计算机网络信号带宽与信道带宽区别

信号带宽：是指信号频谱的宽度，即信号的最高频率分量与最低频率分量之差，例如：一个由数个正弦波叠加成的方波信号，该信号的最低频率分量为其基频，假定为：f=2 kHz，其最高频率分量为其7次谐波频率，即为：7f=7×2=14（kHz），因此，该信号的带宽为：7f−f=14−2=12（kHz）。

信道带宽：信道是指信号传输的物理通道，信道带宽限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，即限定了一个频率通带。例如：一个信道允许通过的信号下限频率和上限频率分别为1.5 kHz和15 kHz，则其带宽为13.5 kHz，由于2 kHz＞1.5 kHz且14 kHz＜15 kHz，因此，前述方波信号的所有频率成分可以从该信道通过，如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素，通过此信道的该信号会毫不失真。同样，只要最低频率分量和最高频率分量都在该频率通带范围内，任意复合信号都能通过该信道。此外，频率为1.5 kHz、4 kHz、6 kHz、9 kHz、12 kHz、15 kHz 以及任意在该频率通带范围内的各种单频波也可以通过该信道。

然而，当有一个频率为1 kHz 的方波在通过该信道时，失真将肯定会很严重。这是因为1 kHz＜1.5 kHz，即该方波的最低频率分量不在此信道允许通过的频率通带之内；另外，若有一个方波信号的最低频率分量为2 kHz，但最高频率分量为18 kHz，则由于其带宽超出了该信道的带宽，因此，其部分高频谐波将会被该信道滤除，从而使得通过该信道接收到的方波没有发送的质量好，会存在一定程度的失真。那么，如果方波信号的最低频率分量为500Hz，最高频率分量为5.5 kHz，由于其带宽仅为5 kHz，远小于信道带宽13.5 kHz，是否就能很好地通过该信道呢？但实际上，该信号在信道上传输时，由于其最低频率分量被过滤掉了（因为500Hz＜1.5 kHz），故只有部分高频谐波能够通过，因此信号波形一定是严重失真的。综上所述，可以得出以下结论：

（1）如果信号带宽与信道带宽相同，而且频率范围一致，则该信号能够完全通过信道且不会损失任何频率成分。

（2）如果信号带宽与信道带宽相同，但频率范围不一致时，则该信号的频率分量肯定不能完全通过该信道，此时，可以考虑通过频谱搬移，也就是调制来实现信号完全通过该信道。

（3）如果信号带宽与信道带宽不同，而且信号带宽小于信道带宽，但信号的所有频率分量均包含在信道的频率通带范围值内，则信号能不损失任何频率成分完全通过该信道。

（4）如果信号带宽与信道带宽不同，而且信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量的主要频率分量均包含在信道的频率通带范围之内，则该信号在通过信道时会损失部分频率成分，但仍可以被识别，正如数字信号的基带传输和语音信号在电话信道中传输一样。

（5）如果信号带宽与信道带宽不同，而且信号带宽大于信道带宽，且包含信号相当多能量的频率分量不在信道的频率通带范围之内，则这些超出信道频率通带范围的信号频率成分将会被滤除，从而将导致信号失真甚至严重畸变。

（6）不管信号带宽与信道带宽是否相同，如果信号的所有频率分量均不在信道的频率通带范围之内，则该信号将无法通过信道。

（7）不管信号带宽与信道带宽是否相同，如果信号的频谱与信道的频率通带相互交错，而且只有部分频率分量可以通过该信道，则信号将会失真。

例如：以电话信道为例，假定其频率范围为300～3 300Hz，即，信道带宽为3 kHz，而语音信号频谱则一般为100Hz～7 kHz的范围，则电话信道会将语音信号的频谱掐头去尾。由于语音信号的主要能量集中在中心的一些频率分量附近，因此，通过电话信道传输的语音信号虽有失真，但仍能分辨。