我对一件事很困惑：
我想在网络上发送数据，例如：
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾
要发送的数据必须用信号表示，这种情况下的信号是“链接/电线上的电压变化”（假设我们使用的是电缆，而不是无线链接）。
例如：
我仍然不了解导线上的信号与频率之间的关系。
频率的定义是：每单位时间重复事件的发生次数。那么每单位时间导线中重复的是什么？
例如，在DSL线路上，对于频分复用，由于将为多个用户分配较少的频率，因此在给定的链路/线路上每个用户的带宽将较小。在电线上分配更少的频率是什么意思？
电线上有很多可用的频率吗？如果存在（可以说0到1兆赫兹），我可以使用0到100或100到200或500到1000之间的范围来表示以上内容吗？如果使用更多的频率，为什么会有更多的带宽？
#1 楼
调制和符号
每单位时间重复事件的发生次数。那么，每单位时间导线中重复的是什么？
导线上的电压模式重复。
在极为简单的通信系统中，您可能会使线路的DC电压在阈值之上或之下循环，如您的ASCII-art中所示...
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾。假设您的阈值为+ 5v和-5vdc；通过两个直流电压调制二进制数据只能在每个电压电平上产生一位（每个电压跃迁在业界被称为符号）。直流电压跃迁并不是在导线上表示数据的唯一方法，您可以在给定的频率上调制信号的电压，或者在两个频率之间切换以调制数据。这张图片说明了如何通过调幅（AM）和调频（FM）表示相同的
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾跃迁。或QPSK，以将更多数据打包到线路上的给定带宽中。一般来说，您可以使用以下组合来进行调制： >相位偏移（相对于参考载波或时钟）。
比特率和频谱效率
有很多频率可用电线？如果有（让我说0到1兆赫兹），我可以使用0到100或100到200或500到1000之间的范围来表示以上内容吗？如果我使用更多的频率，为什么会有更多的带宽？
让我们考虑一下一个调频系统，它的线路上有两个状态。用1KHz表示
用1个符号用2.5KHz表示
此调制方案需要导线上1.5KHz的带宽。但是，这与传输的比特率无关（它令人困惑，也称为“带宽”，但是我们不要使用过载术语）。
FM系统可能将0和1个符号分隔为1.5KHz的原因之一之所以分开，是因为调制解调器能够很好地测量频率变化的速度，速度和经济性受到限制。
调制解调器能够很好地测量频率变化的因素是驱动多少变化的一个因素。电线上需要带宽
调制解调器能够多快地测量频率（或其他符号）变化，从而将调制解调器的比特率提高到多大程度
经济起着重要作用，因为您可能能够建立一个系统具有极高的频谱效率，但如果没人能负担得起，那么这并不是一个切实可行的解决方案。
作为一般规则，如果您拥有更多可用带宽，则可以构建更快，更便宜的调制解调器。
编辑：评论回复
我已经研究了您的回复，但我仍然对某些事情不屑一顾。据我了解，我只能通过电线发送1和0。因此，如果1.5 KHz足以满足要求，为什么还要使用更多带宽？
我在上一节中解决了这个问题，但让我们继续FM调制示例。实际的系统必须考虑到接收器的灵敏度，以及诸如带通滤波器的实施效果等因素。
假设调制解调器可用的1.5KHz带宽仅产生9600波特，这还不够快；但是，您可能会构建一个足够快的20KHz调制解调器（可能需要56K波特）。
为什么20KHz更好？由于带通滤波器和其他组件的实际情况和不完美的斜率，您可能需要那么多的带宽才能实现正确的调制和线路代码。也许使用20Khz，您可以实施QAM方案，该方案为每个符号提供3位，导致最大位速率为“ 9600 * 8”或76.8 Kbaud（注意：2 ** 3 = 8）
提出了很好的问题，但是如果不进入实际设计的胆量就很难解释这一点。如果您阅读了一些有关接收器设计的电子书籍，或者参加了一些电气工程课程，则涵盖了该材料。
评论
非常感谢您的详细答复。我已经研究了您的回答，但是我对某些事情仍然感到困惑。据我了解，我只能通过电线发送1和0。因此，如果1.5 KHz足以满足要求，为什么还要使用更多带宽？为什么（或如何）提供更多的比特率？因为据我所知，线路上的模式带宽=更多的比特率/秒。这是否意味着我还将同时使用3.5到5 KHz的附加1和0？
–科雷·图吉（Koray Tugay）
2014年1月25日19:23
嗨，我更新了答案，也许有助于澄清
–迈克·彭宁顿
2014年1月25日20:13
当您从一种状态（0）更改为另一种状态（1）时，您会在各种频率（频谱）下产生能量。更改状态（调制频率）的频率会影响带宽。同样，改变状态的速度越快，在更高的频率下产生的能量就越多。这增加了带宽。
–罗恩·托恩（Ron Trunk）
