Le débit binaire est une mesure de la quantité de données numériques transmises par unité de temps. Selon ses définitions normatives, Termes de base en transmission numérique ; , Télégraphie, fax et communication de données — Transmission utilisant des signaux discrets ou numériques., il s'exprime en bits par seconde (bit/s, b/s ou bps) ou un de ses multiples en employant les préfixes du Système international (SI) : kb/s (kilobits par seconde), Mb/s (mégabits par seconde) et ainsi de suite.
Dans le domaine de l'informatique, le débit est parfois exprimé en octets par seconde. Un octet équivaut à 8 bits, nombre de bits correspondant aux premières et aux plus simples des machines, et permettant de transmettre un caractère alphanumérique. On trouve aussi bien des notations ko/s (kilooctet par seconde) ou Mo/s que Bps ( per second). Les notices anglophones abrègent en B majuscule pour le différencier du b de . Le est, en informatique, la plus petite unité adressable d'un ordinateur ; mais dans le domaine des télécommunications, le est toujours un octet, Télégraphie, fax et transmission de données - Signaux discrets et numériques..
Utilisation
Le débit binaire en « bit par seconde » est principalement utilisé en informatique et dans les télécommunications, la terminologie anglaise « » (ou « ») est fréquente.
Ses principaux multiples sont : le kilobit par seconde (symbole kbit/s) équivalent à ; le mégabit par seconde (symbole Mbit/s) équivalent à ; le gigabit par seconde (symbole Gbit/s) équivalent à ;
Quand le débit est exprimé en octets par seconde, on utilise parfois implicitement des puissances de . Donc peut représenter au lieu de . L'écriture correcte, selon par la norme IEC 60027-2, serait d'employer un préfixe binaire, par exemple . Certains logiciels récents comme KTorrent utilisent cette notation.
Bande passante et bauds
Il est courant d'utiliser le terme bande passante pour désigner le débit d'informations maximal, bien que cet emploi soit impropre. L'origine du terme est une analogie avec la bande passante en électronique.
Dans ce contexte, la bande passante d'un câble est la différence entre les fréquences extrêmes qu'un signal modulé peut y prendre sans trop perdre en qualité, exprimée en unité multiple du hertz.
Claude Shannon, et d'autres scientifiques, ont établi un modèle mathématique simple qui montre qu'avec un signal numérique, le débit maximal de la voie est égal au produit de la bande passante par le logarithme en base deux du nombre de niveaux qu'on peut distinguer dans la voie avec une probabilité d'erreur raisonnable. La fabrication de modems et autres dispositifs de transmission numérique a encore distendu le rapport entre bande passante et débit numérique.
Pour tirer le meilleur parti de la voie de transmission, bande passante et bruit de fond, le protocole de communication ajoute presque toujours à la donnée utile des informations auxiliaires à la transmission. Ces informations comportent presque toujours des signaux de synchronisation et des informations redondantes, déduites des données utiles, qui permettent la détection et la correction des erreurs, somme de contrôle et contrôle de redondance cyclique. Ces informations redondantes dépendent d'une stratégie de transmission, notamment du traitement des erreurs. Elles sont variables d'un protocole à l'autre. Les réseaux peuvent en outre passer des informations d'adresse et de routage, de format du paquet, de statut et de priorité des données. Toutes ces données auxiliaires doivent transiter sur la voie de transmission. Elles ne sont pas transmises aux parties qui doivent communiquer à travers la voie.
Dans le contexte de la conception des voies de transmission, on différencie le débit binaire brut, en bits par seconde et le débit binaire équivalent, Transmission — codes en ligne. en bits/s ou débit d'information, en octets par seconde.. Le débit binaire est celui de la voie, y compris toutes les informations auxiliaires.
Le débit d'information est inférieur ou égal au débit binaire si la voie de transmission n'effectue aucune compression de données. Seules les données utiles comptent pour caractériser la voie de transmission du point de vue de ses utilisateurs. Le débit brut ne concerne que leur conception.
