microcontroller - 波特率和比特率有什么区别？

Question

我真的很难理解其中的区别。有人说它们是一样的，而另一些人则说它们略有不同。究竟有什么区别？如果你用一些类比来解释，我会喜欢它。

Answer 1

每秒位数很简单。这正是它听起来的样子。如果我有 1000 位并且以 1000 bps 的速度发送它们，则传输它们将需要一秒钟。

Baud是每秒符号数。如果这些符号——数据编码的不可分割元素——不是位，波特率将比比特率低每个符号的比特数。也就是说，如果每个符号有 4 位，则波特率将是比特率的 1/4。

这种困惑的产生是因为早期 analog telephone modems不是很复杂，所以 bps 等于波特。也就是说，每个符号编码一位。后来，为了使调制解调器速度更快，通信工程师发明了越来越聪明的方法来为每个符号发送更多位。¹

类比

系统 1，位:想象一个通信系统，在山谷的近侧有一个望远镜，远侧有一个人举起一只手或另一只手。称他的左手为“0”，右手为“1”，你就有了一个用于通信一个二进制数字的系统——一个 bit ——一次。

系统 2，波特率:现在想象一下山谷另一边的那个人拿着扑克牌而不是他的空手。他使用的是卡片的一个子集，每套花色从 A 到 8，总共 32 张卡片。每张卡片——每个符号——编码 5 位:二进制的 00000 到 11111。²

分析

系统 2 的人可以在每张卡片上传达 5 位信息，而系统 1 的人通过露出他的一只手来传达一位信息。

你会看到这个类比似乎被打破了:在一副牌中找到一张特定的牌并展示它比简单地决定展示你的左手或右手需要更长的时间。但是，这只是提供了一个有利可图地扩展类比的机会。

每个符号有很多位的通信系统面临类似的困难，因为每个符号发送多个位所需的编码方案比一次只发送一个位的编码方案复杂得多。再扩大一个类比，然后，展示扑克牌的人可以有几个人在他身后分担在甲板中寻找下一张牌的工作，并尽可能快地将牌交给他。辅助程序类似于生成多位每波特编码方案所需的更强大的处理器。

也就是说，通过使用更多的处理能力，系统 2 可以比更原始的系统 1 快 5 倍的速度发送数据。

历史小插曲

我们应该如何处理我们的 5 位代码？对于说英语的人来说，使用 32 个可用的 26 个似乎很自然 code points对于英文字母。我们可以将剩余的 6 个代码点用于空格字符和一小组控制代码和符号。

或者，我们可以直接使用 Baudot code ，由 Émile Baudot 发明的 5 位代码，在他之后创造了单位“波特”。³

脚注和题外话:

例如，V.34 standard在 8.4 bits per symbol 处定义了 3,429 波特模式达到 28.8 kbit/sec 的吞吐量。

该标准只谈到POTS调制解调器的一侧。 RS-232 side 仍然是每个符号系统 1 位，因此您也可以正确地将其称为 28.8k 波特调制解调器。令人困惑，但在技术上是正确的。

我在这里特意保持简单。

您可能会考虑的一件事是，没有扑克牌是否会传达信息。如果是，则意味着存在一些 clock或 latch信号，这样您就可以从两张卡片的显示之间的间隙来判断卡片中没有携带信息。

另外，你如何处理扑克牌中剩下的牌，从 9 到 King，还有 clown ？一种想法是将它们用作特殊标志来携带元数据。例如，您需要一种方法来指示短尾随块。如果您需要发送 128 位信息，则需要出示 26 张卡片。前 25 张卡片传送 5×25=125 位，第 26 张卡片传送尾随的 3 位。您需要某种方式来表示应该忽略符号中的最后两位。

这就是为什么早期的模拟电话调制解调器用波特率而不是 bps 来指定的原因:通信工程师从电报时代就一直在使用这个术语。他们并没有试图混淆 bps 和 baud；在他们看来，这些调制解调器每个符号传输一位，这只是一个事实。