Szerokość pasma. Przepływność. Prawo Shannona.

Szerokością pasma jest różnicą między górną a dolną częstotliwością pasma, którą kanał jest zdolny przenieść z nierównomiemością nie gorszą niż 3 dB. Szerokość pasma jest wyrażona w hercach (Hz, kHz, MHz, GHz, THz), a dla linii telefonicznej wynosi około 3,1 kHz w naturalnym paśmie częstotliwości od 300 do 3400 Hz (od 200 do 3500 Hz w niektórych aplikacjach).

Przydatność łącza analogowego do pracy z różnymi szybkościami jest charakteryzowana szerokością pasma.

Przepływność kanału (przepustowością) - zależy od typu łączy. Przepływnością nazywamy zdolność kanału do przenoszenia informacji binarnej, to znaczy określenie, ile bitów danych można przesłać w ciągu 1 sekundy przez konkretne medium transmisyjne. Przepływność binarna jest wyrażana w bitach na sekundę (b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s).

Dzięki odpowiedniej modulacji sygnału przepływność kanału, wyrażona w bitach na sekundę, jest zwykle kilkakrotnie wyższa od szerokości pasma tego kanału, wyrażonej w hercach. Do obliczania przepływności kanału z uwzględnieniem liczby M – zmian zmodulowanego sygnału (np. poziomów napięcia) stosuje się

Prawo Nyquista.

Prawo Nyquista określa przepływność P kanału w zależności od szerokości pasma B oraz liczby różnych stanów charakterystycznych sygnału M i zależy od przyjętego sposobu modulacji informacji.

Maksymalna teoretyczna przepływność kanały jest ograniczona prawem Shannona, które jest fundamentalnym prawem transmisji danych.

Prawo Shanona

Określa maksymalną przepływność P kanału w zależności od szerokości pasma B oraz stosunku mocy sygnału S do mocy szumu termicznego N i nie zależy od przyjętego sposobu modulacji informacji.

Stosunek sygnału do szumu (Signal to noise ratio) :

Decybele.

Decybel (dB) jest podstawową jednostką używaną przez projektantów systemów telekomunikacyjnych przy porównywaniu możliwości technik transmisji danych.

Z definicji, stosunek amplitud dwóch sygnałów wyraża się w decybelach następująco:

gdzie U₁ i U₂ są amplitudami obu sygnałów.

Stąd, na przykład, sygnał o amplitudzie dwukrotnie większej niż amplituda innego sygnału jest o 6 dB silniejszy, gdyż log₁₀ 2= 0,3010. Sygnał o 10 razy większej amplitudzie jest przesunięty o +20dB, a sygnał o 10 razy mniejszej amplitudzie przesunięty jest o –20dB w stosunku do sygnału odniesienia.

Stosunek dwóch sygnałów wygodnie jest również wyrażać, podając poziom mocy jednego sygnału względem drugiego:

gdzie P₁, i P₂ oznaczają moce obu sygnałów.

Dopóki oba sygnały mają ten sam kształt fal, np. sinusoidalny, obie definicje dają ten sam wynik.

Jeśli porównujemy niepodobne do siebie sygnały, np. falę sinusoidalną z „szumem”, należy użyć definicji, w której występują moce sygnałów.