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人见人爱的带宽

日期:2021-04-22
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人见人爱的带宽


前1阵爆火的何同理论,「5年后,期待速率是5G最无聊的运用」;但对消費者来讲,当今5G互联网的带宽提高是最使人印象刻骨铭心的转变。

下面这幅图比照了3G、4G和5G互联网免费下载1部高清电影所需的時间;根据数万倍的带宽*提高,免费下载時间从3G时期的1天减少到几秒钟 在这样的带宽自然环境下,恐怕很快大伙儿就会忘掉「带宽」这个以前的「短板指标值」,并视之为取之不尽用之不竭的資源,视之为空气和水1般当然而然稀松平时的存在。

*注:在通信技术专业语境中,带宽对应的描述是Bandwidth,也可汉语翻译为频宽,考量其占有的频谱資源;在平常沟通交流的语境中,带宽一般意指数值据传送速度。出于通俗化易懂的考虑到,此处选用第2种词义。

▲ 照片来源于:itprosusa/resources/blog/rise-of⑸g-inter/

本期晨思来谈谈「人见人爱」的带宽,共享主题以下:

❶ 当大家提到带宽的情况下,大家到底在讨论甚么 兼论信息内容的实质

❷ 信息内容/数据信息的无线网络传送基本原理

❸ 从3G、4G到5G,带宽的提高靠甚么?

当大家讨论带宽时,到底在讨论甚么?

在3GPP(以往20多年促进全世界电信制造行业技术性演进的技术性规范制订机构)的官方文本文档中,带宽对应的文本描述是「Data Rate」,也便是「信息内容传送速度」或说「数据信息传送速度」。

那末,信息内容/数据信息的实质是甚么?在数据信息传送的全过程中,大家究竟在传送甚么?

信息内容是对实际(或编造实际)的复刻/纪录/抽象性,用于对实际(或编造实际)的转述/复现

信息内容是对实际的抽象性,是对实际开展指代的1组标记。这类抽象性式纪录的目地,是以便在另外一个時间或地址复述/重现最开始「被纪录的实际」。以视頻收看来讲,显示信息屏只是依据收到的「标记和标示」将全部显示屏上的全部像素点投影出来;而投影出的結果,便是大家看到的各种各样图象。针对视频语音通信来讲也是相近的道理,听筒/喇叭依据收到的「标记和标示」在发声器件上分配相应的振动,这些振动根据声波频率传送给鼓膜和耳蜗,最后产生了大家对响声的体会。

信息内容是对实际的复刻/纪录/抽象性,这个抽象性/纪录的方法,便是1种「编号方法」;接受以后将这些信息内容复现为实际的全过程就被称为「解码」

人类数千年前就刚开始了编号主题活动。创造发明文本的目地,是以便纪录实际并用于转述或追忆/复现。这自身便是1种编号-解码全过程。准确地说,对事情开展取名或指代的全过程,便是1种「编号」全过程;而根据有关指代关联,从文本想到到商品的全过程,便是1种「解码」全过程。

举例而言,能够对新鲜水果开展「取名」或「编号」,例如把1种鲜红色的蔷薇科新鲜水果取名/编号为「iPhone」或「Apple」。

编号是1种从实际(商品)到抽象性(文本/数据/编码)创建11对应关联的全过程

在编号的全过程中,不但可使用中国汉字和字母,还可以用数据。例如大家能够把iPhone取名/编号为101,香蕉编号为102,橙子编号为103,把「好吃」这个特性取名/编号为36690,那末「香蕉好吃」这个描述,便可以用「102 36690」取代,或说编号为「102 36690」(此处的数据是任意选择的,并沒有独特含意)。

解码是1种从抽象性(文本/数据/编码) 中想到/复实际物的全过程

解码的全过程与编号相反,但遵照着同样的11对应关联,例如,从刚刚提到的「102 36690」中获得「某种黄色芭蕉科绿色植物味儿非常好」这1描述的全过程,便是1种解码的全过程。

具体上,用数据取代文本,更是在电报、通信和IT技术性管理中心普遍应用的编号方法。常见中国汉字大概不超出1万,代表着用1个4位的数据能够对前述中国汉字11开展取名或编号,例如取名为0001,0002 9999。

1本《史记》约有52万字的汉语书,那末这样1本书能够被52万*4=208万位数据取代,或说,整本书能够被编号为208万个阿拉伯数据;假如选用2进制优化算法,基础上能够换算为800万比特,对应为1个容量为1MB的电脑上文本文档(因为具体常见字仅有2000⑶000个,另外考虑到到2进制与10进制的计数差别,和能够根据左右文的有关性进1步提升编号高效率,全部文本文档的容量能够缩减到约为300KB尺寸;但是这一部分內容超出了本文的范畴,暂不赘述)。

为何必须将中国汉字编号为数据,又为何要选用2进制(而并不是10进制或106进制)来纪录呢?这很大水平上是由于:

❶「2分法」是最少的归类企业 任何1种必须用到归类或测算的情景,都最少具有1个以上的将会性(假如仅有1个将会性/仅有1种备选情况,则沒有归类或计数的必要),且都可以以用2分法或2分法的变种来计数或开展归类;也便是说,2进制具有可归类/可编号的普适性 基本上全部的信息内容都可以以变换为2进制编号;

❷ 很多的当然状况和逻辑思维方式,都可以以借用「有或无」、「高或低」、「正或反」、「长或短」、「真或假」的意识;因此2进制在电源电路、感应器等层面具有广泛的可运算性 根据2进制的传感、运算、储存和通信传送具有优良且普遍的物理学基本。

让大家对这一部分內容做1个梳理

1. 全部的語言「包含数学课」全是1种编解码优化算法。根据語言把大脑中的意愿表述出来,具体上便是术语言将人的大脑中的信息内容开展了1次编号,产生了1串文本或数据。晓得这类語言「或说这类编号方法」的接受方就可以够应用这类語言开展解码,随后获得到里边的信息内容。 

2. 根据2进制的优良特性,能够将基本上全部的信息内容变换为2进制开展编号、运算和传送。 

3. 在数据通信系统软件中传送的內容,是以2进制方式存在的、对可立即被人类体会到的信息内容方式(文本、视频语音、图象、视頻、味道、触感等)开展的抽象性/编号。例如,1个300KB或1MB的文本文档,里边将会包括着250万或800万位的2进制标识符,是对1本52万中国汉字的《史记》开展编号的結果。

信息内容/数据信息的无线网络传送基本原理

正如响声的传送必须物质,信息内容的传送也必须载体。

响声传送的物质普遍存在,基本上除真空泵自然环境以外,响声都可以以开展散播;通信数据信号的散播还可以根据多种多样载体开展,例如普遍的双绞线(双绞线有许多的子种别,一般的家用网线便是在其中1种)、同轴电缆(家用有线电视机线也是1种同轴电缆)、光纤和无线网络电波。

在蜂窝状互联网通信中,数据信息传送速度的短板常常出現在无线网络侧(即手机上和基站之间开展的通信),此处大家也关键详细介绍无线网络通信的一部分。

无线网络通信的载体是无线网络电波

无线网络电波是电磁感应波的非空子集,是频率较低的电磁感应波。

电磁感应波是由同相震荡且相互之间竖直的电场与磁场在室内空间中以波的方式挪动的电磁感应场,具备波粒2象性。电磁感应波在真空泵中速度固定不动,速率为光速。

可见光、红外线、紫外线等全是电磁感应波,依据频率的差别,能够对电磁感应波开展以下归类:

无处不在的电磁感应波

不一样频率的电磁感应波普遍地存在于大家的日常生活中

▲ 照片来源于: