波特率和比特率雖然都是衡量數(shù)據(jù)傳輸速度的單位，有時(shí)兩者在數(shù)值上是相同的容易混淆，但它們?cè)诤饬繉?duì)象、含義以及應(yīng)用場(chǎng)景等方面存在顯著差異，了解這些差異有助于我們更好地理解和應(yīng)用這兩個(gè)概念。
1、什么是波特率？
波特率(Baud Rate)表示的是單位時(shí)間內(nèi)傳送碼元符號(hào)的數(shù)量，是衡量符號(hào)傳輸速率的度量單位。在串行通信中，波特率越高，通信速度越快，但也可能導(dǎo)致誤碼率增加。
波特率單位是波特(Baud)，簡(jiǎn)寫(xiě)為Bd，這一單位是以19世紀(jì)70年代發(fā)明了Baudot代碼的法國(guó)電訊工程師émile Baudot的姓氏命名的。實(shí)際上波特本身就已經(jīng)是速率，但大家習(xí)慣上還是常以“波特率”來(lái)指代“波特”。
2、什么是比特率？
比特率(Bit Rate)表示的是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)信道傳輸?shù)男畔⒘?，也就是每秒鐘傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)(二進(jìn)制位數(shù))，故也稱為位傳輸速率。比特率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度越快，單位時(shí)間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量越大。
比特率的單位是比特/秒(bit/s)，簡(jiǎn)寫(xiě)為bps，常用的還有kbps(千比特每秒)和Mbps(兆比特每秒)等。其中比特是計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位，用“0”和“1”表示。
3、波特率與比特率的關(guān)系
從歷史上看，波特率的起源可以追溯到第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世之前的幾十年。
波特率最常見(jiàn)的地方可能是電話調(diào)制解調(diào)器。早期的Bell 103和后來(lái)的Bell 202，比特率在數(shù)值上等于它們的波特率。例如，Bell 202的波特率為1200，比特率為每秒1200比特(1.2kbps)。
在計(jì)算機(jī)和Arduino板之間的串行通信中，數(shù)據(jù)直接通過(guò)“0”和“1”進(jìn)行傳輸。這意味著，對(duì)于狀態(tài)的每次變化，一個(gè)比特都會(huì)從一個(gè)實(shí)體傳輸?shù)搅硪粋€(gè)實(shí)體。因此，在這個(gè)仍然非常常見(jiàn)的應(yīng)用中，波特率與比特率在數(shù)值上也相等。
然而，通過(guò)巧妙的編碼，每個(gè)符號(hào)能夠傳輸多個(gè)比特的信息，例如：我們能夠每秒通過(guò)傳輸線發(fā)送一次0V、1V、2V或3伏的電壓信號(hào)，每個(gè)信號(hào)對(duì)兩位信息編碼了四種可能性，可以分配二進(jìn)制信號(hào)00到0V、01到1V、10到2V和11到3V。
后期的調(diào)制解調(diào)器都采用允許在每個(gè)信令事件上發(fā)送多個(gè)比特的方法，例如：使用V.32標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器能夠?qū)γ總€(gè)符號(hào)編碼4位，并以2400波特運(yùn)行。這給出了9.6Kbps的比特率。隨后的迭代改進(jìn)，今天我們已經(jīng)有了可以達(dá)到11Gbit/s的IEEE 802.11ax標(biāo)準(zhǔn)。
以上，我們知道了波特率與比特率或每秒比特?cái)?shù)不同。在采用二元波形調(diào)制時(shí)(即每個(gè)符號(hào)只代表一個(gè)比特)，波特率與比特率在數(shù)值上是相等的。但在其他情況下，如多進(jìn)制調(diào)制(如四相調(diào)制、八相調(diào)制等)，因?yàn)槊總€(gè)符號(hào)可以代表多個(gè)比特信息，比特率將高于波特率。
為了簡(jiǎn)化，比特率與波特率的關(guān)系(波特率×每個(gè)符號(hào)的比特?cái)?shù)=比特率)可以通過(guò)如下公式表達(dá)：Bd×(bits/symbol)=Bit Rate，其中比特率(Bit Rate)的單位為比特/秒(bps)。
在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的通信需求和調(diào)制方式來(lái)選擇合適的波特率和比特率。波特率通常用于表示調(diào)制解調(diào)器、串口通信等模擬信號(hào)的傳輸速率；而比特率則更廣泛地用于衡量網(wǎng)絡(luò)帶寬和視頻編碼等數(shù)字信號(hào)的傳輸速率。
