《電子技術(shù)應(yīng)用》
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網(wǎng)絡(luò)傳輸速率單位符號(hào)是Gb/s還是Gibit/s?

2019-10-14

  第5代(5G)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)很多城市公開測(cè)試,很多媒體都說(shuō),“5G網(wǎng)絡(luò)的理論下行速率為10 Gb/s”。然而,這個(gè)單位符號(hào)表示正確嗎?

  我們首先跳開網(wǎng)絡(luò)速率本身來(lái)說(shuō)說(shuō)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)兩個(gè)常用的計(jì)量單位符號(hào)——“bit”(位)和“byte”(字節(jié))。眾所周知,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)采用二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng),也就是“逢二進(jìn)一”。計(jì)算機(jī)是美國(guó)人發(fā)明的,他們?cè)诎l(fā)明計(jì)算機(jī)時(shí),也同時(shí)發(fā)明了計(jì)算機(jī)編碼標(biāo)準(zhǔn),也就是我們現(xiàn)在最熟悉的“ASCII碼”(American Standard Code for Information Interchange)。這套編碼規(guī)則對(duì)包括數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和空格、回車等特殊控制符號(hào)的128個(gè)字符進(jìn)行了編碼,實(shí)現(xiàn)了信息的自由交換。通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算,便可得知,128=27。也就是說(shuō),只需要8位的二進(jìn)制數(shù),就能對(duì)ASCII碼表中所有的符號(hào)進(jìn)行編碼,一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)就對(duì)應(yīng)一個(gè)ASCII碼表中的字符。因此,一個(gè)8位(bit)的二進(jìn)制數(shù)就為1個(gè)字節(jié)(byte,用 “B”表示)。

  接下來(lái)言歸正傳,說(shuō)說(shuō)手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率的單位符號(hào)是什么。通信技術(shù)以電磁波為載體,將經(jīng)過(guò)調(diào)制的信息的二進(jìn)制信號(hào)加載在電磁波上傳輸出去,在一個(gè)周期內(nèi)只能傳輸1位信號(hào)(1個(gè)“0”或者1個(gè)“1”),因此,手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝粺o(wú)疑應(yīng)當(dāng)是“bit”。1 s的時(shí)間內(nèi),傳輸1 bit的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾示褪? bit/s。如果在1 s內(nèi)傳送1 000 bit的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾示褪? 000 bit/s,或者寫作“1 kbit/s”。在這樣的語(yǔ)境下,如果5G網(wǎng)絡(luò)1 s可以傳輸10×109 bit的數(shù)據(jù),那么數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾示褪?0 Gbit/s。在這里,我們應(yīng)用了采用十進(jìn)制倍數(shù)詞頭的SI詞頭符號(hào)“k”和“G”。SI詞頭符號(hào)如表1所示(僅列出103及以上的詞頭)。

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  然而,正如之前說(shuō)到的,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)采用的是二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng),因此,在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中所說(shuō)的“1 kbit”,實(shí)際上是210 bit(也即1 024 bit),如果依然使用十進(jìn)制的倍數(shù)詞頭來(lái)作為二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)中數(shù)字的詞頭,必然會(huì)產(chǎn)生概念上的混淆,更會(huì)隨著數(shù)據(jù)位數(shù)的增大,產(chǎn)生越來(lái)越大的數(shù)據(jù)誤差。為此,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)并未列出二進(jìn)制倍數(shù)詞頭的ISO 31-0:1992《量和單位 第零部分:一般原則》進(jìn)行了修訂,并更名為ISO 80000-1:2009《量和單位 總則》,在其中給出了二進(jìn)制倍數(shù)詞頭表,如表2所示。

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  目前,我們所采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3101—1993《有關(guān)量、單位和符號(hào)的一般原則》,是等效采用ISO 31-0:1992的,因此,也未列出二進(jìn)制詞頭。因而,目前我國(guó)目前在計(jì)算機(jī)技術(shù)中仍然借用了SI的十進(jìn)制詞頭來(lái)表示數(shù)值很大的二進(jìn)制數(shù)字。然而,由于科技的高速發(fā)展,我們需要表達(dá)帶詞頭的二進(jìn)制數(shù)字的場(chǎng)合會(huì)越來(lái)越多,例如:民用光纖的通信速率可達(dá)1 000 Mibit/s。如果我們還在借用十進(jìn)制詞頭來(lái)表達(dá)二進(jìn)制的數(shù),不僅會(huì)造成概念混淆,也會(huì)容易因?yàn)閿?shù)據(jù)的誤差而在消費(fèi)者與生產(chǎn)者之間產(chǎn)生不必要的維權(quán)案件。因此,即使在等效采用ISO 80000-1:2009的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之前,筆者建議,我們也已經(jīng)有必要先行使用二進(jìn)制詞頭來(lái)表達(dá)二進(jìn)制的數(shù)值,以此將這些數(shù)值與十進(jìn)制的數(shù)值進(jìn)行區(qū)別。

  現(xiàn)在,回答本文題目所提出的問(wèn)題,便很容易了:5G手機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率單位符號(hào)是“Gibit/s”。

  最后,說(shuō)點(diǎn)題外話。

  在本文寫作過(guò)程中,筆者查閱了一些公開資料,但發(fā)現(xiàn)很多資料還是沒(méi)有把“bit”與“B”(byte)區(qū)分開。筆者在此提出一個(gè)比較簡(jiǎn)單的、判斷究竟該用“bit”還是“byte”的方法:凡是與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的數(shù)值,單位都是“bit”;凡是與數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)值,單位都是“B”(byte)。需要特別指出的是,用戶在操作系統(tǒng)中所看到硬盤空間的大小,通常是以(210)n B來(lái)計(jì)算的,但硬盤生產(chǎn)商在硬盤標(biāo)簽上所標(biāo)注的硬盤容量,卻是以10n B來(lái)計(jì)算的,因此,一些不太熟悉了解生產(chǎn)商的標(biāo)注方式的買家,往往在將硬盤連接到電腦后,會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是電腦自檢頁(yè)面、分區(qū)軟件頁(yè)面,還是“計(jì)算機(jī)/我的電腦”中所看到的硬盤的容量,都小于硬盤的標(biāo)稱容量。這樣的情況,在U盤買家中更多見(jiàn),甚至很多用戶形成了錯(cuò)誤的刻板印象:“生產(chǎn)商永遠(yuǎn)會(huì)克扣我的U盤容量”。

  另外,“bit”在很多文獻(xiàn)中都會(huì)采用簡(jiǎn)寫形式,寫為“b”,且很多文獻(xiàn)中都明確寫著“bit,簡(jiǎn)稱b”。筆者認(rèn)為,在不產(chǎn)生歧義的情況下,“bit”簡(jiǎn)寫為“b”,從而與“byte”簡(jiǎn)寫為“B”進(jìn)行對(duì)應(yīng),是應(yīng)當(dāng)被允許的。

  致謝:本文二進(jìn)制詞頭部分的相關(guān)表述以及“表2 二進(jìn)制詞頭”表格,來(lái)源于上海浦江教育出版社2017年4月出版的《科技期刊編輯技能大賽試題解析》一書,在此表示衷心的感謝!


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