En términos digitales, ancho de banda significa “bits por segundo”. En términos analógicos, ancho de banda significa un rango dado de frecuencias. ¿Cuál es la relación entre los dos?

Answer 1

Personalmente, trato de reservar “ancho de banda” para describir un fenómeno analógico que describe el ancho espectral máximo de las señales que se pueden transmitir en un medio en particular. Utilizo el término “rendimiento” para describir la velocidad máxima de los datos digitales en un canal de comunicación.

La conexión entre el ancho de banda y el rendimiento es complicada, y el enlace práctico ciertamente implica la tecnología particular que se está utilizando (por ejemplo, la mayoría de los canales de comunicación no se darán cuenta de todo su rendimiento teóricamente posible porque el protocolo de comunicación utiliza gran parte del rendimiento para la contabilidad como el envío de preámbulos señales para sincronizar máquinas en una red antes de enviar información real por la tubería). Sin embargo, en un mundo ideal, la conexión entre el ancho de banda y el rendimiento se realiza a través del teorema de muestreo de Nyquist-Shannon:

http://en.wikipedia.org/wiki/Nyq…

Esencialmente, el teorema me permite decir que un ancho de banda de 50 MHz es suficiente para un rendimiento de 100 Mbps. Es decir, se pueden capturar 100 millones de estados de bits por segundo con una onda sinusoidal que se repite 50 millones de veces por segundo porque cada período de la onda sinusoidal puede comunicar dos estados (alto y luego bajo). En términos más generales, el rendimiento máximo disponible es el doble del ancho de banda analógico (lo que se deduce del hecho de que es suficiente para muestrear una señal continua de ancho de banda B dado con una frecuencia de muestreo 2 * B para capturar toda la información en la señal (y así reconstruir el continuo versión posterior)).

Lo interesante es que el ancho de banda de 50 MHz no tiene que estar centrado en 25 MHz. Puede estar en cualquier parte del espectro. Del mismo modo, cada canal FM o AM de la radio tiene el mismo ancho de banda asignado, y todos pueden compartir los medios de comunicación porque esas bandas no se superponen. FM y AM son tecnologías analógicas, pero en principio podría transmitir información digital sobre ellas, y el rendimiento máximo disponible para cada canal sería el doble del ancho de banda.

Answer 2

Existe una relación, pero la proporción depende de la tecnología. La mayoría de las tecnologías de transmisión modernas utilizan diversas técnicas de codificación para obtener más de un símbolo (es decir, bit) de una sola oscilación de la portadora. Esto puede ser más fácil de ilustrar que explicar:

Los diversos sabores de ADSL (que yo sepa) dividen sus rangos de frecuencia en canales de 4khz (llamados “bins” en ADSL-speak). Usando un método de codificación llamado DMT ( http://en.wikipedia.org/wiki/Dis …), pueden caber hasta 15 bits en cada símbolo siempre que haya poco o ningún ruido. Supongamos que 8 bits por símbolo es una figura más realista. Eso significa que cada 4khz de frecuencia analógica produce 32kbps de ancho de banda digital. ADSL realmente negociará tasas de símbolos más bajas en los canales más ruidosos para que puedan llegar a transportar solo 16 kbps o incluso 8 kbps de tráfico. ADSL une todos estos canales de 4 kHz para producir el ancho de banda total del circuito.

Como puede ver, existe una relación entre el ancho de banda analógico y digital, pero la relación no es fija. En todos los casos, si el protocolo admite el consumo de más ancho de banda analógico, se producirá más rendimiento.

Como nota al margen: si está familiarizado con los T1, tienen una carga útil de 1536 kbps y una sobrecarga de 8 kbps que produce un ancho de banda combinado de 1544 kbps. T1 también funciona a 1544khz. No hay codificación o T1, por lo que en este caso, hay una relación 1: 1 entre el ancho de banda analógico y digital.

Answer 3

“En términos digitales, ancho de banda significa bits por segundo”.

Incorrecto.

Ancho de banda siempre significa la frecuencia en Hz. Bits / s es una medida de la tasa de información .

Un término asociado es eficiencia espectral , que es una medida de qué tan eficientemente los bits (información) se empaquetan en una banda de frecuencia. Se mide en Bits / s / Hz.