Rapidité de modulation On exprime parfois le débit binaire brut en bauds (ou symboles par seconde). Le baud est l'unité de rapidité de modulation, Télégraphie, fax et communication de données — Transmission utilisant des signaux discrets ou numériques. dans les transmissions, égale à l'inverse de la durée du plus petit élément de signal (le symbole) dans le canal de transmission, Oscillations, signal et dispositifs en rapport — Signaux discrets et numériques ; codage..
Un baud équivaut à un bit par seconde si la plus fine tranche temporelle possible du signal transmet un bit. Ce n'est pas le cas si la transmission distingue plus de deux niveaux, et notamment ce n'est pas le cas en général quand un modem effectue l'encodage.
Débit d'information
Le débit binaire net. de la couche physique, débit d'information., débit binaire utile., payload rate., débit net de transfert de données., débit de transmission codé., débit effectif de données ou (langage informel) d'un canal de communication numérique est la capacité à l'exclusion de la surcharge protocolaire de la couche physique, par exemple, les du multiplexage temporel (TDM), les codes redondants d'un code correcteur d'erreur directe (FEC), les symboles d'entraînement de l'égaliseur et autres codages de canal. Les codes de correction d'erreurs sont courants, notamment dans les systèmes de communication sans fil, les normes de modem à large bande et les réseaux locaux modernes à haut débit sur cuivre. Le débit binaire net de la couche physique est le débit de données mesuré à un point de référence dans l'interface entre la couche de liaison de données et la couche physique, et peut donc inclure la liaison de données et la surcharge de la couche supérieure.
Dans les modems et les systèmes sans fil, l'adaptation de la liaison (adaptation automatique du débit de données et du schéma de modulation et/ou de codage des erreurs à la qualité du signal) est souvent appliquée. Dans ce contexte, le terme débit de pointe désigne le débit net du mode de transmission le plus rapide et le moins robuste, utilisé par exemple lorsque la distance est très courte entre l'expéditeur et l'émetteur Sudhir Dixit, Ramjee Prasad Wireless IP and Building the Mobile Internet, Artech House.. Certains systèmes d'exploitation et équipements réseau peuvent détecter la "vitesse de connexion"Guy Hart-Davis,google.com/books?id=oLU1XDaiZv8C&lpg=PA704&dq=detection%20%22%20connexion%20speed%22%20windows&hl=sv&pg=PA704#v=onepage&q=connexion%20speed&f=false Mastering Microsoft Windows Vista home : premium and basic, John Wiley and Sons, 2007 (langage informel) d'une technologie d'accès au réseau ou d'un dispositif de communication, impliquant le débit binaire net actuel. Le terme débit de ligne est défini dans certains manuels comme le débit binaire brut, dans d'autres comme le débit binaire net.
La relation entre le débit binaire brut et le débit binaire net est affectée par le débit de code FEC selon ce qui suit.
Débit binaire net ≤ Débit binaire brut - débit de code.
La vitesse de connexion d'une technologie qui implique une correction d'erreur directe fait généralement référence au débit binaire net de la couche physique conformément à la définition ci-dessus.
Par exemple, le débit binaire net (et donc la " vitesse de connexion ") d'un réseau sans fil IEEE 802.11a est le débit net compris entre 6 et , tandis que le débit brut est compris entre , codes de correction d'erreurs compris.
Le débit net de la liaison Basic Rate Interface RNIS2 (2 canaux B + 1 canal D) de 64 + 64 + 16 = fait également référence aux débits de données utiles, tandis que le débit de signalisation du canal D est de .
Le débit net de la couche physique de la norme Ethernet 100Base-TX est de , tandis que le débit brut est de , en raison du codage 4B5B (quatre bits sur cinq bits). Dans ce cas, le débit binaire brut est égal au débit de symboles ou d'impulsions de 125 mégabauds, en raison du code en ligne NRZI.
Dans les technologies de communication sans correction d'erreur directe et autres surcharges de protocole de couche physique, il n'y a pas de distinction entre le débit binaire brut et le débit binaire net de la couche physique. Par exemple, le débit binaire net et brut d'Ethernet 10Base-T est de . En raison du codage en ligne Manchester, chaque bit est représenté par deux impulsions, ce qui donne un débit de .
