¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de bits y la velocidad de baudios y sus orígenes?

Question

En todas partes que miro, parece que todo el mundo tiene diferentes definiciones.

Según mi profesor:

\$ R_{bit} = \frac{bits}{tiempo} \$

\$ R_{baud} = \frac{datos}{tiempo} \$

Según los fabricantes:

\$ R_{bit} = \frac{datos}{tiempo} \$

\$ R_{baud} = \frac{bits}{tiempo} \$

¿Cuál es la correcta y por qué? Siéntete libre de dar también los motivos por los que se define así.

Pregunta relacionada: enlace.

Answer 1

La velocidad de baudios es la tasa de tiempos de bits individuales o ranuras para símbolos. No todas las ranuras necesariamente llevan bits de datos, y en algunos protocolos, una ranura puede llevar múltiples bits. Imagina, por ejemplo, cuatro niveles de voltaje utilizados para indicar dos bits a la vez.

La tasa de bits es la velocidad a la que se transfieren los bits de datos reales. Esto puede ser menor que la velocidad de baudios porque algunos tiempos de bits se utilizan para las cabeceras del protocolo. También puede ser mayor que la velocidad de baudios en protocolos avanzados que llevan más de un bit por símbolo.

Por ejemplo, considera el protocolo RS-232 común. Supongamos que estamos usando 9600 baudios, 8 bits de datos, un bit de parada y sin bit de paridad. Un "carácter" transmitido se vería así:

Dado que la velocidad de baudios es de 9600 bits/segundo, cada ranura de tiempo es de 1/9600 segundos = 104 µs de duración. El carácter consiste en un bit de inicio, 8 bits de datos y un bit de parada, lo que da un total de 10 ranuras de tiempo de bits. Por lo tanto, el carácter completo tarda 1,04 ms en transmitirse.

Sin embargo, solo se transmiten 8 bits de datos reales durante este tiempo. Por lo tanto, la tasa de bits efectiva es de (8 bits)/(1,04 ms) = 7680 bits/segundo.

Si este fuera un protocolo diferente que, por ejemplo, utilizara cuatro niveles de voltaje para indicar dos bits a la vez con la velocidad de baudios mantenida igual, entonces se transferirían 16 bits en cada carácter. Eso haría que la tasa de bits fuera de 15.360 bits/segundo, en realidad más alta que la velocidad de baudios.

Answer 2

La tasa de bits de línea es la cantidad de bits por segundo que se mueven.

La tasa de bits de datos es la cantidad de bits de información que se mueven por segundo.

La tasa de baud es la cantidad de símbolos por segundo (Baud lleva el nombre de Emile Baudot)

La tasa de línea y la tasa de información pueden ser diferentes debido a la codificación de línea

Un ejemplo de codificación de línea es QAM; QAM64 codifica 6 bits por símbolo (\$ 64\ =\ 2^6\$), por lo que la tasa de baudios sería \$ \frac {tasa de bits de línea} {6}\$

Como ejemplo (muy ficticio) podríamos ver algo así:

Tasa base = 64000 bits por segundo - esta es la tasa de datos

Codificado en línea usando estructuración estándar en una base de 32 bits agregando 1 bit de estructuración por palabra: esto agrega 2000 bits de estructuración, por lo que la tasa de línea ahora es de 66,000 bits por segundo.

Ahora realizamos QAM16 (codifica 4 bits por símbolo), por lo que la tasa de baud (o tasa de símbolos) = 16.5kBaud

Otra forma en que la tasa de bits de línea y la tasa de datos pueden ser diferentes es cuando necesitamos rellenar bits en la secuencia de bits, como en SDLC.

El símbolo de encuadramiento de SDLC es 01111110 (0x7E) y se utiliza tanto para el inicio como para el final del marco; claramente no queremos que los campos de datos sean un símbolo de marco y marquen erróneamente un inicio o fin de un marco que haría inútil el enlace.

Para evitar esto, si se detecta una secuencia de 5 bits '1' dentro de la sección de carga útil del marco (que conoce la fuente de transmisión), se inserta un cero en la secuencia de bits para evitar un símbolo de final de marco prematuro. La sobrecarga en el canal no es determinística, por cierto.

Answer 3

La velocidad de baudios se refiere al número de "ranuras" por segundo. Con la mayoría de formas de comunicación en serie, los datos en cada ranura son un uno o un cero. Pero se podría, por ejemplo, transmitir un voltaje que indique un valor entre cero y tres, para cuatro (en lugar de dos) posibles valores por ranura. Con cuatro valores por ranura se podría transmitir datos el doble de rápido que con datos en modo "binario" regular.

Este tipo de codificación se utilizaba en los primeros días del telégrafo (cuando se intentaban todo tipo de estrategias extrañas), pero casi nunca se hace ya para comunicaciones a larga distancia. Sin embargo, la codificación de múltiples niveles a veces se realiza todavía dentro de los circuitos integrados de computadora, para reducir el número de cables necesarios.