Что выражается при помощи единицы измерения бод. Смотреть что такое "Бод" в других словарях. Стартовые и стоповые биты

Скорость последовательной передачи данных обычно обозначают термином битрейт (bit rate). Однако другой часто используемой единицей является скорость передачи в бодах (baud rate). Хотя это не одно и то же, при определенных обстоятельствах между обеими единицами существует определенное сходство. В статье дается четкое разъяснение различий между этими понятиями.

Общая информация

В большинстве случаев в сетях информация передается последовательно. Биты данных поочередно передаются по каналу связи, кабельному или беспроводному. На Рисунке 1 изображена последовательность бит, передаваемая компьютером или какой-либо другой цифровой схемой. Такой сигнал данных часто называют исходным. Данные представлены двумя уровнями напряжения, например, логической единице соответствует напряжение +3 В, а логическому нулю - +0.2 В. Могут использоваться и другие уровни. В формате кода без возврата к нулю (NRZ) (Рисунок 1) сигнал не возвращается к нейтральному положению после каждого бита, в отличие от формата с возвращением к нулю (RZ).

Битрейт

Скорость передачи данных R выражается в битах в секунду (бит/с или bps). Скорость является функцией продолжительности существования бита или времени бита (T B) (Рисунок 1):

Эту скорость называют также шириной канала и обозначают буквой C. Если время бита равно 10 нс, то скорость передачи данных определится как

R = 1/10 × 10 - 9 = 100 млн. бит/с

Обычно это записывается как 100 Мб/с.

Служебные биты

Битрейт, как правило, характеризует фактическую скорость передачи данных. Однако в большинстве последовательных протоколов данные являются только частью более сложного кадра или пакета, включающего в себя биты адреса источника, адреса получателя, обнаружения ошибок и коррекции кода, а также прочую информацию или биты управления. В кадре протокола данные называются полезной информацией (payload). Биты, не являющиеся данными, называются служебными (overhead). Иногда количество служебных бит может быть существенным - от 20% до 50%, в зависимости от общего числа полезных бит, передаваемых по каналу.

К примеру, кадр протокола Ethernet, в зависимости от количества полезных данных, может иметь до 1542 байт или октетов. Полезных данных может быть от 42 до 1500 октетов. При максимальном числе полезных октетов служебных будет только 42/1542, или 2.7%. Их было бы больше, если полезных байт было бы меньше. Это соотношение, известное также под названием эффективность протокола, обычно выражают в процентах количества полезных данных от максимального размера кадра:

Эффективность протокола = количество полезных данных/размер кадра = 1500/1542 = 0.9727 или 97.3%

Как правило, чтобы показать истинную скорость передачи данных по сети, фактическая скорость линии увеличивается на коэффициент, зависящий от количества служебной информации. В One Gigabit Ethernet фактическая скорость линии равна 1.25 Гб/с, тогда как скорость передачи полезных данных составляет 1 Гб/с. Для 10-Gbit/s Ethernet эти величины равны, соответственно, 10.3125 Гб/с и 10 Гб/с. При оценке скорости передачи данных по сети также могут использоваться такие понятия, как пропускная способность, скорость передачи полезных данных или эффективная скорость передачи данных.

Скорость передачи в бодах

Термин «бод» происходит от фамилии французского инженера Эмиля Бодо (Emile Baudot), который изобрел 5-битовый телетайпный код. Скорость передачи в бодах выражает количество изменений сигнала или символа за одну секунду. Символ - это одно из нескольких изменений напряжения, частоты или фазы.

Двоичный формат NRZ имеет два представляемых уровнями напряжения символа, по одному на каждый 0 или 1. В этом случае скорость передачи в бодах или скорость передачи символов - то же самое, что и битрейт. Однако на интервале передачи можно иметь более двух символов, в соответствии с чем на каждый символ отводится несколько бит. При этом данные по любому каналу связи могут передаваться только с помощью модуляции.

