Mike ofreció una excelente respuesta, pero no exactamente a lo que estaba preguntando.
El ancho de banda , por definición, es un rango de frecuencias, medido en Hz.
Como has dicho, la señal __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾se puede dividir (usando Fourier) en un montón de frecuencias. Digamos que lo hemos desglosado y vimos que nuestra señal está compuesta (principalmente) por frecuencias de 1Mhz, 1.1Mhz, 1.2Mhz, 1.3Mhz ... hasta 2Mhz. Eso significa que nuestra señal tiene un ancho de banda de 1Mhz .
Ahora, queremos enviarlo a través de un canal, como un cable de cobre o una fibra óptica. Primero, hablemos un poco sobre los canales.
Cuando hablamos del ancho de banda en los canales, en realidad hablamos del ancho de banda de la banda de paso que describe el rango de frecuencias que un canal puede transportar con poca distorsión. Digamos que tengo un canal que solo puede pasar señales cuya frecuencia está entre f1 y f2. Su función de respuesta de frecuencia (la reacción del canal a señales de diferentes frecuencias) podría ser algo como esto:
El ancho de banda de un canal depende de las propiedades físicas del canal, por lo que un cable de cobre tendrá un ancho de banda diferente de un canal inalámbrico y de una fibra óptica. Aquí , por ejemplo, hay una tabla de wikipedia, que especifica los anchos de banda de diferentes cables de par trenzado.
Si nuestro canal de ejemplo tiene un ancho de banda de 1Mhz, entonces podemos usarlo con bastante facilidad para enviar una señal cuyo ancho de banda sea de 1Mhz o menos. Las señales con un ancho de banda más amplio se distorsionarán al pasar, posiblemente haciéndolas ininteligibles.
Ahora volvamos a nuestra señal de ejemplo __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾. Si realizáramos un análisis de Fourier en él, descubriríamos que al aumentar la velocidad de datos (al hacer que los bits sean más cortos y más cercanos entre sí), aumenta el ancho de banda de la señal . El aumento sería lineal, por lo que un aumento de dos veces en la velocidad de bits significará un aumento de dos veces en el ancho de banda.
La relación exacta entre la velocidad de bits y el ancho de banda depende de los datos que se envían, así como de la modulación utilizada (como NRZ , QAM , Manchseter y otros). La forma clásica en que las personas dibujan bits: __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾es cómo se ve NRZ , pero otras técnicas de modulación codificarán ceros y unos en diferentes formas, afectando su ancho de banda.
Dado que el ancho de banda exacto de una señal binaria depende de varios factores, es útil observar el límite superior teórico para cualquier señal de datos en un canal dado. Este límite superior viene dado por el teorema de Shannon-Hartley :
C es la capacidad del canal en bits por segundo;
B es el ancho de banda del canal en hertz (ancho de banda de banda de paso en caso de una señal modulada)
S es la potencia de señal recibida promedio sobre el ancho de banda (en el caso de una señal modulada, a menudo denominada C, es decir, portadora modulada), medida en vatios (o voltios al cuadrado)
N es el ruido promedio o la potencia de interferencia sobre el ancho de banda, medido en vatios (o voltios al cuadrado)
S / N es la relación señal / ruido (SNR) o la relación portadora / ruido (CNR) de la señal de comunicación a la interferencia de ruido gaussiana expresada como una relación de potencia lineal (no como decibelios logarítmicos).
Sin embargo, una cosa importante a tener en cuenta es que el teorema de Shannon-Hartley supone un tipo específico de ruido: el ruido blanco gaussiano aditivo . El límite superior será más bajo para otros tipos de ruido más complejos.
