比特率

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电信计算领域,比特率(Bit rate,变量Rbit)是单位时间内传输送或处理的比特的数量。比特率经常在电信领域用作连接速度传输速度信道容量最大吞吐量和数字带宽容量的同义词。

在数字多媒体领域,比特率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频视频的比特数量。在这个意义上讲,它相当于术语数字带宽消耗量,或吞吐量

比特率规定使用「比特每秒」(bit/sbps)为单位,经常和国际单位制词头关联在一起,如「千」(kbit/s或kbps),「兆」(Mbit/s或Mbps),「吉」(Gbit/s或Gbps) 和「太」(Tbit/s或Tbps)。

虽然经常作为"速度"的参考,比特率并不测量"距离"/时间,而是被傳輸或者被处理的"二進制碼數量"/时间,所以应该把它和传播速度区分开来,传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。

毛比特率粗比特率是每秒物理传送的总数量,包括了有效的数据和协议头。而净比特率有效比特率是在物理层上的一个参考点来测量的,不包括底层的协议头,比如冗余的信道编码(前向错误纠正)。

用法說明[编辑]

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,經常使用“b/s”或“bps”縮寫。在更不正式的地方,通常省略了“每秒”,簡單地應用為“一個128千比特音頻流”或“一個100兆比特網絡”。

“比特率”有時可以與“波特率”交換使用,只有在一個數據傳輸系統的每一個調製轉變剛好承載一個比特的時候正確。類似的,國際單位制詞頭中的頻率的單位赫茲,如果有時候不從上下文看不是很確切,如每一個週期承載的比特數量。

大的比特率,使用國際單位制詞頭

1,000 bps = 【1 kbps 】 = 1,000 bit/s = 0.97656 Kibi bit/s
1,000,000 bps = 【1 Mbps】 = 1,000,000 bit/s = 0.95367 Mebi bit/s
1,000,000,000 bps = 【1 Gbps 】 = 1,000,000,000 bit/s = 0.93132 Gibi bit/s

當描述比特率的時候,二進制乘數詞頭幾乎從來不使用而基本使用國際單位制詞頭作為標準,十進制含義,不是舊的計算機初始的二進制含義。二進制更多得應用於單位字節/秒(byte/s),而不是電信相關的典型用法。有時在一些特殊的上下文中有必要尋找單位的定義。

过程[编辑]

从传输速度的发展看来,摩尔定律不仅应用在晶体管的密度,同样可以用在传输速度:比特率大概每18个月提高一倍。

应用比特率提高:

year WAN LAN WLAN
2005 16 M 1 G 100 M
2000 2 M 100 M 10 M
1995 128 k 10 M 1 M
1990 19 k 1 M
1985 1 k
1970  ?

提议标准和第一个设备:

WAN LAN WLAN
  • 1972年: Acoustic coupler 300 波特
  • 1985年: 1200波特
  • 1990年: increasing Modem speed: 2400 / 4800 / 9600 / 19200 bit/s
  • 1995年: v.34 modems with 28.8 kbit/s, v.90 modems with 56 kbit/s
  • 1996年: ISDN with two 64 kbit/s channels
  • 1998年: ADSL from 128 kbit/s to 8 Mbit/s, ADSL2 up to 12 Mbit/s, ADSL2+ up to 24 Mbit/s
  • 1972年: IEEE 802.3 802.3 Ethernet 2.94 Mbit/s
  • 1985年: 10b2 10 Mbit/s coax thinwire
  • 1990年: 10bT 10 Mbit/s
  • 1995年: 100bT 100 Mbit/s
  • 1999年: 1000bT (Gigabit) 1 Gbit/s
  • 2003年: 10GBASE 10 Gbit/s

多媒体的比率[编辑]

多媒体行业在指音频或者视频在单位时间内的数据传输率時通常使用码流码率,单位是kbps(千位每秒)。

在数字多媒体领域,比特率代表了信息的数量,更详细地说,存储了一个记录的每单位时间。比特率和以下几个因素相关:

  • 原始物质也许取样在不同的频率里
  • 取样可能使用了不同数量的比特
  • 数据可能按照不同的方式编码
  • 信息可能用不同的算法或不同的程度进行数字压缩

通常,以上因素的选择的目的是在比特率的最小化和播放介质时最优化之间达到理想的平衡。

一般原始的多媒体文件都比较大,为了便于使用需要对其进行压缩,而码流就对应了压缩时的取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件,但是文件也会越大。

如果有损数据压缩应用在音频或虚拟数据,不同于原始的信号被引入,如果压缩是进行了,或有损数据被解压或还原,显而易见形成压缩失真。这些是否影响到质量,如果是程度依赖于压缩的方式,编码的力度,输入数据的特性,听众的感觉,听众对失真的熟悉和视听环境。

专家和高保真音响爱好者可能在很多情况下可以察觉失真,而普通的听众不会。

这一章的比特率大体上指普通听众在典型的视听环境,使用最有效的压缩,而与参考标准相比不感到明显的噪音的最小值

对于在线视频来说,如果是1M的宽带,在网上只能看码流不超过125kbps的视频,超过125kbps的视频只能等视频缓冲才能顺利观看。

音频 (MP3)[编辑]

  • 32 kbit/s — MW (AM) 质量
  • 96 kbit/s — FM 质量
  • 128 - 160 kbit/s –相当好的质量,有时有明显差别
  • 192 kbit/s — 优良质量,偶尔有差别
  • 224 - 320 kbit/s — 高质量

其它音频[编辑]

视频(MPEG2)[编辑]

  • 16 kbit/s — 可视电话 质量(使用者可以接受的"说话的头"照片的最低要求)
  • 128 – 384 kbit/s — 商业导向的 视频会议系统质量
  • 1 Mbit/s — VHS 质量
  • 1.25 Mbit/s – VCD 质量(使用MPEG1压缩)
  • 5 Mbit/s — DVD 质量(使用MPEG2压缩)
  • 8 – 15 Mbit/s — 高清晰度电视(HDTV) 质量(使用H.264压缩)
  • 29.4 Mbit/s(最高) – HD DVD 质量
  • 40 Mbit/s(最高) – 蓝光光碟(Blu-ray Disc) 质量(使用MPEG2H.264VC-1压缩)
  • 440或880 Mbit/s – Sony HDCAM SR 质量(SQ/HQ)

说明[编辑]

由于技术原因(硬件/软件协议,管理费用,编码方案等),实际比特率在一些参考设备上明显高于上面的表格。比如:

参考[编辑]

这篇文章主要参考了美国MIL-STD-188标准支持的聯邦标准1037C(Federal Standard 1037C),是美国政府部门开放内容。

参见[编辑]

外部连接[编辑]

带宽转化[编辑]

简单转化千比特/秒(kbit/s) 到 兆字节/小时(MB/h) 到吉字节/天(GB/day)到太字节/月(TB/month)到 ...

带宽在线计算[编辑]

DVB-S TV的比特率和无线信道[编辑]

  • Linowsat - daily updated audio and video bitrates of European satellites.