Когда средство передачи не может обработать исходный сигнал, на первый план выходит модуляция. Конечно, речь идет о беспроводных сетях. Исходные двоичные сигналы не могут передаваться непосредственно, они должны переноситься на несущую радиочастоту. В некоторых протоколах кабельной передачи данных также применяется модуляция, позволяющая повысить скорость передачи. Это называется «широкополосной передачей».
Выше: модулирующий сигнал, исходный сигнал

Используя составные символы, в каждом можно передавать по несколько бит. Например, если скорость передачи символов равна 4800 бод, и каждый символ состоит из двух бит, полная скорость передачи данных будет 9600 бит/с. Обычно количество символов представляется какой-либо степенью числа 2. Если N - количество бит в символе, то число требуемых символов будет S = 2N. Таким образом, полная скорость передачи данных:

R = скорость в бодах × log 2 S = скорость в бодах × 3.32 log 1 0 S

Если скорость в бодах равна 4800, и на символ отводится два бита, количество символов 22 = 4.

Тогда битрейт равен:

R = 4800 × 3.32log(4) = 4800 × 2 = 9600 бит/с

При одном символе на бит, как в случае с двоичным форматом NRZ, скорости передачи в битах и бодах совпадают.

Многоуровневая модуляция

Высокий битрейт можно обеспечить многими способами модуляции. Например, при частотной манипуляции (FSK) в каждом символьном интервале для представления логических 0 и 1 обычно используются две различные частоты. Здесь скорость передачи в битах равна скорости передачи в бодах. Но если каждый символ представляет два бита, то требуются четыре частоты (4FSK). В 4FSK скорость передачи в битах в два раза превышает скорость в бодах.

Еще одним распространенным примером является фазовая манипуляция (PSK). В двоичной PSK каждый символ представляет 0 или 1. Двоичному 0 соответствует 0°, а двоичной 1 - 180°. При одном бите на символ скорость в битах равна скорости в бодах. Однако соотношение числа бит и символов несложно увеличить (см. Таблицу 1).

Таблица 1.

Двоичная фазовая манипуляция.

Биты	Фазовый сдвиг (градусов)

Например, в квадратурной PSK на один символ приходится два бита. При использовании такой структуры и двух бит на бод скорость передачи в битах превышает скорость в бодах в два раза. При трех битах на один бод модуляция получит обозначение 8PSK, и восемь различных фазовых сдвигов будут представлять три бита. А при 16PSK 16 фазовых сдвигов представляют 4 бита.

Одной из уникальных форм многоуровневой модуляции является квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Для создания символов, представляющих множество битов, QAM использует комбинацию различных уровней амплитуд и смещений фаз. Например, 16QAM кодирует четыре бита на символ. Символы представляют собой сочетание различных уровней амплитуды и фазовых сдвигов.

Для наглядного отображения амплитуды и фазы несущей для каждого значения 4-битного кода используется квадратурная диаграмма, имеющая также романтическое название «сигнальное созвездие» (Рисунок 2). Каждая точке соответствует определенная амплитуда несущей и фазовый сдвиг. В общей сложности 16 символов кодируются четырьмя битами на символ, в результате чего битрейт превышает скорость передачи в бодах в 4 раза.

Почему несколько бит на бод?

Передавая больше одного бита на бод можно отправлять данные с высокой скоростью по более узкому каналу. Следует напомнить, что максимально возможная скорость передачи данных определяется пропускной способностью канала передачи.
Если рассмотреть наихудший вариант чередования нулей и единиц в потоке данных, то максимальная теоретическая скорость передачи C в битах для данной полосы пропускания B будет равна:

Или полоса пропускания при максимальной скорости:

Для передачи сигнала со скоростью 1 Мб/с требуется:

B = 1/2 = 0.5 МГц или 500 кГц

При использовании многоуровневой модуляции с несколькими битами на символ максимальная теоретическая скорость передачи данных будет равна:

Здесь N - количество символов в символьном интервале:

log 2 N = 3.32 log10N

Полоса пропускания, требуемая для обеспечения желаемой скорости при заданном количестве уровней, вычисляется следующим образом:

