Hay mucho de eso. Los principales medios físicos para la comunicación son el alambre de metal, el conducto de vidrio y el espacio libre, pero intentaré expresar esta respuesta independientemente del medio. Me enfocaré solo en mover ‘bits’ (ceros y unos) ya que eso es lo que generalmente queremos decir cuando decimos ancho de banda.
En los términos más simples:
Primero: claridad. Los medios deben estar dispuestos para maximizar la señal en relación con el ruido. Cuando hay ruido, parte de la capacidad del canal de datos debe dedicarse a compensar el ruido. Cosas como la alineación de la antena, la alineación de la fibra y la adaptación de la impedancia son clave aquí.
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Segundo: ancho del canal. El transmisor debe usar el canal más ancho (banda) que pueda, económicamente. Los canales más amplios requieren transmisores y receptores (detectores) más sofisticados. Los canales más anchos transportan más ancho de banda, pero generalmente necesitan hardware más costoso. El medio también debe ser capaz de transportar una señal de ese ancho de canal.
Si puede apilar múltiples transmisores y receptores en diferentes bandas en el mismo medio, ya sea a través de amplificadores de cable en DOCSIS, DWDM en fibra o combinadores de RF y antenas direccionales en transmisores de radio, puede introducir más bits en el mismo medio. Cosas como “bandas de protección” entre canales se vuelven importantes para reducir la interferencia (ruido) [Ver: Primero].
Tercero: modulación. La señal debe diseñarse para empaquetar la densidad de bits más alta posible en un canal, dado el perfil de ruido de ese canal. Aquí obtendrá esquemas como QAM, OFDM, PAM-5, etc. para empaquetar más bits en el mismo ancho de canal, sensibles a las características del canal.
Cuarto: codificación. Los esquemas como 8b / 10b pueden ralentizarlo, pero preservan su buen rendimiento (rendimiento sin errores) al garantizar la recuperación del reloj de la señal.
Quinto: Enlace de canales. Cuando puede crear canales paralelos en un medio, puede vincularlos lógicamente como carriles virtuales, como en DOCSIS o PCS multiplexados en Ethernet. Esto se vuelve complicado, especialmente si los canales unidos varían en velocidad o tasa de error.
Trucos (no capa física):
Compresión: si su tráfico es compresible, puede obtener ganancias de rendimiento con la compresión de flujo.
Optimización de nivel de aplicación: si su tráfico es predecible, puede hacer una serie de trucos sucios para eliminar las retransmisiones y las respuestas falsas, aumentando el ancho de banda efectivo de un enlace.
Si desea obtener información técnica sobre la capacidad de un canal para transportar información en presencia de ruido gaussiano (aleatorio), el teorema de codificación de canal ruidoso de Claude Shannon (matemático) es algo que debe entender, al igual que la tasa de Nyquist. Los trataré más allá del alcance de esta discusión y como un ejercicio para el lector.
