Übertragungsgeschwindigkeit und Datenrate

Bei der Übertragungsgeschwindigkeit handelt es sich um die Geschwindigkeit, mit der Daten übertragen werden. Oft spricht deshalb auch von der Übertragungsrate, Datenrate oder Transferrate. Im Zusammenhang mit digitalen Signalen spricht man auch von Bandbreite, also die zur Verfügung stehende Kapazität pro Übertragungsschritt.

In der Regel werden Übertragungsgeschwindigkeit und Datenrate in Bit/s, kBit/s, MBit/s oder GBit/s angegeben. Angaben in Byte/s, kByte/s, MByte/s oder GByte/s sind dagegen eher unüblich. Die Angabe in Baud ist falsch. Die Baudrate ist die Einheit für die Schrittgeschwindigkeit.

Problem: 1.000 vs. 1.024 Bit

Wenn man sich mit IT-Themen beschäftigt, dann stellt man immer wieder fest, das die üblichen Angaben zu Speicherkapazität und Übertragungsrate nicht immer dem entspricht, wie angegeben ist. So ist ein Kilobit (kBit) nicht unbedingt ein Kilobit (kBit).

Das liegt daran weil die SI-Präfixe für ein Vielfaches von 10 hoch 3 (= 1.000) definiert sind, in der Informatik fälschlicherweise aber auch für ein Vielfaches von 2 hoch 10 (= 1.024) verwendet werden.

Die SI-Präfixe sind dezimal. Kilo ist also 1.000, Mega ist 1.000.000 etc. Daher auch geteilt durch 1.000, wenn es um Gigabyte pro Sekunde geht.
Ein binärer Wert mit 1.024 nennt sich nicht Kilo, Mega Giga, sondern Kibi, Mebi und Gibi und wird durch Ki, Mi, Gi abgekürzt.

  • Beispiel 1: Ein analoges 56k-Modem überträgt 56,6 kBit/s. Falsch wäre es 56,6 x 1.024 = 57.958 Bit/s zu rechnen. Es sind tatsächlich dezimal 56.600 Bit/s.
  • Beispiel 2: Der PCI-Bus hat eine Bandbreite von 133 MByte. Rechnet man nach, dann ergeben 33,3 MHz (binär) mal 32 Bit Busbreite insgesamt 133.333.333 Byte/s. Dezimal gerechnet wäre das 133,3 MByte/s. Binäre gerechnet wäre es aber nur 127,2 MByte/s. Die berechneten Werte sind korrekt. Bei letzterem muss aber die Einheit MiByte/s verwendet werden, um die binäre Berechnung zum Ausdruck zu bringen.
  • Beispiel 3: Ein DSL-Anschluss wird mit bis zu 16 MBit/s beworben. Das bedeutet, dass dieser DSL-Anschluss bis zu 16 Millionen Bit bzw. 16.000.000 Bit pro Sekunde übertragen kann.

Die Tendenz geht bei Datenraten und Übertragungsgeschwindigkeiten in Richtung dezimaler Darstellung mit der 10 als Basis. Bei Speicherkapazitäten rechnet man manchmal mit der 2 (Dualzahl) und manchmal mit der 10 als Basis (Dezimalzahl). Dabei werden aus Ignoranz oder Unwissen die Einheiten beliebig gemischt.

Schrittdauer TS

Schrittdauer

Die Schrittdauer TS ist der kleinstmöglichste zeitliche Abstand zweier Zustandsänderungen eines digitalen Signals. Binäre Datensignale können nur 2 Kennzustände annehmen. Die Dauer des Kennzustandes wird als Schrittdauer TS bezeichnet. Da sich die Periodendauer (T1 und T2) im Datenstrom dauernd ändert, ist die Angabe einer Frequenz nicht möglich. Die Schrittdauer TS ist eine konstante Größe, die vor Beginn der Datenübertragung festgelegt werden muss.

Schrittgeschwindigkeit vS / Baudrate

Formel zur Berechnung der Schrittgeschwindigkeit

Die Schrittgeschwindigkeit ist eher unter dem Begriff Baudrate bekannt. Die Schrittgeschwindigkeit darf nicht mit der Übertragungsrate verwechselt werden. Die Schrittgeschwindigkeit ist der Kehrwert der Schrittdauer TS.
Bei Endgeräten, die nur mit 2 Kennzuständen (0 und 1) arbeiten, wie z. B. Schnittstellenbausteine, ist diese Angabe üblich. Die Schrittgeschwindigkeit gibt die Zahl der gesendeten Zeichen bzw. Kennzustände pro Sekunde an.

Übertragungsgeschwindigkeit vD

Die Übertragungsgeschwindigkeit vD gibt die Anzahl der Kennzustände an, die iin einer Zeiteinheit (Schrittdauer TS) übertragen werden.

Formel zur Berechnung der Übertragungsgeschwindigkeit
vS = Schrittgeschwindigkeit
m = Anzahl der Übertragungskanäle
n = Anzahl der Kennzustände

Die heutigen üblichen Datenübertragungsgeschwindigkeiten erreicht man durch die Vergrößerung der möglichen Kennzustände während der Schrittdauer TS. Bei jeder Verdopplung der Übertragungsgeschwindigkeit kann die Anzahl der zu übertragenen Bit um 1 erhöht werden.

Kennzustände Bit
2 1
4 2
8 3
16 4
Übertragungsgeschwindigkeit Binäre Übertragung
Quaternäre Übertragung

Die technische Realisierung mehrerer Kennzustände ist abhängig vom jeweiligen Übertragungsverfahren.
Beispielsweise wird beim analogen Modem die Phasendifferenzmodulation verwendet. Beim Basisbandverfahren werden Signale mit positiver und negativer Amplitude verwendet. In diesem Zusammenhang wird auch Gebrauch von Leitungscodes gemacht.

Weitere verwandte Themen:

Teilen:

Produktempfehlungen

Alles was Sie über Kommunikationstechnik wissen müssen.

Kommunikationstechnik-Fibel

Die Kommunikationstechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Kommunikationstechnik, Übertragungstechnik, Netze, Funktechnik, Mobilfunk, Breitbandtechnik und Voice over IP.

Das will ich haben!

Alles was Sie über Kommunikationstechnik wissen müssen.

Kommunikationstechnik-Fibel

Die Kommunikationstechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Kommunikationstechnik, Übertragungstechnik, Netze, Funktechnik, Mobilfunk, Breitbandtechnik und Voice over IP.

Das will ich haben!