La "vitesse de connexion" d'un modem en bande vocale V.92 se réfère généralement au débit binaire brut, puisqu'il n'y a pas de code de correction d'erreurs supplémentaire. Elle peut atteindre en débit descendant et en débit montant. Un débit inférieur peut être choisi pendant la phase d'établissement de la connexion en raison d'une modulation adaptative plus lente mais des schémas de modulation plus robustes sont choisis en cas de mauvais rapport signal/bruit. En raison de la compression des données, le taux réel de transmission des données ou le débit (voir ci-dessous) peut être plus élevé.
La capacité du canal, également connue sous le nom de capacité de Shannon, est une limite supérieure théorique pour le débit binaire net maximal, à l'exclusion du codage de correction d'erreur avant, qui est possible sans erreurs binaires pour une certaine liaison de communication physique analogique de nœud à nœud.
débit binaire net ≤ capacité du canal
La capacité du canal est proportionnelle à la bande passante analogique en hertz. Cette proportionnalité est appelée loi de Hartley. Par conséquent, le débit net est parfois appelé capacité de la en bit/s.
Mesure Une évaluation de la vitesse de transmission effective d'une connexion Internet peut être effectuée en mesurant le temps de téléchargement d'un fichier de taille connue en bits. Cela permet de comparer le quotient de cette taille par le temps nécessaire en secondes avec les capacités théoriques du réseau d'après le contrat de service établi avec le fournisseur d'accès à Internet.
Des sites web spécialisés automatisent cette méthode à partir de serveurs web dédiés (tests de débit).
Exemples
On peut décrire la vitesse de transfert d'un modem, et le standard V.90 autorise des liaisons entre modems allant jusqu'à brut, sans prendre en compte les possibles compressions numériques.
Quelques exemples de débits par type d'interface ou par applicationvoir version allemande de cet article sur wikipedia:
Par câble IC 3.0 : 3,4 Mbit/s USB 1.1 : 12 Mbit/s USB 2.0 : 480 Mbit/s USB 3.0 : 5 Gbit/s USB 3.1 (Gen 2) : 10 Gbit/s Thunderbolt : 10 Gbit/s Thunderbolt 2 : 20 Gbit/s Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 : 40 Gbit/s FireWire : FireWire 400 : 400 Mbit/s, FireWire 800 : 800 Mbit/s Serial ATA : Serial ATA : 1,5 Gbit/s, Serial ATA Revision 2.x : 3,0 Gbit/s, Serial ATA Revision 3.x : 6,0 Gbit/s External Serial ATA (eSATA) : 3,0 Gbit/s ATA/ATAPI (IDE) : jusqu'à 1064 Mbit/s SCSI : entre 40 Mbit/s (SCSI-1) et jusqu'à 12 Gbit/s (SAS)
Sans fil Sonde spatiale Mariner 4 (1964) : 8,3 bit/s GSM 2G : 9,6 kbit/s IrDA 1.0 (= Infra rouge) : 9,6 kbit/s jusqu'à 115 kbit/s IrDA 1.1 : IrDA 1.3 : GPRS : 115 kbit/s Sonde spatiale Mariner 10 (1973) : 100–150 kbit/s EDGE : 260 kbit/s en téléchargement et 220 kbit/s en Upload BGAN (Internet par Satellite) : env. 500 kbit/s DECT : env. 800 kbit/s UMTS (3GSM ou 3G) : 384 kbit/s, taux plus rapide (jusqu'à ) en HSDPA et HSPA+ Digital Radio Mondiale : 11–26 kbit/s Diffusion multimédia numérique terrestre (T-DMB) : 1– Bluetooth v4.2 et v5 : DVB-T : 2–3 Mbit/s (MPEG-2 Codage pour vidéo) DVB-C, DVB-S : 4–5 Mbit/s (MPEG-2 Codage pour vidéo) DVB-S2 : 5–8 Mbit/s (MPEG-4 Codage pour vidéo) WiMAX : 40– 4G et 4G+ (LTE et LTE Advanced) : 75– Wi-Fi : 11 Mbit/s à (802.11ac)