Baud Rate กับ Bit Rate ต่างกันอย่างไร

หลายท่านอาจพอเข้าใจได้ว่า bit rate คืออะไร แต่แล้ว baud rate คืออะไร มันเหมือนกับ bit rate ไหม หรือต่างกันอย่างไร วันนี้เราจะมาดูความหมาย และลองเปรียบเทียบกันดูว่าเหมือนหรือต่างกันอย่างไร

Baud Rate

Baud หรือ baud rate คือจำนวนสัญญาณที่ส่งได้ใน 1 วินาที (เน้นว่า “สัญญาณ” นะครับ) โดยสัญญาณที่ว่านี้อาจเป็น ระดับแรงดันทางไฟฟ้า อาจเป็นความถี่ หรืออาจเป็น pattern หรืออะไรก็ได้ที่มีความหมายตรงกันสำหรับผู้ส่งและผู้รับ ถ้า ใน 1 วินาทีเราส่งได้ 5 สัญญาณ แสดงว่าเราส่งสัญญาณด้วยความเร็ว 5 สัญญาณต่อวินาที หรือ 5 baud

Bit Rate 

bit rate คือ จำนวนบิตที่ส่งได้ต่อวินาที (bit/s) สมมติว่า ใน 1 วินาที เราส่งข้อมูลได้ 5 bits เช่น “0” “1” “1” “0” “1” แสดงว่าเราส่งข้อมูลด้วยความเร็วที่ 5 bit/s หรือ 5 bps (bit per second)

ความสัมพันธ์

baud กับ bit rate อาจเท่ากันหรือไม่ก็ได้ เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นลองพิจารณา 2 ตัวอย่างนี้ดูนะครับ

ตัวอย่างที่ 1

สมมติว่าการส่งข้อมูลในระบบ A เป็นการส่งข้อมูลผ่านสายไฟ โดยใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นสัญญาณ และสัญญาณที่เป็นไปได้มีทั้งหมด 2 แบบคือ 0 V และ 5 V โดยทั้งฝ่ายผู้ส่งและผู้รับ เข้าใจความหมายตรงกันว่า 0V หมายถึงข้อมูล 0 และ 5V หมายถึงข้อมูล 1 ดังนั้น ถ้าต้องการส่งข้อมูล 4 bits “0101” ผู้ส่งก็ต้องส่งแรงดันไฟฟ้า 0V 5V 0V 5V ตามลำดับ ฝ่ายรับก็จะเข้าใจได้ว่า มีข้อมูล 4 bit ส่งมา คือ “0101”  ถ้าการส่ง 4 สัญญาณนี้ใช้เวลา 1 วินาที แสดงว่าระบบนี้ส่งสัญญาณด้วยความเร็ว 4 สัญญาณต่อวินาที หรือ 4 baud และถ้านับเป็น bit ก็จะได้ bit rate เท่ากับ 4 bit/s หรือ 4 bps นั่นเอง สังเกตว่า ตัวอย่างนี้ baud กับ bit rate มีค่าเท่ากัน

ตัวอย่างที่ 2

สมมติว่าการส่งข้อมูลในระบบ B เป็นการส่งข้อมูลผ่านสายไฟ โดยใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นสัญญาณเหมือนระบบ A แต่ต่างกันตรงที่ ระบบ B มีสัญญาณหรือระดับแรงดันไฟฟ้าที่เป็นไปได้ทั้งหมด 4 แบบ คือ 0V 1V 2V และ 3V โดยทั้งฝ่ายผู้ส่งและผู้รับเข้าใจความหมายตรงกันว่าแรงดัน 0V หมายถึงข้อมูล “00” แรงดัน 1V หมายถึงข้อมูล “01” แรงดัน 2V หมายถึงข้อมูล “10” และแรงดัน 3V หมายถึงข้อมูล “11” ดังนั้น ถ้าระบบ B ต้องการส่งข้อมูล “0110”  ผู้ส่งต้องส่งแรงดันไฟฟ้า 1V 2V ตามลำดับ ผู้รับก็จะเข้าใจว่า มีข้อมูล “0110” ส่งมานั่นเอง แล้วถ้าสัญญาณทั้งสองนี้ใช้เวลาส่ง 1 วินาที แสดงว่าส่งสัญญาณด้วยความเร็ว 2 สัญญาณต่อวินาที หรือ 2 baud แล้วถ้านับเป็น bit rate ก็จะได้ 4 bps นั่นเอง สังเกตว่า ตัวอย่างนี้ baud กับ bit rate มีค่าไม่เท่า กัน

สรุป

เมื่อเราพูดถึง bit rate เรามักกำลังมองในมุมมองของข้อมูล ว่าเราส่งข้อมูลได้เร็วแค่ไหน โดยไม่สนใจว่าส่งอย่างไร หรือส่งทีละกี่บิต แต่เมื่อเราพูดถึง baud เรามักกำลังมองในมุมมองของสัญญาณที่ส่งในตัวกลาง ซึ่งอาจเป็นสายไฟ หรืออากาศ (ในกรณีที่เป็นแบบไร้สาย) ว่าเราส่งสัญญาณได้เร็วแค่ไหน โดยที่ไม่สนใจว่า 1 สัญญาณแทนข้อมูลกี่ bit อย่างไรก็ตามเราสามารถแปลงระหว่าง baud กับ bit rate ได้ หากเรารู้ว่า 1 สัญญาณแทนด้วยกี่ bit จะได้ bit rate = baud x (จำนวน bit ต่อ 1 สัญญาณ) นั่นเอง

ชวนคิด

จากตัวอย่างที่ 1 สงสัยหรือไม่ว่า ถ้าระบบต้องการส่ง “0011” แน่นอนว่า ผู้ส่งจะต้องส่ง 0V 0V 5V 5V ตามลำดับ แต่เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณระหว่าง 0V ตัวแรก กับ 0V ตัวที่สอง และไม่มีการเปลี่ยนแปลงระหว่า 5V แรก กับ 5V ที่สองด้วยเช่นกัน แล้วผู้รับจะรู้ได้อย่างไรว่า ผู้ส่งกำลังส่ง “0011” หรือ ส่งแค่ “01” กันแน่

คำตอบคือ ไม่รู้ ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหานี้ จึงต้องมีตัวช่วย เช่น มีสายสัญญาณเพิ่มมาอีกเส้น เพื่อบอกว่านี่เป็นข้อมูลตัวใหม่แล้วนะ ไม่ใช่ตัวเก่าแล้ว อย่างในระบบ synchronous serial communication หรือ ต้องมีการนัดแนะกันก่อนว่า เราจะส่งสัญญาณกันโดยที่แต่ละสัญญาณจะคงสภาพนั้นนานเท่าไร ถ้านานเกินกว่านั้นแปลว่า นี่เป็นสัญญาณตัวใหม่ที่เหมือนกับตัวก่อนหน้าอย่างในระบบ Asynchronous serial communication นั่นเอง

ศึกษาเพิ่มเติม

• Baud from Wikipedia
• Bit rate from Wikipedia