Например, полоса пропускания, необходимая для достижения скорости передачи 1 Мб/с при двух битах на один символ и четырех уровнях, может быть определена как:

log 2 N = 3.32 log 10 (4) = 2

B = 1/2(2) = 1/4 = 0.25 МГц

Количество символов, необходимых для получения желаемой скорости передачи данных в фиксированной полосе пропускания, может быть вычислено как:

3.32 log 10 N = C/2B

Log 10 N = C/2B = C/6.64B

N = log-1 (C/6.64B)

Используя предыдущий пример, количество символов, необходимых для передачи со скоростью 1 Мб/с по каналу 250 кГц, определится следующим образом:

log 10 N = C/6.64B = 1/6.64(0.25) = 0.60

N = log-1 (0.602) = 4 символа

Эти расчеты предполагают, что в канале отсутствуют шумы. Для учета шума нужно применить теорему Шеннона-Хартли:

C = B log 2 (S/N + 1)

C -пропускная способность канала в битах в секунду,
В - полоса пропускания канала в герцах,
S/N -отношение сигнал/шум.

В форме десятичного логарифма:

C = 3.32B log 10 (S/N + 1)

Какова максимальная скорость в канале 0.25 МГц с отношением S/N равным 30 дБ? 30 дБ переводится в 1000. Следовательно, максимальная скорость:

C = 3.32B log 10 (S/N + 1) = 3.32(0.25) log 10 (1001) = 2.5 Мб/с

Теорема Шеннона-Хартли конкретно не утверждает, что для достижения этого теоретического результата должна применяться многоуровневая модуляция. Используя предыдущую процедуру, можно узнать, сколько бит требуется на один символ:

log 10 N = C/6.64B = 2.5/6.64(0.25) = 1.5

N = log-1 (1.5) = 32 символа

Использование 32 символов подразумевает пять бит на символ (25 = 32).

Примеры измерения скорости передачи в бодах

Практически все высокоскоростные соединения используют какие-либо формы широкополосной передачи. В Wi-Fi в схемах модуляции с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) применяются QPSK, 16QAM и 64QAM.

То же самое верно для WiMAX и технологии сотовой связи Long-Term Evolution (LTE) 4G. Передаче сигналов аналогового и цифрового телевидения в системах кабельноого ТВ и высокоскоростного доступ в Интернет основана на 16QAM и 64QAM, в то время как в спутниковой связи используют QPSK и различные версии QAM.

Для систем наземной мобильной радиосвязи, обеспечивающих общественную безопасность, недавно были приняты стандарты модуляции речевой информации и данных с помощью 4FSK. Этот сужающий полосу пропускания способ разработан для сокращения полосы с 25 кГц на канал до 12.5 кГц, и, в конечном счете, до 6.25 кГц. В результате в том же спектральном диапазоне можно разместить больше каналов для других радиостанций.

Телевидение высокой четкости в США использует метод модуляции, называемый eight-level vestigial sideband (8-уровневая передача сигналов с частично подавленной боковой полосой), или 8VSB. В этом методе отводится три бита на символ при 8 уровнях амплитуды, что позволяет передавать 10,800 тыс. символов в секунду. При 3 битах на символ полная скорость будет равна 3 × 10,800,000 = 32.4 Мб/с. В сочетании с методом VSB, который передает только одну полную боковую полосу частот и часть другой, видео- и аудиоданные высокой четкости могут передаваться по телевизионному каналу шириной 6 МГц.

Все привет сегодня расскажу что такое боды. Бод - единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Бод используется как единица измерения при обозначении скорости модемов для коммутируемых телефонных линий, выражающая число изменений состояния канала связи в секунду (для модема – действительную частоту несущей при передаче данных).
Названа в честь Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо - кодировки символов для телетайпов.

Иногда ошибочно считают, что бод - это количество бит, переданное в секунду. Но это верно лишь для двоичного кодирования. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция, и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации.
Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду (бит/c, bps).

