比特率

簡介

比特率經(jīng)常在電信領(lǐng)域用作連接速度、傳輸速度、信息傳輸速率和數(shù)字帶寬容量的同義詞。8

比特率規(guī)定使用“比特每秒”(bit/s或bps)為單位，經(jīng)常和國際單位制詞頭關(guān)聯(lián)在一起，如“千”(kbit/s或kbps)，“兆”(百萬)(Mbit/s或Mbps)，“吉”(Gbit/s或Gbps)和“太”(Tbit/s或 Tbps)。正式的“比特每秒”的縮寫是“bit/s”(不是“bits/s”)。在一些非正式文章，經(jīng)常使用“b/s”或“bps”縮寫。8比特率越高，傳送的數(shù)據(jù)越大。9

比特率又稱“二進(jìn)制位速率”，俗稱“碼率”。表示單位時間內(nèi)傳送比特的數(shù)目。用于衡量數(shù)字信息的傳送速度，常寫作bit/sec。根據(jù)每幀圖像存儲時所占的比特數(shù)和傳輸比特率，可以計算數(shù)字圖像信息傳輸?shù)乃俣?。

在近代數(shù)字通信中，數(shù)字化的視頻等信息傳輸量較大，因此往往以每秒千比特或每秒兆比特為單位于以計量，分別寫作kbit/sec（或kbps）和Mbit/sec（或Mbps）。例如一個普通彩色電視信號數(shù)字化后的信息量可達(dá)216Mbit/sec。一個好的數(shù)字傳輸信道可傳幾十路彩色電視節(jié)目，它的容量每秒可達(dá)到若干吉比特或千兆比特（寫作Gbit/sec或Gbps）1。

靈活性

因為每個網(wǎng)絡(luò)都是獨特的，而且每條接入線的情況都不同（如長度、衰減、串?dāng)_環(huán)境等），所以不同電話公司的接入線應(yīng)能支持不同的數(shù)據(jù)率。對ADSL和VDSL調(diào)制解調(diào)器來說，最好能把數(shù)據(jù)率設(shè)置為眾多可能的數(shù)據(jù)率中的一個。例如，基于DMT的ADSL和VDSL，在理論上可以以細(xì)微的間隔來改變速率，基于CAP的 RADSL（速率自適應(yīng)ADSL），也提供了某些速率設(shè)置的靈活性2。

然而，電話公司很可能希望將xDSL業(yè)務(wù)限制在一個小的速率集之內(nèi)，而這些速率足以提供各種業(yè)務(wù)。如果能使有限的速率集適合廣泛的業(yè)務(wù)，則在這種情況下對業(yè)務(wù)的管理，要比在可變速率的情況下簡單。電話公司希望調(diào)制解調(diào)器速率的選擇是在網(wǎng)絡(luò)的控制之下，而不是在用戶的控制之下2。

在這種模式下，對xDSL網(wǎng)絡(luò)傳輸速率集的選擇應(yīng)慎重。這時存在著兩個鄰近系統(tǒng)以相差很遠(yuǎn)的速率接收業(yè)務(wù)的可能，而系統(tǒng)必須能處理這樣的情況。而另一種模式，即使用速率自適應(yīng)ADSL的“最佳結(jié)果”法（類似于話帶調(diào)制解調(diào)器），則對網(wǎng)絡(luò)新的經(jīng)營者和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)供應(yīng)商（ISPs）較為有利2。

控制方法

大多數(shù)比特率控制方案都包括兩部分。一部分是編碼器輸出的編碼比特流輸入到一個緩沖器中。對于恒定比特率信道，該緩沖器中的數(shù)據(jù)以恒定的速率取出，如果緩沖器足夠大，由MPEG的圖像類型等引起的比特率變化可被平滑掉。這對于恒定比特率傳輸和一般的可變比特率傳輸都是需要的。但是，實際上緩沖器的大小總是有限的。緩沖過程會給系統(tǒng)帶來時延，而這種時延是和緩沖器的大小成正比的。時延對于實時圖像通信通常是個嚴(yán)重的問題，所以緩沖器應(yīng)保持越小越好。這就是說，由于景物內(nèi)容的變化或切換等引起的比特率長時波動，不能用這種方式平滑掉所以需要另一部分。這就是將輸出比特率的某種度量反饋回編碼器，用以控制編碼過程，從而改變輸出比特率3。

應(yīng)用

單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)男畔⒘糠Q為比特傳輸速率，單位是比特/秒（bit/s），簡稱比特率（bitrate）。比特率經(jīng)常在通信領(lǐng)域用作連接速度、傳輸速度、信道容量、最大吞吐量和數(shù)字帶寬容量的同義詞。比特率越高，傳送的數(shù)據(jù)越大。視頻中的比特率（碼率）是指由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的采樣率4。常利用比特率衡量視頻文件質(zhì)量。4。

概念區(qū)分

波特率又稱作為波形速率或調(diào)制速率。一個數(shù)據(jù)單元的代碼是由有限個數(shù)字的組合表示的，每個數(shù)字就是一個碼元（或碼位）。在電通信中，往往用一種電波形來代表一個或幾個碼元。不同特征的波形可以代表不同的碼元值或碼元組合值，波形的持續(xù)時間與它所代表的碼元或碼元組合的時間長度一一對應(yīng)。顯然，一個電波形的持續(xù)時間愈短，在單位時間內(nèi)傳輸?shù)牟ㄐ螖?shù)就愈多，或者說，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就愈多，即數(shù)據(jù)的傳輸速率就愈高。因此，可以這樣定義波特率：數(shù)據(jù)傳輸過程中，在線路上單位時間內(nèi)傳送的波形個數(shù)即為波特率其單位是“波特”（baud）5。

“比特率”和“波特率”是在兩種不同概念上定義的速度單位，在不留心的時候，往往容易將兩者混淆。在采用二元波形時，波特率與比特率兩者在數(shù)值上是相等的，但它們所代表的意義卻不同5。

區(qū)別：比特率和波特率都是衡量調(diào)制解調(diào)器傳送速率的單位。在數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)信息是用二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”表示，每一個二進(jìn)制數(shù)稱為1比特。單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)谋忍財?shù)稱為比特率，用比特/秒表示，通常簡寫為bit/s。單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為波特率，也叫調(diào)制速率。只有在用兩個值調(diào)制的方式下，比特率和波特率才一致。比如四相調(diào)制時，數(shù)據(jù)信號的每二個比特構(gòu)成一個碼元，共有4種取值：00、01、10和11，它們分別代表4種載波信號的相位變化，因此發(fā)送一個這樣的碼元就等于傳送了兩個比特的數(shù)據(jù)，波特率相當(dāng)于比特率的一半。平常所說的傳輸速率300、600、1200和9600等，指的是波特率，表示單位時間內(nèi)傳輸?shù)拇a元素，也稱碼元速率76。