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波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

抖音热门 2025年08月14日 21:32 1 admin

做网络工程、通信工程、甚至电子硬件开发的朋友，常会遇到这几个看似相似的词：

  • 波特率（Baud rate）
  • 比特率（Bit rate）
  • 传输速率（Data rate）
  • 通信速度（Communication speed）

它们都带个“速率”，单位都是 bps（bit per second） 或者 Bd（Baud），一旦混用，就容易在设计、调试、文档中闹笑话 。

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

举个真实案例：有个朋友在调试串口设备时，把 115200 波特率 当成了 115200 比特率，结果数据始终对不上，因为串口一帧数据包含起始位、数据位、校验位、停止位……实际比特率比波特率高了不少。

今天，我们就来一次“通信速率大拆解”，从概念到公式，从物理层到应用层，帮你彻底厘清它们的区别和联系。

波特率（Baud rate）

符号的传输速度

波特率指的是每秒传输的符号（Symbol）个数，单位是 Bd（Baud）。

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

符号（Symbol）是通信系统中一个最小的信号单元，可以是一个电平、一个脉冲、一个调制状态。

  • 1 波特 = 每秒 1 个符号（Symbol/s）
  • 一个符号可以携带多于 1 个比特的信息

在传统二进制通信中，一个符号只表示 1 比特（0 或 1）。

但是在现代调制技术中，一个符号可能表示多比特：

  • QPSK（正交相移键控）：1 个符号携带 2 比特
  • 16QAM（16 阶正交幅度调制）：1 个符号携带 4 比特
  • 256QAM：1 个符号携带 8 比特

公式：

比特率波特率

其中 M 是调制方式的符号数。

假设 UART 波特率设为 9600 Bd，采用 8N1 格式（8 数据位，无校验，1 停止位）：

  • 每个符号传 1 比特（单比特制）
  • 但实际比特率要乘上帧结构（10 位 / 8 位数据）

所以实际有效数据速率：

比特率（Bit rate）

信息的传输速度

比特率是每秒传输的比特数量，单位是 bps（bit per second）。

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

  • 它衡量的是数据流的速率
  • 包括有效载荷、控制信息、冗余比特等

和波特率的区别:

  • 波特率：符号个数/秒
  • 比特率：比特个数/秒
  • 关系：比特率 = 波特率 × 每符号的比特数

在 16QAM 中，一个符号携带 4 比特，若波特率是 9600 Bd，则：

比特率

传输速率（Data rate）

链路传的总数据

传输速率一般指链路上传输的总比特速率，包括有效数据和各种协议开销。

在工程文档中，传输速率有时和比特率同义，但严格来说它偏向于“链路物理层吞吐”。

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

特点：

  • 包含冗余、校验、标头、同步位等
  • 不是纯粹的“有效载荷”
  • 在物理层和数据链路层讨论较多

一个 100BASE-TX 以太网链路：

  • 传输速率：100 Mbps（物理层速率）
  • 实际有效吞吐：考虑帧头（14B）、FCS（4B）、前导码（8B）、间隙等，约为 94 Mbps 左右

通信速度（Communication speed）

更“宽泛”的概念

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

通信速度通常是一个综合性指标，可指：

  • 物理层的传输速率
  • 应用层感知到的传输速度（如下载速度）
  • 协议栈经过所有开销后的有效速度

工程意义:

通信速度 = 有效传输速率（应用层）

它受到以下因素影响：

  • 协议开销（TCP/IP 头）
  • 网络延迟（RTT）
  • 重传和错误校正
  • 拥塞控制

你在浏览器看到的下载速度 MB/s 和网络商宣传的 Mbps 有换算关系：

所以 100 Mbps 理论上可达 12.5 MB/s，但实际可能 10~11 MB/s，因为有开销和延迟。

波特率 ≠ 比特率、 传输速率、通信速度傻傻分不清？一次讲透

常见误区 ⚠️

  1. 把波特率当比特率

在多比特调制中，这会严重低估带宽需求。

  1. 把下载速度和带宽混为一谈

ISP 给你的 100M 带宽是 100 Mbps，不是 100 MB/s。

  1. 忽略协议开销

实际通信速度永远小于链路速率。

  1. 混用物理层和应用层速率

工程设计要明确层级，否则测试结果会对不上。

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