Bitikiirus

Bitikiirus (inglise keeles "bit rate", "bitrate") on mõõtühik telekommunikatsioonis ja infotehnoloogias, mis väljendab ajaühiku jooksul edastatavate või töödeldavate bittide arvu sekundis, tähis (sümbol) bit/s.
Suuremad ühikud – kordühikud – moodustatakse kümnend-detsimaaleesliidetega, näiteks kilo (1 kbit/s = 1000 bit/s), mega (1 Mbit/s = 1000 kbit/s), giga (1 Gbit/s = 1000 Mbit/s) või tera (1 Tbit/s = 1000 Gbit/s). Standardse sümboli bit/s kõrval on kasutusel ka mittestandardne lühendit bps, nii et näiteks 1 Mbps tähendab miljonit bitti sekundis.
Bitikiiruse kordühikutes kasutatakse mõnikord kahend- ehk binaareesliiteid. Rahvusvaheline standard (IEC 80000-13) määratleb binaar- ja kümnendeesliidete jaoks erinevad tähised.
Bitikiirused andmesides.
Brutobitikiirus.
Brutobitikiirus on sideühenduse kaudu füüsiliselt edastatav bittide koguarv sekundis, sealhulgas kasulikud andmed ja sideprotokolliga seotud bitid.
Jadaside korral on brutobitikiirus seotud bittide edastusajaga formula_1 järgmiselt:
 formula_2
Brutobitikiirus on seotud sümbolikiiruse või modulatsioonikiirusega, mida väljendatakse boodides (ingl "baud") ehk sümbolites sekundis. Siiski on brutobitikiirus ja boodi väärtus võrdsed ainult siis, kui igal sümbolil on ainult kaks taset, 0 ja 1, mis tähendab, et iga sümbol kannab täpselt ühte bitti; näiteks ei kehti see tänapäevaste modulatsioonisüsteemide puhul, mida kasutatakse modemites ja LAN-seadmetes.
Konkreetsemalt võib joonkood (või põhiribal edastuse skeem), mis esindab andmeid impulss-amplituudmodulatsiooni kasutades, edastada formula_3 pingetasemega formula_4 bitti impulsi kohta. Digitaalne modulatsioonimeetod (või edastusriba edastusskeem), mis kasutab formula_3 erinevat sümbolit, näiteks
formula_3 amplituudi, faasi või sagedust, saab iga sümboli kohta edastada formula_4 bitti. Selle tulemusena
 formula_8
Erandiks ülaltoodust on mõned isesünkroniseerivad joonkoodid, näiteks Manchesteri kodeerimine ja RTZ-kodeerimine, kus iga bitti esindab kaks impulssi (signaalitaset).
Teoreetiline ülemine piir boodides, sümbol/s või impulss/s, teatud sagedusribas hertsides on antud Nyquisti seadusega:
 formula_9
Praktikas saab sellele ülempiirile läheneda ainult joonkoodide ja tagakülje digitaalse modulatsiooni korral. Enamus teisi digitaalseid kandjate-modulatsioone, nagu näiteks ASK, PSK, QAM ja OFDM, võib iseloomustada kahe külgriba modulatsioonina.
Paralleelside (või rööppordi) korral on brutobitikiirus antud valemiga:
 formula_10
kus "n" on paralleelsete kanalite arv, "Mi" on sümbolite või modulatsiooni tasemete arv i-kanalis ja "Ti" on i-kanali sümboli kestus, väljendatuna sekundites.
Teabekiirus.
Füüsikalise kihi netobitikiirus, kandevõime määr, teabe kiirus, kasulik bitikiirus või traadita kiirus (mitteametlik terminoloogia) digitaalses kommunikatsioonikanalis on maht, välja arvatud füüsilise kihi protokolli ülekoormus, näiteks ajajaotusega multipleksimise (TDM) vormingubitid, üleliigsed edasikindlustuskoodid (FEC), ekvalaiseri treeningmärgid ja muud kanali kodeerimine. Veakorrektsioonikoodid on tavalised eriti traadita kommunikatsioonisüsteemides, laiaribalises modemistandardis ja kaasaegsetes vasepõhistes kõrge kiirusega LAN-des. Füüsikalise kihis on netobitikiirus andmeedastuskiirus, mõõdetuna viitepunkti juures.
Moodemites ja traadita süsteemides rakendatakse sageli lingi kohandamist. Selles kontekstis tähistab tippkiirus kiireima ja vähim robustse edastusrežiimi netobitikiirust, näiteks kasutatakse seda, kui saatja ja vastuvõtja vahemaa on väga lühike. Mõned operatsioonisüsteemid ja võrguseadmed võivad tuvastada "ühenduse kiiruse" (mitteametlik terminoloogia) võrgu juurdepääsutehnoloogias või suhtlusseadmes, mis viitab praegusele netobitikiirusele. Mõnes õpikus määratletakse liinikiirus brutobitikiiruseks (mitteametlik terminoloogia) võrgu juurdepääsutehnoloogias või suhtlusseadmes, mis viitab praegusele netobitikiirusele. Mõnes õpikus määratletakse liinikiirus brutobitikiiruseks, teistes netobitikiiruseks.