2014年1月25日23:00
@罗恩说：“改变状态越快，在更高频率下产生的能量越多。”不一定会改变信号中的符号率（即数据带宽）。我们关心的是在信号顶部编码的信息。更高的频率本身并不固有地携带比特……如果仅仅具有更高的频率足以增加可用的比特率，那么微波炉将是绝佳的通信工具。
–迈克·彭宁顿
2014年1月26日，0：19
@MikePennington我很清楚。我试图解释更高的调制频率和更大的带宽来自何处。较高的符号率，因此较高的变化率将在较高频率下产生更多能量，并因此增加（信号）带宽。
–罗恩·托恩（Ron Trunk）
2014年1月26日下午4:47
#2 楼
Mike提供了一个很好的答案，但并非完全符合您的要求。从定义上讲，带宽是指以Hz为单位的频率范围。
您已经说过，信号
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾可以分解（使用傅立叶）成一堆频率。假设我们已经对其进行了分解，并且看到我们的信号（大部分）由1Mhz，1.1Mhz，1.2Mhz，1.3Mhz ...至2Mhz的频率组成。这意味着我们的信号具有1Mhz的带宽。现在，我们要通过铜线或光纤之类的通道发送该信号。因此，首先让我们谈谈信道。
当谈论信道带宽时，我们实际上是在讨论通带带宽，它描述了信道可以携带的几乎不失真的频率范围。假设我有一个通道，只能通过频率介于f1和f2之间的信号。它的频率响应功能（通道对不同频率信号的反应）可能是这样的：
通道的带宽取决于通道的物理属性，因此铜线将具有与无线信道和光纤不同的带宽。例如，这里是Wikipedia的表格，其中指定了不同双绞线电缆的带宽。
如果我们的示例频道的带宽为1Mhz，那么我们可以很容易地使用它来发送信号，带宽不超过1Mhz。带宽较大的信号通过时会失真，可能使它们难以理解。
现在让我们回到示例信号
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾。如果我们要对其进行傅立叶分析，我们会发现提高数据速率（通过使比特彼此之间变得更短和更接近）可以增加信号的带宽。这种增加是线性的，因此位速率增加两倍，将意味着带宽增加两倍。比特率和带宽之间的确切关系取决于所发送的数据以及所使用的调制（例如NRZ，QAM，Manchseter等）。人们画图的经典方法：
__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾是NRZ的样子，但是其他调制技术会将零和一编码为不同的形状，从而影响其带宽。由于二进制信号的确切带宽取决于在几个因素上，查看给定通道上任何数据信号的理论上限很有用。此上限由Shannon–Hartley定理给出： > B是信道带宽，以赫兹为单位（在已调制信号的情况下，通带带宽）
S是在带宽上的平均接收信号功率（在
情况下）以瓦特（或伏特平方）为单位测量的调制信号（通常表示为C，即调制载波）
N是带宽上的平均噪声或干扰功率，
单位为瓦特（或伏特的平方）
S / N是通信信号与信号之间的信噪比（SNR）或载噪比（brr）（CNR）。高斯噪声干扰
，以线性功率比表示（不是对数分贝）。
但是要注意的重要一点是，香农-哈特利定理采用特定类型噪声-加性高斯白噪声。对于其他更复杂的噪声类型，上限将更低。
评论
此外，在接收端，您有奈奎斯特-香农采样定理，该定理限制了可以检测到的内容
–雷米·莱图诺
2014年2月3日在21:56
#3 楼
让我给出实际的或实际的网络工程答案。这是带宽和频率的关系：更高的带宽，更高的频率。完成。不，很严重，问题和答案已结束。完成后，请转到第2层。
我并不是说要粗鲁或聪明。您的问题已经深入探讨了物理层的电气工程方面，无法解决所谓的网络工程问题。除了最严格，最直接的含义外，您要问的是与电信，电气工程乃至计算机科学相比比网络工程更相关的东西。它也与开发硬件或由硬件实现的协议的非常专业的人员无关。如果大多数CCIE能够回答Mike Pennington所能达到的程度，我会感到非常惊讶，而且，如果他们不像您一样深入地询问原始问题，也不会感到惊讶！
让我换一种说法：如果您正在传统意义上研究网络工程，那么您已经掌握了第1层，远远超出了要求（甚至远远超出了正常水平）网络工程职业。您很好，继续前进，还有很多东西要学习。
评论
一方面，这可能不是每天管理有线网络直接有用的信息。另一方面，我个人从来没有遇到过这样的情况：我后悔对更多事情的工作原理有所了解，而在很多情况下我希望我能更好地理解。在这种特殊情况下，这与适用于RF的许多相同原则接壤，这在我作为网络工程师的任何一天都经常深入研究。从我的角度来看，为-1。
– YLearn♦
2014年8月28日在19:33
评论
您能详细说明一下Mike Pennington和Malt没有回答的问题吗？两者都为OP提供了足够深入的答案。