[ 전자 ] Bit Rate(BPS)와 Baud Rate

Bit Rate(BPS)와 Baud Rate 무엇인지 알아보자.

 

Bit Rate = BPS (Bit Per Second)

 - 초당 얼마나 많은 데이터 비트 ( 0 or 1)를 전송할 수 있는지 표시 (비트 전송 속도를 의미)

 ex) 3000 bps = 3000 bit / second  = 1초 당 3000 개의 비트를 보낸다는 말.

 ex) 1bit 당 전송 속도는   1s / 3000 bit =  약 333.3 us

시간 단위 (s, ms, us, ns, ps)

시간	단위	크기
1	s	10^0
1,000	ms(밀리)	-10^3
1,000,000	us(마이크로)	-10^6
1,000,000,000	ns(나노)	-10^9
1,000,000,000,000	ps(피코)	-10^12

 

Baud Rate (보레이트 / 비동기 통신에서 많이 사용됨 )

 - 초당 얼마나 많은 심볼을 전송할 수 있는지 표시 ( 심볼 전송 속도를 의미)

 - 심볼( Symbol ) : 물리적인 단위, 하나 이상의 비트( bit )를 포함 ( 2개 이상의  bit로 존재할 수 있다.) 

 -  ex) 1000 baud rate = 1초에  1000개의 심볼을 보낸다는 말.

  1초 1/1000 = 심볼의 1개당 1ms

  1초 10 / 1000 = 심볼의 1개당 10ms

 - ex) 자주 계간되는 문제 ( baud rate 데이터 전송 시간  )

   baud rate 1000 일 때 Data 4 byte를 보낸다고 한다. 그렇다면 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간 ( 1주기에 몇 시간 ) 은?

     = Data 4 byte  ( 4* 8bit ) = 32bit  ( 주의 사항:  Symbol 1개가 1bit 일 때를 가장함 )

     = 32bit / 1000 baud rate = 0.032 s(초)  = 32ms(밀리) 

     = 32ms ( 1주기에 걸리는 시간 = 즉 Data 4 byte 전체를 전송하는 시간 )

     = 전송 시간을 단축하기 위해서는  baud rate을 높이면 됨

     = *** 실무에서는 통신 방식에 따라서 데이터 전송 시간이 증가 된다.

          이유 Uart 통신 구조에 따라 시작 비트,패리티비트,정지 비트 등등이 추가된다.

Baud Rate (보레이트)

  - 직렬 통신(Serial Communication)

• 컴퓨터, 센서, 그리고 기타 전자 장비 간의 데이터 전송에 사용
• 직렬 포트를 통해 데이터를 비트 단위로 순차적으로 전송(  RS-232, RS-485, RS-422 등등)

 - 무선 통신(Wireless Communication)

•  특히 RF(Radio Frequency) 통신에서 baud rate는 채널의 대역폭과 직접적으로 관련 있음
•  높은 baud rate는 더 높은 데이터 전송 속도를 가능하게 하지만, 신호의 질을 저하시킬 수도 있음.

- 광통신(Fiber Optic Communication)

•  baud rate는 빛의 심벌 전송 속도를 의미하며, 높은 baud rate는 더 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있음.

- 네트워킹(Networking)

• 이더넷과 같은 네트워크 기술에서도 baud rate는 네트워크 카드가 얼마나 빠르게 데이터를 처리하고 전송할 수 있는지를 나타내는 지표로 사용됨.

Baud rate Symbol 1bit 와 2bit

- 1비트 심벌( 일반적인 통신)

• 심벌 변조는 각 심볼이 오직 하나의 비트로 구성
• 가장 간단한 형태의 변조
• 낮은 데이터 속도가 필요한 통신 시스템, 높은 신호 대 잡음비(SNR) 환경에서의 간단한 무선 통신
• 이진 위상 변조(Binary Phase Shift Keying, BPSK)에 해당,  BPSK에서는 두 가지 상태(0과 1)만을 가지며, 각 상태는 신호의 위상이 다르게 변조되어 표현.

-  2비트 심볼 ( 무선 통신 )

• 심볼 변조에서는 각 심볼이 두 개의 비트로 구성.
• 심볼 하나당 네 가지 다른 상태(00, 01, 10, 11)를 나타낼 수 있음
• 위성 통신, Wi-Fi 통신의 일부 표준 (예: 802.11a, 802.11g), 모바일 통신
• Quadrature Phase Shift Keying(QPSK)는 이에 해당하는 변조 방식으로, 네 가지의 다른 위상을 사용해 각기 다른 심벌을 나타냄.

= 1비트 심벌: 단순하고 강건한 통신이 가능하지만 데이터 전송률이 낮음.
= 2비트 심볼: 데이터 전송률을 높일 수 있지만 더 높은 신호 대 잡음비가 필요하며, 신호 처리가 더 복잡해짐.

Bit Rate와 Baud Rate의 관계

 - Baud rate와 bit rate의 관계는 전송되는 각 심벌이 담고 있는 비트의 수에 따라 달라짐.
 - Bit Rate (bps) = Baud Rate (baud) × Bits per Symbol

1bit

 - 10 baud×1 bits/symbol=10 bps

2bit

- 10 baud×2 bits/symbol=20 bps