В высокоскоростных модемах один символ несёт несколько битов. Например, модемы V.22bis и V.32 передают 4 бита на 1 символ, V.32bis – 6 битов, а V.34 – 9.

До появления DSL модемов скорость интернета у обычных пользователей была не большой, но теперь с приходом технологий DSL и VPN скорость интернета ограничивается чаще только тарифным планом провайдера.

Так что уверен вы расширили свой лексикон терминов локальной сети .

Как перевести боды в биты

Есть очень хороший сайт калькулятор, переводящий боды в биты. Сам сайт calc.ru.

Максимальная скорость передачи данных без появления ошибок (пропускная способность) вместе с задержкой определяют производительность системы или линии связи. Теоретическая верхняя граница скорости передачи определяется теоремой Шеннона - Хартли .

Теорема Шеннона - Хартли

Рассматривая все возможные многоуровневые и многофазные методы кодирования, теорема Шеннона - Хартли утверждает, что ёмкость канала C , означающая теоретическую верхнюю границу скорости передачи информации, которые можно передать с данной средней мощностью сигнала S через один аналоговый канал связи, подверженный аддитивному белому гауссовскому шуму мощности N равна:

C = B log 2 ⁡ (1 + S N) {\displaystyle C=B\log _{2}\left(1+{\frac {S}{N}}\right)}

C - ёмкость канала в битах в секунду; B - полоса пропускания канала в герцах; S - полная мощность сигнала над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; N - полная шумовая мощность над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; S/N - отношение сигнала к гауссовскому шуму, выраженное как отношение мощностей.

Видео по теме

Единицы измерения

Бит в секунду

На более высоких уровнях сетевых моделей, как правило, используется более крупная единица - байт в секунду (Б/c или Bps , от англ. b ytes p er s econd ) равная 8 бит/c.

Зачастую, ошибочно, считают, что бод - это количество бит , переданное в секунду. В действительности же это верно лишь для двоичного кодирования, которое используется не всегда. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная модуляция (QAM - КАМ), и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации. Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например

Контроль четности применяется компьютерами, модемами и другими устройствами для проверки целостности данных. Чтобы удостовериться, что данные не повреждены, модем на принимающей стороне просто подсчитывает количество единиц в каждом слове (пакете). Предположим, что модемы используют «нечетный» протокол для обмена данными. Тогда если принимающий модем обнаружит в каком-то слове четное количество бит, он будет знать, что в принятом слове ошибка. Знание этого позволит модему предпринять определенные действия. Он может просто выбросить пакет, либо попросить передающий модем повторить передачу поврежденного пакета. В параметрах связи типа 8-N-1 буква N означает отсутствие контроля четности. Работа без контроля четности значит, что к пакету данных бит четности не добавляется.

3. Стартовые и стоповые биты

Как было написано выше, при использовании асинхронных последовательных линий связи модемы передают данные пакетами с паузами переменной длины между ними. Следовательно, принимающий модем должен уметь определить начало и конец пакета. Множество протоколов связи используют так называемые стартовые и стоповые биты для того, чтобы модем правильно понимал поступающие данные. Стартовый бит, всегда равный единице, говорит компьютеру, что последующие биты представляют данные. Стоповый бит, всегда равный нулю, обозначает соответственно конец пакета данных.

Стартовые и стоповые биты применяются, чтобы принимающая сторона могла отличить пассивное состояние линии от состояния передачи данных. Ведь когда линия не занята, ее состояние может быть расценено как длинная последовательность нулей. Перед тем как передать данные, модем посылает стартовый бит, говорящий: «Эй, приготовься принимать мои данные». После передачи собственно пакета данных модем посылает стоповый бит для перевода линии связи опять в состояние «выключено». Пакет данных, посланный по протоколу 8-N-1, будет иметь длину в десять бит; один стартовый бит, восемь бит данных, ни одного бита четности и один стоповый бит.

