English | 简体中文 | 繁體中文 | Русский язык | Français | Español | Português | Deutsch | 日本語 | 한국어 | Italiano | بالعربية
La velocità di trasmissione dei dati è la velocità di trasmissione dei dati attraverso il canale. Generalmente è calcolata in bit per secondo (bps). Una maggiore velocità di trasmissione è espressa come Kbps (bit per secondo “mille”, ossia 1000 bps), Mbps (bit per secondo “mega”, ossia 1000 Kbps), Gbps (bit per secondo “gigabit”, ossia 1000 Mbps) e Tbps (bit per secondo “tera”, ossia 1000 Gbps).
Uno degli obiettivi principali della comunicazione di dati è aumentare la velocità di trasmissione dei dati. Tre fattori determinano la velocità di trasmissione del canale:
Larghezza di banda del canale
Numero di livelli di segnale utilizzati
Vi è rumore nel canale
Possono essere utilizzate due formule teoriche per calcolare la velocità di trasmissione dei dati:
Bitrate di Nyquist – canale senza rumore
Capacità di Shannon - canale rumoroso
La bitrate di Nyquist è stata sviluppata da Henry Nyquist, che ha dimostrato che anche la capacità di trasmissione di un canale perfetto senza rumore ha una limitazione massima.
L'equazione teorica della massima bitrate è:
Massima bitrate = 2×larghezza di banda×log 2 V
In questo caso,Massima bitrateCalcolato in bps
La larghezza di banda è la larghezza di banda del canale
V è il numero di livelli discreti del segnale
Ad esempio, se c'è un canale di trasmissione senza rumore con una larghezza di banda di 4 KHz che trasmette segnali a 4 livelli discreti, la massima bitrate sarà calcolata come:Massima bitrate = 2×4000×log 2 4 = 16,000 bps = 16 kbps
Claude Shannon ha esteso il lavoro di Nyquist (Nyquist) ai canali reali influenzati dal rumore. Il rumore può avere molti tipi, ad esempio rumore termico, rumore impulso, interferenza ecc. In tutti i tipi di rumore, il rumore termico è inevitabile. Il movimento casuale degli elettroni nel canale produce un segnale estraneo che non esiste nel segnale originale, chiamato rumore termico. La quantità di rumore termico è calcolata come la ratio della potenza del segnale e della potenza del rumoreSNR.
Il rumore di segnale, SNR = potenza media del segnale / potenza media del rumore
PoichéSNRÈ la ratio di due potenze che varia in una vasta gamma, quindi generalmente è espressa in decibel, chiamata SNR db,E'calcolato come: SNR db = 10log 10 SNR.
La capacità di Shannon indica la velocità di dati massima teorica o la capacità del canale rumoroso. È espressa come:
Capacità = larghezza di banda × log 2(1 + SNR)
In questo caso,CapacitàÈ la velocità di dati massima del canale, espressa in bps
La larghezza di banda è la larghezza di banda del canale
SNR è il rapporto segnale-rumore
Ad esempio, se un canale con rumore ha una larghezza di banda di 4 KHz e un SNR di 100, la velocità di bit massima può essere calcolata come:
Capacità = 4000×log 2(1 + 100) = 26,633 bps = 26.63 kbps