ボーレートとビットレート: 定義と用途

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ボーレートはビットレートと混同されることがあり、数値的には同じである場合もありますが、測定対象は異なります。簡単に言うと Bd x (ビット/シンボル) = ビット/秒でのデータレート

ただし、これにはもう少し (1バイト?) の詳細があり、「ボー レート」の歴史はあなたを驚かせるかもしれません。実際、この言葉の起源は、最初の電子コンピュータが作られる何十年も前に遡ります。

ボーレートとは何ですか?

「Baud」は「Bd」と略され、伝説的なマザーコンピュータの動作を指すのではなく、1870年代にBaudotコードを発明したエミール・ボードを指します。このシステムはモールス信号と同様に、電信回線で文字をエンコードするために使用されましたが、一連の点とダッシュの代わりに、各文字を表すのに5ビットを使用しました。彼の名前の短縮形である「ボー」または「ボーレート」は、1秒あたりに伝送媒体上で送信される信号イベント (つまりシンボル) の数を表すために使用されます。

ボーレートとビットレートの違いは何ですか?

シリアル通信、例えばコンピュータと Arduinoボードデータは1と0によって直接送信されます。つまり、状態が変化するたびに、1つのエンティティから別のエンティティに1つのビットが送信されます。したがって、この現在でも広く使用されている実装では、ボー (1秒あたりのシンボル数) は、1秒あたりのビット数と同じです。

ただし、巧妙なエンコードを使用すると、シンボルごとに1ビット以上の情報を送信できます。伝送ラインを介して1秒あたり1回、0、1、2、または3ボルトを送信できる状況を考えてみましょう。ボーレート(つまり、1秒あたりの信号数)は1ですが、各信号が2ビットの情報の4つの可能性をエンコードするため、ビットレートはその2倍になります。この場合、バイナリ信号00を0V、01を1V、10を2V、11を3Vに割り当てることができます。ここでの選択はある程度恣意的ですが、信号の混乱を避けるために慎重に選択することができます。

電話ボーレートモデムの使用

歴史的に、ボーレートが最もよく登場し、混乱を招いたのは、おそらく電話モデムの分野でしょう。2021年現在、これらのデバイスは、固定電話回線を介して送信するためのデジタル信号をエンコードします。このようなモデムは、ボーレートとビットレート(通常はkbps、つまりキロビット/秒で表されます)で指定できます。

Bell 103やその後のBell 202などの初期のモデムでは、ビット レートはボー レートと同じでした。たとえば、202はボー レートが1200、ビット レートが1200ビット/秒 (1.2 kbps) でした。しかし、後の モデムでは、各シグナリング イベントで複数のビットを送信できる方法が採用されるようになりました。 

たとえば、V.32規格を使用するモデムは、シグナリング イベントごとに4ビットをエンコードし、2400ボーで動作できました。これにより、ビット レートは9.6 kbpsになります。さまざまな技術とボーレートの8000への増加により、電話モデムは理論上のビットレート56 kbpsを実現できるようになりました。実際には、さまざまな通信の問題により、これらの速度は通常より低くなりますが、それでも前世代機に比べると大幅な改善が見られました。

ボーレートは「最低」ビットレートと考える人もいるかもしれませんが、決して上限ではありません。地上の電話回線によってボーレートが制限されていた世界では、マルチビット信号が情報の流れの鍵でした。

最新のボーレートアプリケーション

同じ概念は、今日広く使用されている RFアプリケーション にも当てはまります。RFアプリケーションでは、限られたスペクトル範囲を使用して電波を通じて情報を送信します。明らかな応用例の1つはWiFiです。WiFiでは、さまざまな変調方式により、物理法則 (およびFCC) の範囲内で速度を向上させることができます。元のIEEE 802.11標準では2Mbit/sの速度が指定されていたことを考慮してください。その後の繰り返しで改善され、現在では最大11 Gbit/sに到達できる IEEE 802.11ax規格 が存在します。

このような技術は、データを増やすためにさまざまな分野で使用されています。直交位相シフト変調については、ここでさらに詳しく説明します。要約すると、ボーレート (Bd) はビットレート、つまり1秒あたりのビット数と同じではありません。簡単に言えば、さまざまなオーバーヘッド要因を考慮すると、一方が他方の関数となり、 Bd x (ビット/シンボル) = データ レート (ビット/秒、つまりbps)となります。

 

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