物理層可用比特率）、信道容量或數字通信系統中邏輯或物理通信路徑的最大吞吐量。例如，帶寬測試（英語：Bandwidth test）即為測試計算機網絡的最大吞吐量。鏈路可承載的最大速率受到通信系統的香農定理信道容量的限制，其取決於以赫茲為單位的帶寬和信道上的噪聲。

網絡帶寬消耗

以位元/秒為單位表示的帶寬也可能指實現吞吐或有效吞吐（英語：Goodput）的耗用帶寬，即通過通信路徑成功傳輸的數據平均速率。^[5]該含義適用於概念與技術，例如帶寬整形（英語：bandwidth shaping）、帶寬管理（英語：bandwidth management）、帶寬節流（英語：bandwidth throttling）、帶寬上限、帶寬分配（英語：bandwidth allocation）（例如帶寬分配協議（英語：bandwidth allocation protocol）和動態帶寬分配（英語：dynamic bandwidth allocation））等等。比特流的帶寬與平均消耗的信號帶寬（以赫茲為單位。表示比特流的模擬信號的平均頻譜帶寬）經研究為成比例。

信道帶寬可能與有效的數據吞吐量（或有效吞吐（英語：Goodput））混淆。例如，一個x bps的信道可能不以x速率發送數據，它可能因為協議、加密或其他因素而顯著增加開銷。舉例來說，許多使用傳輸控制協議（TCP）的互聯網流量的每次傳輸都需要三次握手。儘管在許多現代實現中協議已經更高效，但那與最簡單、基本的協議相比仍增加了不少開銷。另外，數據封包可能丟失，這進一步降低了有效的數據吞吐量。一般來說，任何有效率的數字通信都以幀協議為形式，開銷和有效吞吐取決於它的實現。有效的吞吐量必定小於或等於信道實際容量+實現開銷。

漸進帶寬

漸進帶寬（asymptotic bandwidth），正式用法為漸進吞吐量（asymptotic throughput），是測量一個網絡對一個貪婪源（英語：Greedy source）的最大吞吐量，例如當消息大小（每秒從信息源發來的數據包數量）接近無窮大時。^[6]

漸進帶寬通常以經由網絡發送大量的極大消息來估算。與其他端到端吞吐量不同，漸進帶寬以每秒傳輸位元測量。

多媒體帶寬

數字帶寬也可能指多媒體數據壓縮（信源編碼）後的多媒體比特率或平均碼率，它的定義為數據總量除以時長。

網絡託管帶寬

在網站託管服務中，帶寬有時被用來描述在特定時間段從或向網站/服務器傳輸的數據量。例如，單月內的累積消耗「帶寬」，實際為傳輸的數據總量。^{[來源請求]}每月或特定周期內的最大傳輸數據量實際是指最大傳輸總額。

ISP的最終用戶也可能有類似情況，特別是在網絡容量有限的條件下（例如正在開發中的互聯網連接，或者無線網絡區域；例如蜂窩流量或教育網）。

互聯網連接帶寬

下表顯示了常見互聯網接入技術的最大帶寬（物理層網絡比特率）。

56 kbit/s	調製解調器 / 撥號連接
1.5 Mbit/s	ADSL Lite（英語：ADSL Lite）
1.544 Mbit/s	T1/DS1（英語：Digital Signal 1）
2.048 Mbit/s	E1 / E-carrier（英語：E-carrier）
4 Mbit/s	ADSL1
10 Mbit/s	以太網
11 Mbit/s	無線802.11b
24 Mbit/s	ADSL2+
44.736 Mbit/s	T3/DS3（英語：Digital Signal 3）
54 Mbit/s	無線802.11g
100 Mbit/s	Fast Ethernet（英語：Fast Ethernet）
155 Mbit/s	OC3（英語：OC3）
600 Mbit/s	無線802.11n
622 Mbit/s	OC12（英語：OC12）
1 Gbit/s	千兆以太網
1.3 Gbit/s	無線802.11ac
2.5 Gbit/s	OC48（英語：OC48）
5 Gbit/s	USB 3.0
9.6 Gbit/s	OC192（英語：OC192）
10 Gbit/s	10吉比特乙太網路、USB 3.1
40 Gbit/s	Thunderbolt 3
100 Gbit/s	100吉比特以太網

更多細節另見：

參見

92 Code（英語：92 Code）
帶寬擴展（英語：Bandwidth extension）
帶寬測試（英語：Bandwidth test）
比特率
延遲和吞吐量比較（英語：Comparison of latency and throughput）
電腦裝置頻寬列表
傳播媒體
- 公平使用原則
- 帶寬盜用（英語：Bandwidth theft）
- 窄帶（英語：Narrowband）
- 寬頻
信號處理
吞吐量
- 吞吐量
- 有效吞吐（英語：Goodput）
- 測量網絡吞吐量（英語：Measuring network throughput）

參考資料

^ Douglas Comer（英語：Douglas Comer）, Computer Networks and Internets , page 99 ff, Prentice Hall 2008.
^ Fred Halsall, Introduction to data communications and computer networks, page 108, Addison-Wesley, 1985.
^ Cisco Networking Academy Program: CCNA 1 and 2 companion guide, Volym 1–2, Cisco Academy 2003
^ Behrouz A. Forouzan, Data communications and networking, McGraw-Hill, 2007
^ Latency: Less is More. Jaime Baldwin. [2 May 2016]. （原始內容存檔於2016-12-20）.
^ Chou, C. Y.; et al. Modeling Message Passing Overhead. Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (編). Advances in Grid and Pervasive Computing: First International Conference, GPC 2006. 2006: 299–307. ISBN 3540338098.

[1] Douglas Comer（英語：Douglas Comer）, Computer Networks and Internets , page 99 ff, Prentice Hall 2008.

[2] Fred Halsall, Introduction to data communications and computer networks, page 108, Addison-Wesley, 1985.

[3] Cisco Networking Academy Program: CCNA 1 and 2 companion guide, Volym 1–2, Cisco Academy 2003

[4] Behrouz A. Forouzan, Data communications and networking, McGraw-Hill, 2007

[5] Latency: Less is More. Jaime Baldwin. [2 May 2016]. （原始內容存檔於2016-12-20）.

[6] Chou, C. Y.; et al. Modeling Message Passing Overhead. Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (編). Advances in Grid and Pervasive Computing: First International Conference, GPC 2006. 2006: 299–307. ISBN 3540338098.

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