El término Ancho de banda se utiliza para caracterizar tanto las señales como los canales.
Para comprender el ancho de banda necesita saber acerca de las señales.
Una señal es un medio de transmitir información por variaciones en un determinado parámetro: un voltaje, presión de aire, presencia o ausencia de luz, etc.
Si bien es intuitivo ver que la señal cambia en el tiempo (como se puede visualizar con un osciloscopio), las señales también se pueden expresar como una suma de señales elementales con diferentes frecuencias y amplitudes, según Fourier. Entonces, una señal que tradicionalmente se expresa en función del tiempo puede representarse como una función de frecuencia en lo que se conoce como dominio de frecuencia .
El dominio de frecuencia se representa gráficamente utilizando dos ejes, el vertical para la amplitud (de la misma manera que en el dominio del tiempo) y un eje horizontal que representa la frecuencia. El “0” en el eje de frecuencia es equivalente a una señal inmutable (frecuencia = 0).
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Como una señal está compuesta de muchas señales elementales con diferentes frecuencias, se dice que la diferencia entre la más alta de estas frecuencias y la más baja es el ancho de banda de esta señal, en otras palabras, el ancho ocupado por la señal en el dominio de la frecuencia.
Para que un canal se use para transmitir con éxito una señal, debe dejar pasar al menos el ancho de banda de dicha señal. Los canales tienen limitaciones y generalmente atenuarán y distorsionarán una señal fuera de un cierto rango de frecuencias (banda).
Por lo tanto, el ancho de banda se utiliza para referirse a la característica de una señal y un canal.
En pocas palabras, las señales digitales se transmiten como una serie de pulsos que pueden tomar 2 o más valores discretos. Cuanto más cortos sean estos pulsos, más rápido se puede transmitir la información (si la señal cambia de estado cada segundo, se transmitirá un bit por segundo (un símbolo en realidad), si cambia cada 500 mseg, será de 2 bps, etc.) , pero cuanto más corto es el pulso en el dominio del tiempo, más ocupa en el dominio de la frecuencia.
Como se mencionó, los canales tienen características físicas que limitan su ancho de banda y, por lo tanto, la velocidad a la que se puede transmitir la información. A medida que se agrega ruido y otras distorsiones a lo largo del canal, el ancho de banda real que se puede usar se reduce aún más para que la señal se reciba en el otro extremo con una tasa aceptable de errores.
Finalmente, existe un límite teórico para la velocidad a la que se puede enviar información en un canal de ancho de banda limitado en presencia de ruido. Se llama el límite de Shannon.
