Jump to content

Битрейт

(Перенаправлено с Бит в секунду )

Скорость передачи данных ( единицы скорости передачи данных )
Имя Символ Несколько
бит в секунду бит/с 1 1
Метрические префиксы ( СИ )
килобит в секунду кбит/с 10 3 1000 1
мегабиты в секунду Мбит/с 10 6 1000 2
гигабит в секунду Гбит/с 10 9 1000 3
терабит в секунду Тбит/с 10 12 1000 4
Двоичные префиксы ( IEC 80000-13 )
кибибит в секунду Тиков/ов 2 10 1024 1
мебибит в секунду Мибит/с 2 20 1024 2
гибибит в секунду Гибит/с 2 30 1024 3
тебибит в секунду Тибит/с 2 40 1024 4

В телекоммуникациях и вычислительной технике битрейт ( битрейт или переменная R ) — это количество битов , которые передаются или обрабатываются за единицу времени. [1]

Скорость передачи данных выражается в единицах бит в секунду (символ: бит/с ), часто в сочетании с префиксом СИ , например, кило (1 кбит/с = 1000 бит/с), мега (1 Мбит/с = 1000 кбит). /с), гига (1 Гбит/с = 1000 Мбит/с) или тера (1 Тбит/с = 1000 Гбит/с). [2] Нестандартная аббревиатура бит/с часто используется для замены стандартного символа бит/с, так что, например, 1 Мбит/с используется для обозначения одного миллиона бит в секунду.

В большинстве вычислительных и цифровых коммуникационных сред один байт в секунду (обозначение: B/s ) соответствует 8 бит/с.

Префиксы

[ редактировать ]

При количественной оценке больших или малых скоростей передачи данных префиксы SI (также известные как метрические префиксы или десятичные префиксы), таким образом: используются [3]

0,001 бит/с = 1 Мбит/с (один миллибит в секунду, т. е. один бит в тысячу секунд)
1 бит/с = 1 бит/с (один бит в секунду)
1000 бит/с = 1 кбит/с (один килобит в секунду, т. е. одна тысяча бит в секунду)
1 000 000 бит/с = 1 Мбит/с (один мегабит в секунду, т. е. один миллион бит в секунду)
1 000 000 000 бит/с = 1 Гбит/с (один гигабит в секунду, т. е. один миллиард бит в секунду)
1 000 000 000 000 бит/с = 1 Тбит/с (один терабит в секунду, т. е. один триллион бит в секунду)

Двоичные префиксы иногда используются для скорости передачи данных. [4] [5] Международный стандарт ( IEC 80000-13 ) определяет разные символы для двоичных и десятичных префиксов (SI) (например, 1 КиБ /с = 1024 Б/с = 8192 бит/с и 1 МиБ /с = 1024 КиБ/с).

В передаче данных

[ редактировать ]

Общая скорость передачи данных

[ редактировать ]

В системах цифровой связи физического уровня общий битрейт , [6] сырой битрейт , [7] скорость передачи данных , [8] общая скорость передачи данных [9] или некодированная скорость передачи [7] (иногда записывается как переменная R b [6] [7] или ж б [10] ) — общее количество физически передаваемых битов в секунду по каналу связи, включая полезные данные, а также служебные данные протокола.

В случае последовательной связи общая скорость передачи данных связана со временем передачи битов. как:

Общая скорость передачи данных связана со скоростью передачи символов или скоростью модуляции, которая выражается в бодах или символах в секунду. Однако общая скорость передачи данных и значение в бодах равны только тогда, когда на символ имеется только два уровня, обозначающие 0 и 1, что означает, что каждый символ системы передачи данных несет ровно один бит данных; например, это не относится к современным системам модуляции, используемым в модемах и оборудовании локальных сетей. [11]

Для большинства линейных кодов и модуляции методов :

Точнее, линейный код (или схема передачи в основной полосе частот ), представляющий данные с использованием амплитудно-импульсной модуляции с различные уровни напряжения, могут передавать бит на импульс. Метод цифровой модуляции (или схема передачи в полосе пропускания ), использующий разные символы, например амплитуды, фазы или частоты могут передавать бит на символ. Это приводит к:

Исключением из вышеизложенного являются некоторые самосинхронизирующиеся линейные коды, например манчестерское кодирование и кодирование с возвратом к нулю (RTZ), где каждый бит представлен двумя импульсами (состояниями сигнала), что приводит к:

Теоретическая верхняя граница скорости передачи символов в бодах, символах/с или импульсах/с для определенной спектральной полосы пропускания в герцах определяется законом Найквиста :

На практике эта верхняя граница может быть достигнута только для схем линейного кодирования и для так называемой рудиментарной цифровой модуляции боковой полосы. Большинство других цифровых схем с модуляцией несущей, например ASK , PSK , QAM и OFDM , можно охарактеризовать как модуляцию с двойной боковой полосой , что приводит к следующему соотношению:

В случае параллельной связи общая скорость передачи данных определяется выражением

где n — количество параллельных каналов, Mi количество символов или уровней модуляции в i - м канале , а T i время длительности символа , выраженное в секундах, для i- го канала.

Информационная скорость

[ редактировать ]

физического уровня Чистый битрейт , [12] скорость информации , [6] полезный битрейт , [13] скорость полезной нагрузки , [14] чистая скорость передачи данных , [9] скорость кодированной передачи , [7] эффективная скорость передачи данных [7] или скорость передачи данных (неформальный язык) цифрового канала связи — это пропускная способность, исключающая служебные данные протокола физического уровня , например, мультиплексирования с временным разделением (TDM) биты кадрирования , избыточные коды прямого исправления ошибок (FEC), обучающие символы эквалайзера и другое кодирование канала . Коды, исправляющие ошибки, особенно распространены в системах беспроводной связи, стандартах широкополосных модемов и современных высокоскоростных локальных сетях на основе медных проводов. Чистая скорость передачи данных физического уровня — это скорость передачи данных, измеренная в контрольной точке интерфейса между уровнем канала передачи данных и физическим уровнем, и, следовательно, может включать в себя служебные данные канала передачи данных и более высокого уровня.

В модемах и беспроводных системах часто применяется адаптация канала (автоматическая адаптация скорости передачи данных и схемы модуляции и/или кодирования ошибок к качеству сигнала). В этом контексте термин « пиковая скорость передачи данных» обозначает чистую скорость передачи данных в самом быстром и наименее надежном режиме передачи, используемом, например, когда расстояние между отправителем и передатчиком очень короткое. [15] Некоторые операционные системы и сетевое оборудование могут определять « скорость соединения ». [16] (неформальный язык) технологии доступа к сети или устройства связи, подразумевая текущую чистую скорость передачи данных. Термин «линейная скорость» в некоторых учебниках определяется как общая скорость передачи данных, [14] в других — чистая скорость передачи данных.

На соотношение между общей скоростью передачи данных и чистой скоростью передачи данных влияет скорость кода FEC согласно следующему.

чистая скорость передачи данных ≤ общая скорость передачи данных × скорость кода

Скорость соединения технологии, которая включает прямое исправление ошибок, обычно относится к чистой скорости передачи данных физического уровня в соответствии с приведенным выше определением.

Например, чистая скорость передачи данных (и, следовательно, «скорость соединения») беспроводной сети IEEE 802.11a составляет чистую скорость передачи данных от 6 до 54 Мбит/с, а общая скорость передачи данных составляет от 12 до 72 Мбит/с включительно. кодов, исправляющих ошибки.

Чистая скорость передачи данных интерфейса базовой скорости ISDN2 (2 B-канала + 1 D-канал) 64+64+16 = 144 кбит/с также относится к скорости передачи данных полезной нагрузки, тогда как скорость передачи сигналов по каналу D составляет 16 кбит/с. .

Чистая скорость передачи данных стандарта физического уровня Ethernet 100BASE-TX составляет 100 Мбит/с, а общая скорость передачи данных составляет 125 Мбит/с благодаря кодированию 4B5B (четыре бита на пять бит). В этом случае общая скорость передачи данных равна скорости передачи символов или скорости импульсов 125 Мбод, что обусловлено NRZI линейным кодом .

В технологиях связи без прямого исправления ошибок и других служебных данных протокола физического уровня нет различия между общей скоростью передачи данных и чистой скоростью передачи данных физического уровня. Например, чистая, а также общая скорость передачи данных Ethernet 10BASE-T составляет 10 Мбит/с. Из-за линейного кода Манчестера каждый бит представлен двумя импульсами, в результате чего частота импульсов составляет 20 мегабод.

«Скорость соединения» V.92 голосового диапазона модема обычно относится к общей скорости передачи данных, поскольку дополнительного кода исправления ошибок нет. Это может быть до 56 000 бит/с в нисходящем направлении и 48 000 бит/с в восходящем направлении . Более низкая скорость передачи данных может быть выбрана на этапе установления соединения из-за адаптивной модуляции – более медленные, но более надежные схемы модуляции выбираются в случае плохого отношения сигнал/шум . Из-за сжатия данных фактическая скорость передачи данных или пропускная способность (см. ниже) могут быть выше.

Пропускная способность канала , также известная как пропускная способность Шеннона , представляет собой теоретическую верхнюю границу максимальной чистой скорости передачи данных, исключая кодирование с прямым исправлением ошибок, которая возможна без битовых ошибок для определенного физического аналогового канала связи между узлами .

чистая скорость передачи данных ≤ пропускная способность канала

Пропускная способность канала пропорциональна аналоговой полосе пропускания в герцах. Эта пропорциональность называется законом Хартли . Следовательно, чистую скорость передачи данных иногда называют пропускной способностью цифровой полосы пропускания в бит/с.

Пропускная способность сети

[ редактировать ]

Термин «пропускная способность» , по сути, то же самое, что и цифровой полосы пропускания потребление , обозначает достигнутую среднюю полезную скорость передачи данных в компьютерной сети по логическому или физическому каналу связи или через сетевой узел, обычно измеряемую в контрольной точке над уровнем канала передачи данных. Это означает, что пропускная способность часто исключает накладные расходы протокола канального уровня. На пропускную способность влияет нагрузка трафика от рассматриваемого источника данных, а также от других источников, использующих одни и те же сетевые ресурсы. См. также измерение пропускной способности сети .

Goodput (скорость передачи данных)

[ редактировать ]

Goodput или скорость передачи данных относится к достигнутой средней чистой скорости передачи данных, которая доставляется на прикладной уровень , исключая все служебные данные протокола, повторные передачи пакетов данных и т. д. Например, в случае передачи файлов Goodput соответствует достигнутому файлу. скорость передачи . Скорость передачи файлов в бит/с можно рассчитать как размер файла (в байтах), разделенный на время передачи файла (в секундах) и умноженный на восемь.

Например, на хорошую пропускную способность или скорость передачи данных модема голосового диапазона V.92 влияют протоколы физического уровня модема и уровня канала передачи данных. Иногда она выше скорости передачи данных физического уровня из-за V.44 сжатия данных , а иногда ниже из-за битовых ошибок и автоматических повторных передач запроса на повтор.

Если сетевое оборудование или протоколы не обеспечивают сжатие данных, то имеем следующее соотношение:

хорошая пропускная способность ≤ пропускная способность ≤ максимальная пропускная способность ≤ чистая скорость передачи данных

для определенного пути связи.

[ редактировать ]

Это примеры чистых скоростей передачи данных физического уровня в предлагаемых стандартных интерфейсах и устройствах связи:

WAN- модемы Ethernet ЛВС Wi-Fi WLAN Мобильные данные

Мультимедиа

[ редактировать ]

В цифровом мультимедиа скорость передачи данных представляет собой количество информации или деталей, сохраняемых за единицу времени записи. Битрейт зависит от нескольких факторов:

  • Исходный материал может быть семплирован на разных частотах.
  • В выборках может использоваться разное количество битов.
  • Данные могут быть закодированы по разным схемам.
  • Информация может быть сжата в цифровом виде с помощью разных алгоритмов или в разной степени.

Обычно выбор делается в отношении вышеупомянутых факторов, чтобы достичь желаемого компромисса между минимизацией битрейта и максимизацией качества материала при его воспроизведении.

Если сжатие данных с потерями для аудио- или визуальных данных используется , будут введены отличия от исходного сигнала; если сжатие существенное или данные с потерями распаковываются и повторно сжимаются, это может стать заметным в виде артефактов сжатия . Влияют ли они на воспринимаемое качество, и если да, то насколько, зависит от схемы сжатия, мощности кодера, характеристик входных данных, восприятия слушателя, знакомства слушателя с артефактами, а также среды прослушивания или просмотра.

Битрейт кодирования мультимедийного файла — это его размер в байтах, разделенный на время воспроизведения записи (в секундах), умноженный на восемь.

в реальном времени Для потоковой передачи мультимедиа скорость кодирования — это хорошая производительность , необходимая для предотвращения прерывания воспроизведения.

Термин «средний битрейт» используется в случае с переменным битрейтом схем кодирования источника мультимедиа . В этом контексте пиковая скорость передачи данных — это максимальное количество битов, необходимое для любого краткосрочного блока сжатых данных. [17]

Теоретической нижней границей скорости передачи данных для сжатия данных без потерь является скорость исходной информации , также известная как скорость энтропии .

Битрейты в этом разделе примерно минимальны, которые среднестатистический слушатель в типичной среде прослушивания или просмотра при использовании наилучшего доступного сжатия воспринимает как не значительно хуже, чем эталонный стандарт.

Компакт-диск Digital Audio (CD-DA) использует 44 100 семплов в секунду, каждый из которых имеет разрядность 16, формат, который иногда сокращают до «16 бит / 44,1 кГц». CD-DA также является стереофоническим , используя левый и правый канал , поэтому объем аудиоданных в секунду вдвое больше, чем в моно, где используется только один канал.

Битрейт аудиоданных PCM можно рассчитать по следующей формуле:

Например, битрейт записи CD-DA (частота дискретизации 44,1 кГц, 16 бит на выборку и два канала) можно рассчитать следующим образом:

Совокупный размер длины аудиоданных PCM (исключая заголовок файла или другие метаданные ) можно рассчитать по следующей формуле:

Совокупный размер в байтах можно найти, разделив размер файла в битах на количество бит в байте, которое равно восьми:

Следовательно, для 80 минут (4800 секунд) данных CD-DA требуется 846 720 000 байт памяти:

где MiB — мебибайты с двоичным префиксом Mi, что означает 2. 20 = 1,048,576.

Аудиоформат MP3 обеспечивает сжатие данных с потерями . Качество звука улучшается с увеличением битрейта:

  • 32 кбит/с – обычно приемлемо только для речи
  • 96 кбит/с – обычно используется для передачи речи или потоковой передачи низкого качества.
  • 128 или 160 кбит/с – качество битрейта среднего уровня
  • 192 кбит/с – битрейт среднего качества
  • 256 кбит/с – широко используемый битрейт высокого качества.
  • 320 кбит/с – наивысший уровень, поддерживаемый стандартом . MP3

Другое аудио

[ редактировать ]
  • 700 бит/с — речевой кодек с открытым исходным кодом с самым низким битрейтом Codec2 , но Codec2 звучит намного лучше при скорости 1,2 кбит/с.
  • 800 бит/с – минимум, необходимый для распознавания речи, при использовании специальных FS-1015. речевых кодеков
  • с открытым исходным кодом. Speex 2,15 кбит/с — минимальная скорость передачи данных, доступная через кодек
  • с открытым исходным кодом. Opus 6 кбит/с — минимальная скорость передачи данных, доступная через кодек
  • 8 кбит/с – телефонное качество с использованием речевых кодеков
  • 32–500 кбит/с — звук с потерями , используемый в Ogg Vorbis
  • 256 кбит/с – скорость цифрового аудиовещания ( DAB ) MP2, необходимая для достижения сигнала высокого качества. [18]
  • 292 кбит/с — акустическое кодирование с адаптивным преобразованием Sony (ATRAC) для использования в формате мини-дисков
  • 400–1411 кбит/с — звук без потерь , используемый в таких форматах, как Free Lossless Audio Codec , WavPack или Monkey's Audio для сжатия аудио с компакт-диска.
  • 1411,2 кбит/с – Linear PCM звуковой формат CD-DA
  • 5644,8 кбит/с — DSD , который является зарегистрированной реализацией звукового формата PDM, используемого на Super Audio CD . [19]
  • 6,144 Мбит/с — E-AC-3 (Dolby Digital Plus), улучшенная система кодирования на основе кодека AC-3.
  • 9,6 Мбит/с — DVD-Audio , цифровой формат для доставки высококачественного аудиоконтента на DVD. DVD-Audio не предназначен для использования в качестве формата доставки видео и отличается от видеоDVD, содержащих фильмы-концерты или музыкальные клипы. Эти диски невозможно воспроизвести на стандартном DVD-плеере без логотипа DVD-Audio. [20]
  • 18 Мбит/с — усовершенствованный аудиокодек без потерь на основе Meridian Lossless Packing (MLP)

Примечания

[ редактировать ]

По техническим причинам (протоколы аппаратного/программного обеспечения, накладные расходы, схемы кодирования и т. д.) фактическая скорость передачи данных, используемая некоторыми сравниваемыми устройствами, может быть значительно выше, чем указано выше. Например, телефонные цепи, использующие по закону μlaw или A-law компандирование (импульсно-кодовая модуляция), дают скорость 64 кбит/с.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Гупта, Пракаш С. (2006). Передача данных и компьютерные сети . Обучение PHI. ISBN  9788120328464 . Проверено 10 июля 2011 г.
  2. ^ Международная электротехническая комиссия (2007). «Префиксы для двоичных кратных» . Архивировано из оригинала 25 сентября 2016 года . Проверено 4 февраля 2014 г.
  3. ^ Джиндал, Р.П. (2009). «От миллибитов до терабит в секунду и выше – более 60 лет инноваций» . 2009 2-й международный семинар по электронным устройствам и полупроводниковым технологиям . стр. 1–6. дои : 10.1109/EDST.2009.5166093 . ISBN  978-1-4244-3831-0 . S2CID   25112828 .
  4. ^ Шлоссер, С.В., Гриффин, Дж.Л., Нэгл, Д.Ф., и Гангер, Г.Р. (1999). Заполнение пробела в доступе к памяти: Корпус для встроенного магнитного накопителя (№ CMU-CS-99-174). ШКОЛА КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК УНИВЕРСИТЕТА КАРНЕГИ-МЕЛЛОНА, ПИТТСБУРГ, Пенсильвания.
  5. ^ «Мониторинг передачи файлов, выполняемой из IBM WebSphere MQ Explorer» . 11 марта 2014 года . Проверено 10 октября 2014 г.
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Гимарайнш, Даян Адионель (2009). «раздел 8.1.1.3 Общая скорость передачи данных и скорость передачи данных» . Цифровая передача: введение в VisSim/Comm с помощью моделирования . Спрингер. ISBN  9783642013591 . Проверено 10 июля 2011 г.
  7. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Каве Пахлаван, Прашант Кришнамурти (2009). Основы сетевых технологий . Джон Уайли и сыновья. ISBN  9780470779439 . Проверено 10 июля 2011 г.
  8. ^ Сетевой словарь . Джаввин Технологии. 2007. ISBN  9781602670006 . Проверено 10 июля 2011 г.
  9. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Харт, Лоуренс; Кикта, Роман; Левин, Ричард (2002). Беспроводная связь 3G раскрыта . МакГроу-Хилл Профессионал . ISBN  9780071382823 . Проверено 10 июля 2011 г.
  10. ^ Дж. С. Читоде (2008). Принципы цифровой коммуникации . Техническая публикация. ISBN  9788184314519 . Проверено 10 июля 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ Лу Френцель. 27 апреля 2012 г., «В чем разница между скоростью передачи данных и скоростью передачи данных?» .Электронный дизайн. 2012.
  12. ^ Теодори С. Раппапорт, Беспроводная связь: принципы и практика , Prentice Hall PTR, 2002 г.
  13. ^ Лайош Ханзо, Питер Дж. Черриман, Юрген Штрайт, Сжатие видео и связь: от основ до H.261, H.263, H.264, MPEG4 для адаптивных турботрансиверов в стиле DVB и HSDPA , Wiley-IEEE, 2007.
  14. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б В. С. Багад, И. А. Дотре, Системы передачи данных , Технические публикации, 2009.
  15. ^ Судхир Диксит, Рамджи Прасад Беспроводной IP и создание мобильного Интернета , Artech House
  16. ^ Гай Харт-Дэвис, Освоение Microsoft Windows Vista для дома: премиум и базовый уровень , John Wiley and Sons, 2007 г.
  17. ^ Халид Саюд, Справочник по сжатию без потерь , Academic Press, 2003.
  18. ^ Страница 26 Белой книги BBC по исследованиям и разработкам WHP 061, июнь 2003 г., DAB: Введение в систему DAB Eureka и то, как она работает http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf-files/ WHP061.pdf
  19. ^ Extremetech.com, Лесли Шапиро, 2 июля 2001 г. Объемный звук: High-End: SACD и DVD-Audio . Архивировано 30 декабря 2009 г. на Wayback Machine. Проверено 19 мая 2010 г. 2 канала, 1 бит, звук DSD 2822,4 кГц (2 × 1 × 2 822 400) = 5 644 800 бит/с.
  20. ^ «Понимание DVD-Audio» (PDF) . Звуковые решения. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2012 года . Проверено 23 апреля 2014 г.
  21. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г «Битрейт YouTube» . Проверено 10 октября 2014 г.
  22. ^ «Спецификации MPEG1» . Великобритания: ICDia . Проверено 11 июля 2011 г.
  23. ^ «Различия DVD-MPEG» . Сорсфордж . Проверено 11 июля 2011 г.
  24. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Технические характеристики HDV (PDF) , Информация о HDV, заархивировано из оригинала (PDF) 8 января 2007 г.
  25. ^ «Авчд Информация» . Информация об AVCHD . Проверено 11 июля 2011 г.
  26. ^ «3.3 Видеопотоки» (PDF) , Формат диска Blu-ray 2.B. Спецификации формата аудиовизуальных приложений для BD-ROM версии 2.4 (информационный документ), май 2010 г., стр. 17 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c8ba6595e2715828d1866dddadc062d0__1718459520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c8/d0/c8ba6595e2715828d1866dddadc062d0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bit rate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)