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Datenrate-Einheitenumrechner

Wandelt Datenraten zwischen bps, kbps, Mbps, Gbps und Bytes pro Sekunde um.

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Formel

1byte=8bits,1Mbps=106bps1 byte = 8 bits, 1 Mbps = 10⁶ bps

Wie es funktioniert

Dieser Rechner rechnet zwischen Bits pro Sekunde (bps), Byte pro Sekunde (B/s) und deren Kilo/Mega/Giga-Vielfachen für Netzwerktechniker, Firmware-Entwickler und Systemarchitekten um. Gemäß IEEE 802 und IEC 80000-13 ist der entscheidende Unterschied zwischen Bit (b) und Byte (B): 1 Byte = genau 8 Bit. Bei Netzwerkgeschwindigkeiten werden Bits verwendet (100 Mbit/s Ethernet), während Speicher Byte verwendet (100 MB/s SSD). SI-Präfixe folgen der Dezimalkonvention für Netzwerke (1 Mbit/s = 10^6 Bit/s pro IEEE), sind aber für Speicher binär (1 MiB = 2^20 Byte pro IEC). Eine 100-Mbit/s-Verbindung wird mit maximal 12,5 MB/s (100/8) heruntergeladen, abzüglich des Protokoll-Overheads. Der Satz von Shannon legt theoretische Grenzen fest: C = B × log2 (1 + SNR), was für einen 1-GHz-Kanal bei 30 dB SNR ein Maximum von 10 Gbit/s ergibt.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Ein LoRa-Sensor überträgt alle 60 Sekunden 20-Byte-Pakete mit SF7 (5,47 kbps). Berechnen Sie den täglichen Datenverbrauch, vergleichen Sie ihn mit SF12 (293 bps) und ermitteln Sie die Auswirkungen auf den Akku.

Lösung:

  1. Paketgröße: 20 Byte = 160 Bit (nur Nutzlast)
  2. SF7-Sendezeit: 160 Bit/5470 bps = 29,3 ms
  3. SF12-Sendezeit: 160 Bit/293 bps = 546 ms (18,6x länger)
  4. Tägliche Pakete: 24 × 60 = 1440 Pakete
  5. Tägliche Daten: 1440 × 20 Byte = 28.800 Byte = 28,8 kB = 230,4 kb
  6. Tägliche TX-Zeit bei SF7:1440 × 29,3 ms = 42,2 s
  7. Tägliche TX-Zeit bei SF12:1440 × 546 ms = 786 s = 13,1 min
  8. Auswirkungen auf die Batterie: Bei 40 mA TX-Strom verbraucht SF7 0,47 mAh/Tag, SF12 verbraucht 8,7 mAh/Tag (18-mal mehr)

Praktische Tipps

  • ✓Serielle Protokollgeschwindigkeiten pro IEEE/TIA: UART 9600-115200 bps typisch, SPI 1—50 Mbit/s, I2C 100 kbit/s (Standard)/3,4 Mbit/s (HS), CAN 1 Mbit/s, RS-485 10 Mbit/s, USB 2.0 480 Mbit/s, USB 3.2 20 Gbit/s, PCIe 4.0 16 GT/s pro Spur
  • ✓Drahtlose Datenraten gemäß IEEE 802.11: WiFi 6 (802.11ax) bis zu 9,6 Gbit/s theoretisch (1201 Mbit/s Single-Stream), Bluetooth 5.0 2 Mbit/s PHY, LoRa 0,3-50 kbps, 5G NR bis zu 20 Gbit/s. Der tatsächliche Durchsatz liegt aufgrund des Overheads bei 30-70% der PHY-Rate
  • ✓Puffergröße: bytes_needed = rate_bps × latency_s. Für 100 Mbit/s mit 10 ms Jitter-Puffer: 12,5 MB/s × 0,01 s = mindestens 125 kB. Fügen Sie für die Burst-Behandlung einen Spielraum von 2—3 hinzu

Häufige Fehler

  • ✗Verwechseln Sie Mbit/s (Megabit/s, Kleinbuchstaben „b“) mit MB/s (Megabyte/Sek, Großbuchstaben „B“) — 100 Mbit/s = 12,5 MB/s, nicht 100 MB/s. ISPs werben für Mbit/s; Download-Manager geben MB/s an — eine 100-Mbit/s-Verbindung zeigt ~12 MB/s Downloads
  • ✗Protokoll-Overhead wird ignoriert — UART 8N1 verwendet 10 Bit pro Byte (Start + 8 Daten + Stopp), also 115200 Baud = maximal 11.520 Bytes/s, nicht 14.400. TCP/IP fügt 40-Byte-Header pro Paket hinzu und reduziert so den effektiven Durchsatz um 3 bis 5%
  • ✗Mischen von Dezimalpräfixen (SI) und Binärpräfixen (IEC) - 1 MB = 10^6 Byte (SI), 1 MiB = 2^20 = 1.048.576 Byte (IEC). Ein 1-TB-Laufwerk entspricht 1.000 GB (SI) = 931 GiB (binär) und erscheint im Betriebssystem als „7% kleiner“

Häufig gestellte Fragen

Sie messen verschiedene Dinge: 1 Gbit/s (Gigabit) = 125 MB/s (Megabyte). Eine Festplatte mit 1 Gbit/s (Gigabyte/s) ist 8-mal schneller als ein 1-Gbit/s-Netzwerk. Moderne NVMe-SSDs: 3-7 GB/s Lesegeschwindigkeit. 10-GbE-Netzwerk: 1,25 GB/s. 100 GbE: 12,5 GB/s — nur dann entspricht das Netzwerk dem schnellen Speicher.
Pro ITU-T: Baud = Symbole/Sekunde, Bitrate = Bit/Sekunde. Für binäre Signalisierung (UART, RS-232): Baud = Bitrate. Für mehrstufige Signalisierung: Bitrate = Baud × Log2 (Stufen). QAM-64 (64 Stufen = 6 Bit/Symbol) bei 1 Mbaud = 6 Mbit/s. Ethernet 100BASE-TX verwendet 3-stufiges MLT-3 mit 125 MBaud für 100 Mbit/s.
Gemäß RS-232-Standard: Das 8N1-Format verwendet 1 Start + 8 Daten + 1 Stopp = 10 Bit pro Byte. Wirkungsgrad = 8/10 = 80% Bei 115200 Baud: maximaler Durchsatz = 115200/10 = 11.520 Byte/s = 11,52 KB/s. Bei Parität (8E1 oder 8O1): 11 Bit/Byte, Effizienz = 72,7%.
Gemäß den jeweiligen IEEE/3GPP-Standards: Bluetooth Classic EDR mit 2-3 Mbit/s, BLE 1—2 Mbit/s PHY (effektiv 125-500 kbit/s), WiFi 6 bis zu 1201 Mbit/s/Stream, Zigbee 250 kbit/s, Z-Wave 100 kbit/s, LoRA 0,3-50 kbit/s (Reichweitenkompromiss), 5G NR 100 Mbit/s typisch, 20 Gbit/s Peak (mmWave, kurze Reichweite).

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