La eficiencia espectral se encuentra calculando la velocidad en baudios en términos de velocidad de información (bits / s) y luego dividiéndola con el ancho de banda. Ver:

La respuesta de Nikhil Panikkar a ¿Qué es la velocidad de transmisión?

Cuando alguien expresa el ancho de banda en términos de Bits / s, se basa en una comprensión implícita de cuál es el ancho de banda del canal. Por sí solo, bits por segundo es un término sin sentido para comparar la capacidad de dos sistemas, porque la velocidad de transmisión depende del ancho de banda de la señal (utilizada para representar los bits) y cómo se compara con el ancho de banda del canal.

Un ingeniero de comunicación irá un paso adelante y especificará también la relación señal / ruido, porque el ancho de banda es solo uno de los dos grados de libertad para un canal de comunicación. Ver:

Teorema de Shannon-Hartley – Wikipedia

Answer 4

Bueno, esta pregunta se publicó hace mucho tiempo, pero quiero poner mis 2 centavos, ya que siento que las respuestas proporcionadas hasta ahora no entienden el punto.

No existe el ancho de banda digital. Esto se debe a que no existe en la naturaleza una señal digital. ¿Qué absurdo dices? Pensemos en ello por un minuto.

¿Qué queremos decir cuando decimos señal digital? De hecho, es una señal analógica que es interpretada por un sistema basado en lógica booleana (CPU) de dos estados. Los dos estados se denominan verdadero (voltaje analógico alto) y falso (voltaje analógico bajo). Es una señal analógica que cumple ciertos criterios relacionados con los niveles de voltaje que representan verdadero y falso, las transiciones entre esos niveles de voltaje y la estabilidad de esos niveles de voltaje que permiten que una computadora interprete correctamente la información lógica codificada.

Teóricamente, la codificación de un flujo periódico de estados lógicos verdadero y falso en una señal analógica da como resultado una onda cuadrada ideal. La Transformada de Fourier de una onda cuadrada ideal muestra que tiene un espectro de frecuencia que comienza con la frecuencia sinusoidal fundamental y luego tiene un número infinito de armónicos sinusoidales impares. Si tiene una frecuencia fundamental de 50 MHz, también tiene un armónico a 150 MHz, 250 MHz, 350 MHz, etc., hasta el infinito MHz. Aquí es donde entra el ancho de banda.

En el mundo físico, todas estas señales analógicas están hechas de electrones que deben pasar del punto A al punto B a través de un cable. En muchos casos, este cable es un rastro de cobre grabado en una placa de circuito impreso o un cable largo. Estos “cables” físicos tienen una impedancia dependiente de la frecuencia. Hay componentes resistivos, inductivos y capacitivos no ideales que atenúan la magnitud y cambian la alineación de tiempo (fase) de la señal analógica a medida que viaja a través del cable. Posteriormente, a ciertas frecuencias, la señal que sale del otro extremo del cable puede no parecerse a la señal que entró. Por lo tanto, el ancho de banda utilizable se define como la frecuencia fundamental a la que la información que está codificada en la señal que entró en el cable se puede decodificar correctamente cuando sale del otro extremo del cable. Con la codificación digital, esto significa que los niveles de voltaje, las transiciones entre los niveles de voltaje y la estabilidad de los niveles de voltaje aún cumplen con los requisitos mínimos para la interpretación por computadora.

Como ejemplo, echemos un vistazo a una señal codificada digitalmente que tiene una frecuencia fundamental de 50 MHz. Desde una perspectiva de codificación, esto significa que se transfiere un bit cada 20 nano segundos. También se puede establecer como una tasa de bits de 50 MBPS. Sin embargo, el ancho de banda analógico físico es completamente diferente. Para recrear con precisión una onda cuadrada que cumpla con el criterio de interpretación digital, el ancho de banda debe permitir que pasen de 5 a 10 armónicos impares a través del cable. Por lo tanto, el ancho de banda analógico del sistema es idealmente entre 550 MHz y 1.05 GHz.

Cuando entras en señales Giga bit por segundo, la tecnología cambia, pero los principios fundamentales son los mismos que los anteriores.