Symbolrate

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Die Symbolrate oder Baudrate ist in der digitalen Übertragungstechnik und Nachrichtentechnik die Anzahl der übertragenen Symbole pro Zeitspanne. Die Einheit „pro Sekunde“ dieser Rate wird als Baud bezeichnet, abgekürzt Bd, um sie z. B. von der Bitrate zu unterscheiden.

Zusammenhänge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In jedem der hier betrachteten Zeitschritte (Symboldauer ) wird eines von mehreren möglichen Symbolen übertragen. Die Symbolrate ist also

Sind es mehr als zwei verschiedene Symbole, siehe Leitungscode, so trägt jedes Symbol mehr als ein Bit Information, und die Bitrate ist höher als die Symbolrate.

Bei Frequenzspreizverfahren wechselt der Zustand mehrfach pro Symbol, mit der um den Spreizfaktor höheren Chiprate. Ohne Frequenzspreizung ist die Schrittgeschwindigkeit gleich der Symbolrate. Bei trägerbasierenden Übertragungsverfahren heißt die Schrittgeschwindigkeit auch Modulationsrate.

Unter gewissen Voraussetzungen ist die nötige Bandbreite etwa gleich der Schrittgeschwindigkeit. Die tatsächlich benötigte Bandbreite hängt unter anderem von der Art der Pulsformung und ggf. von der Art der Modulation und vom Modulationsindex ab.

Beispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie die folgende Tabelle demonstriert, kann Datenübertragungsrate und Symbolrate in beiden Richtungen voneinander abweichen. Werte knapp unterhalb von 0,001 bis 15 treten in der Praxis auf.

Übertragungen mit vielen Zeitschritten gegenüber der Bitanzahl in einem kodierten Wort reduzieren die Datenübertragungsrate gegenüber der Symbolrate. Viele mögliche Pegel oder Zustände erhöhen die Datenübertragungsrate gegenüber der Symbolrate oder reduzieren die notwendige Bandbreite. Fest in Kodierungen installierte Vorwärts-Fehlerkorrekturen reduzieren die Datenübertragungsrate, erlauben aber mehr Konstellationen.

Modulationen können teilweise miteinander kodiert werden, teilweise werden diese nicht mit explizit angegeben (so steckt hinter fast allen Kodierungen mit 2 Pegeln eine PAM-2).

Hinweis: Angaben der Datenübertragungsrate werden zu Werbezwecken oft geschönt. Üblich sind:

  • Das Verhältnis von Datenrate-zu-Symbolrate wird nicht berücksichtigt.
  • Enthaltene Vorwärts-Fehlerkorrekturen werden nicht berücksichtigt.
  • Bei Vollduplex-Übertragungen werden Hin- und Rückrichtung zusammengezählt.
Code Pegel/
Zustände
Datenrate/
Symbolrate
max.Frequenz/
Symbolrate
DC-frei Taktrück-
gewinnung
Fehler-
erkennung
Fehler-
korrektur
Anwendung
RZ-Code 03 1/2 1/2 Nein Ja Nein Nein
NRZ-Code (PAM-2) 02 1 1/2 Nein Nein Nein Nein nativ angebunden mit separatem Taktsignal (PCI, RAM …)
PAM-4 04 2 1/2 Nein Nein Nein Nein PCI Express 6.0, Ethernet über Glasfaser mit 100, 200 und 400 Gbit/s
PAM-16 16 4 1/2 Nein Nein Nein Nein Ethernet 40GBASE-T
(0,1)-RLL 02 1/2 1/2 Ja Ja Nein Nein Disketten, Festplatten
(0,2)-RLL 02 4/5 1/2 Nein Ja Nein Nein
(1,7)-RLL 02 2/3 1/2 manche Ja Nein Nein
(2,7)-RLL 02 1/2 1/6 Nein Ja Nein Nein Festplatten
EFM 02 8/17 1/6 Ja Ja teilweise Nein Compact Disc
EFMplus 02 8/16 1/6 Ja Ja teilweise Nein DVD
Manchester-Code bzw. 1B2B-Code 02 1/2 1/2 Ja Ja Nein Nein
4B5B-Code 02 4/5 1/2 Nein Ja Nein Nein
4B5B-Code + MLT-3-Code 03 4/5 1/4 Nein Ja Nein Nein Fast Ethernet
8B10B-Code 02 8/10 1/2 Ja Ja teilweise Nein HDMI bis 2.0, PCI Express 1.x und 2.x, Serial ATA, USB 3.0, DisplayPort u.v.a.m.
16b18b-Code 02 16/18 1/2 Ja Ja teilweise Nein HDMI 2.1
64b66b-Code 02 64/66 1/2 reduziert Ja Nein Nein PCI Express 3.0 bis 5.0
64b67b-Code 02 64/67 1/2 Ja Ja Nein Nein
DSSS des GPS 02 1/1023 1/2 Trägerband Ja Nein Nein Global Positioning System
DSSS + DBPSK 02 1/11 1/2 Trägerband Ja teilweise Nein Ur-WLAN 802.11
DSSS + DQPSK 04 2/11 1/2 Trägerband Ja teilweise Nein Ur-WLAN 802.11
BPSK 02 1 1/2 Nein Nein Nein Nein Bluetooth
QPSK 04 2 1/2 Nein Nein Nein Nein DVB-S
8-PSK 08 3 1/2 Nein Nein Nein Nein Bluetooth, DVB-S2
16-QAM 16 4 1/2 Nein Nein Nein Nein DVB-C
64-QAM 64 6 1/2 Nein Nein Nein Nein
4096-QAM 4096 12 1/2 Nein Nein Nein Nein DVB-C2 (max.), ADSL
32768-QAM 32768 15 1/2 Nein Nein Nein Nein ADSL (max.)

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Gottapu Sasibhushana Rao: Cellular Mobile Communication. Pearson Education India, 2013, ISBN 81-317-9861-5.
  • Karl-Dirk Kammeyer: Nachrichtenübertragung. 4. Auflage. Vieweg + Teubner, 2008, ISBN 978-3-8351-0179-1.