Mike đưa ra một câu trả lời xuất sắc nhưng không chính xác với những gì bạn đang hỏi.
Băng thông , theo định nghĩa, là một dải tần số, được đo bằng Hz.
Như bạn đã nói, tín hiệu __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾có thể được chia nhỏ (sử dụng Fourier) thành một loạt các tần số. Hãy nói rằng chúng tôi đã phá vỡ nó và thấy rằng tín hiệu của chúng tôi (hầu hết) được tạo thành từ các tần số 1Mhz, 1.1Mhz, 1.2Mhz, 1.3Mhz ... lên đến 2Mhz. Điều đó có nghĩa là tín hiệu của chúng tôi có băng thông 1Mhz .
Bây giờ, chúng tôi muốn gửi nó qua một kênh, chẳng hạn như dây đồng hoặc cáp quang. Vì vậy, trước tiên, hãy nói một chút về các kênh.
Khi nói về băng thông trong các kênh, chúng tôi thực sự nói về băng thông băng thông mô tả phạm vi tần số mà kênh có thể mang theo với độ méo nhỏ. Giả sử tôi có một kênh chỉ có thể truyền tín hiệu có tần số nằm trong khoảng từ F1 đến f2. Chức năng đáp ứng tần số của nó (phản ứng của kênh đối với các tín hiệu có tần số khác nhau) có thể giống như thế này:
Băng thông của kênh phụ thuộc vào đặc tính vật lý của kênh, do đó, dây đồng sẽ có băng thông khác với kênh không dây và từ cáp quang. Ở đây , ví dụ, là một bảng từ wikipedia, chỉ định băng thông của các loại cáp xoắn khác nhau.
Nếu kênh ví dụ của chúng tôi có băng thông 1Mhz, thì chúng tôi hoàn toàn có thể dễ dàng sử dụng nó để gửi tín hiệu có băng thông từ 1Mhz trở xuống. Tín hiệu có băng thông rộng hơn sẽ bị biến dạng khi đi qua, có thể khiến chúng không thể hiểu được.
Bây giờ hãy trở lại với tín hiệu ví dụ của chúng tôi __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾. Nếu chúng ta thực hiện phân tích Fourier trên nó, chúng ta sẽ phát hiện ra rằng việc tăng tốc độ dữ liệu (bằng cách làm cho các bit ngắn hơn và gần nhau hơn), làm tăng băng thông của tín hiệu . Sự gia tăng sẽ là tuyến tính, do đó tốc độ bit tăng gấp hai lần, sẽ có nghĩa là tăng gấp hai lần về băng thông.
Mối quan hệ chính xác giữa tốc độ bit và băng thông phụ thuộc vào dữ liệu được gửi cũng như điều chế được sử dụng (như NRZ , QAM , Manchseter và các dữ liệu khác). Cách cổ điển mà mọi người vẽ bit: __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾là NRZ trông như thế nào, nhưng các kỹ thuật điều chế khác sẽ mã hóa các số 0 và số thành các hình dạng khác nhau, ảnh hưởng đến băng thông của chúng.
Do băng thông chính xác của tín hiệu nhị phân phụ thuộc vào một số yếu tố, nên rất hữu ích khi xem xét giới hạn trên lý thuyết cho bất kỳ tín hiệu dữ liệu nào trên một kênh nhất định. Giới hạn trên này được đưa ra bởi định lý Shannon Trực Hartley :
C là công suất kênh tính bằng bit trên giây;
B là băng thông của kênh tính bằng hertz (băng thông băng thông trong trường hợp tín hiệu được điều chế)
S là công suất tín hiệu nhận được trung bình trên băng thông (trong trường hợp tín hiệu được điều chế, thường được ký hiệu là C, tức là sóng mang được điều chế), được đo bằng watt (hoặc volt bình phương)
N là công suất nhiễu hoặc nhiễu trung bình trên băng thông, được đo bằng watt (hoặc volt bình phương)
S / N là tỷ số nhiễu tín hiệu (SNR) hoặc tỷ số sóng mang (CNR) của tín hiệu truyền tới nhiễu nhiễu Gaussian được biểu thị dưới dạng tỷ lệ công suất tuyến tính (không phải là decibel logarit).
Tuy nhiên, một điều quan trọng cần lưu ý là định lý Shannon-Hartley giả định một loại nhiễu cụ thể - nhiễu Gaussian trắng phụ gia . Giới hạn trên sẽ thấp hơn đối với các loại nhiễu khác, phức tạp hơn.
