Mike zaoferował doskonałą odpowiedź, ale nie dokładnie na to, o co prosiłeś.
Z definicji szerokość pasma to zakres częstotliwości mierzony w Hz.
Jak już powiedziałeś, sygnał __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾można rozbić (za pomocą Fouriera) na kilka częstotliwości. Powiedzmy, że zepsuliśmy to i zobaczyliśmy, że nasz sygnał składa się (głównie) z częstotliwości 1 MHz, 1,1 MHz, 1,2 MHz, 1,3 MHz ... do 2 MHz. Oznacza to, że nasz sygnał ma szerokość pasma 1 MHz .
Teraz chcemy wysłać go kanałem, takim jak drut miedziany lub światłowód. Najpierw porozmawiajmy trochę o kanałach.
Mówiąc o przepustowości w kanałach, tak naprawdę mówimy o przepustowości pasma, która opisuje zakres częstotliwości, które kanał może przenosić przy niewielkich zniekształceniach. Powiedzmy, że mam kanał, który może przekazywać tylko sygnały o częstotliwości między f1 a f2. Jego funkcja odpowiedzi częstotliwościowej (reakcja kanału na sygnały o różnych częstotliwościach) może wyglądać mniej więcej tak:
Szerokość pasma kanału zależy od fizycznych właściwości kanału, więc drut miedziany będzie miał inną szerokość pasma niż kanał bezprzewodowy i światłowód. Oto , na przykład, tabela z wikipedii, określająca przepustowość różnych skrętek.
Jeśli nasz przykładowy kanał ma szerokość pasma 1 MHz, możemy dość łatwo użyć go do wysłania sygnału, którego szerokość pasma wynosi 1 MHz lub mniej. Sygnały o większej szerokości pasma zostaną zniekształcone podczas przechodzenia, co może być niezrozumiałe.
Wróćmy teraz do naszego przykładowego sygnału __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾. Gdybyśmy przeprowadzili na nim analizę Fouriera, odkrylibyśmy, że zwiększenie szybkości transmisji danych (poprzez skrócenie bitów i zbliżenie ich do siebie) zwiększa przepustowość sygnału . Wzrost byłby liniowy, więc dwukrotny wzrost szybkości bitów będzie oznaczał dwukrotny wzrost przepustowości.
Dokładna zależność między przepływnością a przepustowością zależy od wysyłanych danych, a także od zastosowanej modulacji (takiej jak NRZ , QAM , Manchseter i inne). Klasyczny sposób, w jaki ludzie rysują bity: __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾tak wygląda NRZ , ale inne techniki modulacji będą kodować zera i jedynki w różnych kształtach, wpływając na ich przepustowość.
Ponieważ dokładna szerokość pasma sygnału binarnego zależy od kilku czynników, warto przyjrzeć się teoretycznej górnej granicy dowolnego sygnału danych w danym kanale. Ta górna granica wynika z twierdzenia Shannona – Hartleya :
C to pojemność kanału w bitach na sekundę;
B to przepustowość kanału w hercach (przepustowość pasma w przypadku modulowanego sygnału)
S to średnia moc odbieranego sygnału w paśmie (w przypadku sygnału modulowanego, często oznaczanego jako C, tj. Modulowana nośna), mierzona w watach (lub woltach do kwadratu)
N jest średnią mocą szumu lub zakłóceń w paśmie, mierzoną w watach (lub woltach do kwadratu)
S / N to stosunek sygnału do szumu (SNR) lub stosunek nośnej do szumu (CNR) sygnału komunikacyjnego do zakłóceń gaussowskich wyrażony jako liniowy stosunek mocy (nie jako logarytmiczne decybele).
Należy jednak zauważyć, że twierdzenie Shannona-Hartleya zakłada określony rodzaj szumu - addytywny biały szum Gaussa . Górna granica będzie niższa dla innych, bardziej złożonych rodzajów hałasu.