Brutobitikiiruse ja netobitikiiruse suhet mõjutab FEC koodi määr järgmiselt.
netobitikiirus ≤ brutobitikiirus × koodi määr
Tehnoloogilise ühenduse kiirus, mis hõlmab edasikindlustust, viitab tavaliselt füüsilise kihi netobitikiirusele vastavalt eespool toodud määratlusele.
Näiteks IEEE 802.11a traadita võrgu netobitikiirus (ja seega "ühenduse kiirus") on 6 kuni 54 Mbit/s vahel, samal ajal kui brutobitikiirus on 12 kuni 72 Mbit/s, sealhulgas edasikindlustuskoodid.
ISDN2 põhiliidese (2 B-kanalit + 1 D-kanal) netobitikiirus on 144 kbit/s, mis viitab kaadri andmeedastuskiirustele, samal ajal kui D-kanali signalisatsioonikiirus on 16 kbit/s.
Ethernet 100BASE-TX füüsilise kihi standardi netobitikiirus on 100 Mbit/s, samal ajal kui brutobitikiirus on 125 Mbit/s, tänu 4B5B kodeerimisele. Selles kohas vastab brutobitikiirus sümbolikiirusele või impulsi kiirusele 125 megaboodi, tänu nulli tagasipöördumatuse joonkoodile.
Kommunikatsioonitehnoloogiates ilma edasikindlustuse ja muu füüsilise kihi protokolli ülekoormuseta pole brutobitikiiruse ja füüsilise kihi netobitikiiruse vahel vahet. Näiteks Ethernet 10BASE-T neto- ja brutobitikiirus on mõlemad 10 Mbit/s. Manchesteri joonkoodi tõttu esindab iga bitti kahe impulsiga, mis viib impulsi kiiruseks 20 megaboodi.
V.92 häälriba modemite "ühenduse kiirus" viitab tavaliselt brutobitikiirusele, kuna lisaveakorrektsioonikoodi pole. See võib olla kuni 56 000 bit/s allavool ja 48 000 bit/s üles. Ühenduse loomise faasis võib valida madalama bitikiiruse, kuna adaptiivne modulatsioon - aeglasem, kuid tugevam modulatsiooniskeem valitakse, kui signaali-müra suhe on halb. Andmekompressiooni ehk andmetihenduse tõttu võib tegelik andmeedastuskiirus või läbilaskevõime olla kõrgem.
Kanalimaht, tuntud ka kui Shannoni maht, on teoreetiline ülemine piir maksimaalsele netobitikiirusele, välja arvatud edasikindlustuskoodide kodeerimine, mis on võimalik ilma bittide vigadeta teatud füüsilise analoogse sõlme-võrgu sideühenduse korral.
Kanali läbilaskevõime on analoogse ribalaiusega hertssides proportsionaalne. Seda proportsionaalsust nimetatakse Hartley seaduseks. Seega nimetatakse netobitikiirust mõnikord digitaalseks ribalaiuse mahutavuseks bit/s.
Andmeedasusvõime.
Arvutivõrkudes viitab andmeedastusvõime (ingl "goodput") rakenduskihi keskmisele saavutatud netobitikiirusele, väljendades kasulike teabebittide arvu, mis võrk edastab teatud sihtkohta ajaühikus. Arvesse võetud andmemaht ei sisalda kogu protokolli üldkulusid ega uuesti edastatud andmepakette. Näiteks failide edastamise korral vastab andmeedastusvõime saavutatud failiedastuskiirusele. Failiedastuskiiruse bittides sekundis saab arvutada, jagades faili suuruse (baitides) faili edastamise ajaga (sekundites) ja korrutades kaheksaga.
Näiteid.
WAN modem
Ethernet LAN
WiFi WLAN
Mobiilne andmeside
Rakendused.
Bitikiirusega väljendatakse digitaalse andmevoo edastamise kiirust audio- ja videosignaali voogedastusel. Andmevormingutes, kus rakendatakse sageli andmete kadudega tihendamist (nt MP3, MPEG), väljendab bitikiirus tihenduse määra ja ühtlasi edastuskanali vajalikku laiust.
Bitikiirus võib olla püsiv, muutuv või keskmine:
MP3.
Kadudega helitihenduse vorming. Heli kvaliteet paraneb koos bitimääraga:
Video.
Kuna väikseim andmehulk on bitt, mõõdetakse ühikuga bit/s digitaaltehnikas samuti andmeedastuskiirust. Selles tähenduses kõneldakse ka kanali ribalaiusest.