4. Боды и биты в секунду

Довольно часто встречается мнение, что термин «бод)» равен скорости, измеренной в битах в секунду. Другими словами, люди считают, что скорость 1200 бод равна скорости 1200 бит в секунду (bits-per-second, bps). Однако это неправильно, модемы и другие передающие устройства посылают данные пакетами по восемь бит, вложенные между одним стартовым битом, одним стоповым битом и часто снабжаемые битом четности. Таким образом, каждый пакет данных имеет длину в десять или одиннадцать бит. Например, линия связи со скоростью 1200 бод передает в действительности от 110 до 120 байт в секунду. Аналогично, модем на 9600 бод передает от 850 до 960 байт в секунду. Используя технологии сжатия данных, новые модели модемов могут достигать очень высоких скоростей на тех же линиях связи.

Повстречавшись с термином «бод», вы можете с большой долей точности заменить его на «бит в секунду». Однако не забывайте, что при этом речь ведется не только о битах данных, но также и обо всех служебных битах, которые мы рассмотрели, не несущих полезной информации, а только облегчающих передачу данных по линии связи. Если модемы используют сжатие данных, действительная скорость передачи может превысить скорость линии, измеренную в битах в секунду, на 200 процентов.

Изобретателя кода Бодо - кодировки символов для телетайпов .

Зачастую ошибочно считают, что бод - это количество бит , переданное в секунду. В действительности же это верно лишь для двоичного кодирования, которое используется не всегда. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция (КАМн), и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации. Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Производные единицы

С помощью приставок системы СИ можно образовывать производные, более крупные единицы, например килобод (кбод), равный 1024 бод.

Примечания

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Бод" в других словарях:

бодёна - бодёна … Словарь употребления буквы Ё

бод - бод/ … Морфемно-орфографический словарь

БОД - база океанографических данных Источник: http://www.pacificinfo.ru/cdrom/4/HTM/description.htm БОД боеприпас объёмно детонирующего действия БОД борьба с отмыванием денег борьба с отмыванием преступных доходов часто в сочетании БОД/БФТ Источник:… … Словарь сокращений и аббревиатур

- (baud) Единица скорости передачи информации по коммуникационной линии. При пользовании нормальным компьютером бод эквивалентен количеству битов (bits) в секунду. Таким образом, 300 бодовая линия связи посылает 300 битов информации в секунду.… … Словарь бизнес-терминов

Единица скорости телеграфирования. Определяется как одна элементарная посылка тока за 1 с. Названа по имени Ж. Бодо. * * * БОД БОД, единица скорости телеграфирования. Определяется как одна элементарная посылка тока за 1 с. Названа по имени Ж.… … Энциклопедический словарь

Бод единица измерения символьной скорости БОД Библиографическое описание документов БОД Безусловный основной доход … Википедия

БОД, единица измерения скорости передачи информации цифровым коммуникационным устройством или системой. Один бод равен 1 БИТ в секунду. Хотя термин до сих пор широко употребляется, скорость современных устройств часто выражают в килобитах в… … Научно-технический энциклопедический словарь

Бод, а; р. мн. ов, счётн.ф. бод (единица скорости телеграфирования) … Русское словесное ударение

- (по фамилии фр изобретателя Бодо (Baudot) 1845 1903) единица скорости и графирования, равная числу элементарных электрических сигналов, передаваемых по линии связи за 1 секунду. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, 2009. бод а, м. (фр.… … Словарь иностранных слов русского языка

бод - бод, а, род. п. мн. ч. ов, счетн. ф. Бод … Русский орфографический словарь

бод - а, м. Baudot. По имени фр. изобретателя Ж. М. Э. Бодо (J. M. E. Baudot). Единица скорости передачи двоичной информации последовательным кодом; 1 бод =1 бит. Относится к внесистемным единицам измерения. 1995. Машиностр. См. также Бодо … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Книги

Kind Regards Деловая переписка на английском языке , Бод Д.-М.. Умение вести деловую переписку по электронной почте на английском языке - одна из ключевых компетенций в бизнесе. От способности четко, грамотно и убедительно сформулировать мысль, от знания…