Introducción a Redes
3. Capacidad del Canal
3.1. Ancho de Banda de Nyquist
Para comenzar, considérese el caso de un canal exento de ruido.
En este entorno, la limitación en la velocidad de los datos está
impuesta simplemente por el ancho de banda de la señal.
Nyquist formalizó esta limitación, afirmando que si la velocidad de
transmisión de la señal es 2B, entonces una señal con frecuencias no
superiores a B es suficiente para transportar esta velocidad de
transmisión de la señal. Y viceversa: dado un ancho de banda B, la mayor
velocidad de transmisión de la señal que se puede conseguir es 2B. Esta
limitación está provocada por la interferencia entre símbolos que se
produce por la distorsión de retardo. Este resultado es de utilidad en
el diseño de convertidores digital a analógico
Si las señales a transmitir son binarias (dos niveles de tensión) pensemos para facilitar el razonamiento en una onda cuadrada, la velocidad de transmisión de datos que se puede conseguir con B Hz es igual a 2B bps.
Figura 1
Supóngase un ancho de banda de 3100 Hz., entonces, la capacidad C del canal es 2B = 6.200 bps.
No obstante, como se verá mas adelante, se pueden usar señales con
más de dos niveles; es decir, cada elemento de señal puede representar
a más de dos bits.
Por ejemplo, si se usa una señal con cuatro niveles de tensión, cada elemento de dicha señal podrá representar dos bits. La formulación de Nyquist para el caso de señales multinivel es:
donde M es el número de señales discretas o niveles de tensión y B el ancho de banda.
Así pues, para M=8, valor típico que se usa en algunos módem, la capacidad resulta ser 18.600 bps, siendo el ancho de banda igual a 3.100 Hz.
Que consecuencias trae en el diseño electrónico procurar un M grande?
Que consecuencias trae el ruido en un diseño con M grande?
El ruido, aparece en la expresión ?
Observación.
Si tengo N bits, la cantidad de combinación posible es 2N
O sea que voy a necesitar M niveles de tensión distintos para poder representar N bits, donde M=2N