Ample de banda
De Viquipèdia
L'ample de banda per senyals analògics és l'espai existent per transmetre una informació a través d'una xarxa de comunicació mesurada en hertz, del rang de freqüències en el que es concentra la major part de la potència del senyal. Es pot calcular a partir d'un senyal temporal calculant la transformada de Fourier. També són anomenades freqüències efectives les pertanyents a aquest rang. Es podria fer una analogia amb el cabal d'aigua que pot passar per una canonada, on el diàmetre d'aquesta sigui l'equivalent a l'ample de banda. Si el tub és més gruixut, podrà passar més aigua (el cabal serà major), per tant més informació per unitat de temps.
Així, l'amplada de banda d'un filtre és la diferència entre les freqüències en les quals la seva atenuació al passar a través del filtre es mantenen igual o inferior a 3dB (decibel) comparada amb la freqüència central de pic (fc).
Mentre que en el camp de les telecomunicacions l'ample de banda s'expressa en Hertz, en informàtica es parla de bits per segon. Els dos conceptes estan relacionats pel teorema de Shannon-Hartley (dins la Teoria de la informació).
Dins el camp de les telecomunicacions, el concepte d'ample de banda (BW) apareix en diferents disciplines (teoria i processament del senyal, telemàtica...) i s'utilitza amb matisos diferents, però tots remeten al mateix origen. Normalment els senyals generats en els sistemes electrònics, ja siguin dades informàtiques, veu, senyals de televisió, etc., són senyals que varien en el temps i no són periòdiques, però es poden caracteritzar com la suma de moltes senyals periòdiques de diferents freqüències.
[edita] Ús comú del terme
És comú anomenar amplada de banda digital a la quantitat de dades que es poden transmetre per unitat de temps. Per exemple, una línia ADSL de 256 kbps pot, teòricament, enviar 256.000 bits (no bytes) per segon. Això és, en realitat, la taxa màxima de transferència permesa pel sistema, que depèn de l'amplada de banda analògic, de la potència del senyal, de la potència del soroll i de la codificació del canal.
Un exemple de banda estreta és el que es realitza per mitjà d'una connexió telefònica i un exemple de banda ampla és el que es realitza per mitjà d'una connexió DSL, microones o T1. Cada tipus de connexió té la seva pròpia amplada de banda analògica i la seva taxa de transferència màxima. L'amplada de banda i la saturació de la xarxa són dos factors que influeixen directament en la qualitat dels enllaços i les comunicacions.
[edita] Ample de banda en teoria del senyal i comunicacions analògiques
L'ample de banda definit de forma genèrica, fa referència a un rang de freqüències compreses entre dos límits i es mesura en Hz, de manera que:
- BW = fmax-fmin [Hz]
Quan es tracta de senyals, és més senzill entendre el concepte d'ample de banda des del domini freqüencial, és a dir, estudiant les components freqüencials dels senyals temporals. Mitjançant la transformada de Fourier (TF) es pot passar d'un domini a l'altre.
En aquest cas, l'ample de banda d'un senyal seria el rang de freqüències mesurat en Hz en el qual es concentra la major part de la potència del senyal.
En disseny de sistemes de comunicacions l'ample de banda és un factor limitat inferiorment per les exigències d'un senyal (per exemple, l'ample de banda que necessita un canal de ràdio és inferior al requerit per un canal de televisió), i limitat superiorment per les característiques tècniques que ofereixi el sistema (per exemple les limitacions de components electrònics o capacitat de processament) i la capacitat del canal utilitzat (per exemple l'espai de radiofreqüència disponible o ample de banda màxim suportat del cablejat).
Un altre us freqüent del concepte d'ample de banda es troba en parlar de filtres informàtics. En aquest cas l'ample de banda es defineix com el rang de freqüències d'un senyal que es veuen inalterades al passar per un filtre, és a dir, el conjunt de freqüències que el filtre "deixa passar" (d'aquí la seva classificació general com a filtres pas-baix, pas-alt, pas-banda o banda-eliminada). Els límits de l'ample de banda s'anomenen freqüències de tall i se situen a les freqüències on l'atenuació provocada pel filtre és de 3 dB (o més) respecte la banda de pas.
[edita] Ample de banda en teoria del senyal i comunicacions digitals
Quan es parla d'ample de banda referit a comunicacions digitals s'usen d'una manera diferent per a quantificar-lo, ja que la informació s'envia en forma de seqüències de bits i per tant el que ens interessa és la capacitat que s'hagin d'enviar bits per unitat de temps. s'anomena velocitat de transmissió i es mesura en [bps] (taxa de bits).
BW = velocitat de transmissió = nombre de bits transmesos/unitat de temps [bps]
Actualment, amb la transició cap als sistemes digitals, es relaciona l'ample de banda analògic i el digital quan es parla de sistemes de transmissió en medis compartits. Donat que han de suportar diverses comunicacions simultànies, les informacions digitals es modulen en bandes de freqüències analògiques (d'un BW determinat), que en funció de les modulacions utilitzades son capaces de suportar taxes de bits majors o menors. Un exemple d'això el trobem en la TDT. Es diu que es necessita un ample de banda analògic de per exemple 900 Mhz per transportar la informació digital corresponent a un canal de televisió amb una velocitat de transmissió determinada (que dependrà de la modulació utilitzada i la codificació/compressió del canal de televisió).
En medis de comunicació que utilitzen canals de transmissió no compartits (per exemple les pistes d'un circuit integrat, els busos interns d'un PC o un sistema Ethernet) l'ample de banda analògic és molt elevat (no s'ha de compartir, depèn de limitacions físiques del medi) i normalment no modulem les senyals digitals, s'introdueixen directament dins el cable de manera que l'ample de banda depèn de la capacitat de bits que s'ha d'introduir al medi. Així, per exemple, es pot dir que un sistema Fast-Ethernet disposa d'un ample de banda de 100 Mbps o que una línia ADSL convencional (a Espanya) disposa d'un ample de banda de 2 Mbps.[cal citació]
