¿Sabías que...?Número 19

…el baudio y el bit/s rara vez coinciden?

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Antonio Moreno
Instituto de la Ingeniería de España

Baudio, bit, byte, bit/s, byte/s son palabras que con mucha frecuencia oímos o leemos. Todas ellas son unidades de medida.

Cuando una unidad de medida aparece como el cociente de otras dos o más unidades se está ante una unidad de una magnitud derivada (no fundamental), aunque la aserción contraria no siempre es cierta.

Si en el denominador del cociente referido aparece la unidad de tiempo (sea el segundo, el minuto,…), se está expresando que se ha medido una magnitud de “algo” que transcurre, se desplaza, se genera, desaparece, … en la unidad de tiempo. Si el numerador corresponde a una longitud, se trata de una velocidad de un móvil. Si el numerador es un volumen, se puede tratar de un caudal que transcurre por una conducción. También puede ser la cantidad generada de un determinado fluido.

Volviendo a la línea de inicio, aparecen el bit/s y el byte/s. Son unidades de velocidad. Pero el baudio también es una unidad de velocidad. En lo que sigue se omitirá toda referencia a byte/s ya que, de hecho, no se emplea. Por otra parte, el byte es, simplemente, un conjunto de 8 bits. Como 8 bits es un octeto de bits, en francés se denomina octet.

Para esta colaboración interesa definir previamente el bit. Porque aunque se hable con mucha soltura de bits, es muy fácil entenderlo como si sólo existiera una única acepción, cuando en realidad hay muchas otras.

En inglés, a bit of something significa una pequeña cantidad de algo. No es este el significado que aquí interesa.

Bit es la unidad de información, y tampoco es esta acepción la que interesa a este artículo.

Bit es también la contracción de Binary digIT, palabra originaria del idioma inglés y adoptada al español. El Merriam-Webster Dictionary, da dos definiciones para el bit:

1. computers: a unit of computer information equivalent to the result of a choice between two alternatives (such as yes or no, on or off)

2. computers: the physical representation of a bit by an electrical pulse, a magnetized spot, or a hole whose presence or absence indicates data

Así pues, centrados en la definición (2) de bit como la representación de un pulso eléctrico, o de luz, o un lugar magnetizado,…, el bit/s sería la velocidad con la que circula o discurre las señales en un medio de transmisión, sea cable eléctrico, fibra, el espacio vacío, etc.

La relación entre el bit considerado en el sentido que se acaba de exponer y el de unidad de información no es el objeto de esta colaboración, pero podría ser interesante tratarlo en el futuro.

Para establecer su conexión con el baudio, es necesario previamente exponer cómo se transmiten las señales digitales por los medios de transmisión.

De la misma manera que en una lengua escrita hay letras, palabras, frases,…, en la transmisión electrónica de señales digitales se recurre a formar “palabras” mejorando la eficiencia del medio.

En código ASCII, una letra consta de 7 u 8 elementos (unos y ceros) que son los bits, los dígitos binarios. Pueden transmitirse uno a uno, como un potencial positivo para el uno y un potencial negativo para el cero.

Pero los medios de transmisión no se adaptan bien a la transmisión directa de unos y ceros. Una solución del pasado consistía en enviar paquetes de señales sinusoidales de dos frecuencias distintas, una de ellas codificaba el uno, la otra el cero. La velocidad de transmisión era baja. Se llamaba FSK (frequency shift keying).

Con métodos modernos de codificación, se puede modular una portadora sinusoidal en amplitud y en fase. Si sólo se modula en fase, se puede optar porque la fase emitida sea, por ejemplo, 45º, 135º, 225º o 315º respecto a una portadora de referencia. Y para ello no es absolutamente necesario enviar un tren de varios ciclos de la señal portadora, basta con pocos o quizá menos de un ciclo. El resultado es que, al decodificar, se detecta cuál de las cuatro posibles fases se ha recibido, o sea un evento entre cuatro posibles.

Siguiendo con este ejemplo, para codificar un evento entre cuatro son necesarios dos bits, en las combinaciones 00, 01, 10 y 11. Entonces, con una sola “palabra” se han enviado dos bits. No se debe usar el nombre de “palabra” como se ha dicho al principio o en la línea anterior; el nombre adecuado es símbolo. Si de estos símbolos se lanzaran 50 de ellos por segundo, se habrían emitido 100 bits por segundo. Y al número de símbolos por segundo se le denomina baudio.

Los modernos sistemas de transmisión codifican señales digitales muy eficientemente. Si la portadora se modula en amplitud y a la vez en fase, se puede elegir dos niveles de amplitud y cuatro fases (como en el ejemplo), de tal modo que cada símbolo será un evento entre 2 × 4 = 8 posibles. Y no se transmitirán 50 símbolos por segundo, tal vez 1000. Sería una transmisión de 1000 baudios con un contenido de 3000 bits por segundo, porque, en este ejemplo, cada símbolo codifica 3 bits.

Y si en vez de elegir dos niveles de amplitud y cuatro fases distintas, se eligen más de ambos, es fácil llegar a que un único símbolo codifique uno entre 256 eventos distintos. Cada símbolo codificaría 8 bits o, en otras palabras, un único símbolo bastaría para representar una letra en código ASCII.

Así que contestando a la pregunta del título, salvo en el caso histórico pero extraordinariamente ineficiente de que cada símbolo sólo codifique un bit, en cuyo caso el número de baudios y el de bit/s coincidirían, en todos los demás el número de baudios es muy inferior al de bit/s, afortunadamente.

A la pregunta no planteada de si esos bits enviados portan información o no, el lector queda autorizado a juzgar lo que considere conveniente.

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