Fundamentos de Telecomunicaciones: Ancho de Banda, Atenuación y Capacidad de Canal

Fundamentos de la Transmisión de Datos

Relación entre Ancho de Banda y Velocidad de Transmisión

¿Cómo se relaciona el ancho de banda con la velocidad?

La tasa de transferencia se refiere al ancho de banda real medido en un momento concreto del día, empleando rutas específicas de internet mientras se transmite un conjunto específico de datos. Desafortunadamente, por muchas razones, la tasa es con frecuencia menor al ancho de banda máximo del medio que se está empleando.

A mayor ancho de banda, mayor velocidad. ¿Por qué?

Existe una relación directa entre el ancho de banda y la velocidad de transmisión.

Si se tiene un sistema de comunicaciones a través del cual se transmiten datos binarios (señal cuadrada), y considerando que la frecuencia de dicha señal es de 1 MHz, un mayor ancho de banda permite que una mayor cantidad de información pueda ser transmitida por unidad de tiempo, resultando en una mayor velocidad.

Atenuación en Sistemas de Telecomunicación

¿Qué es la atenuación?

En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal (sea esta acústica, eléctrica u óptica) a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.

Si introducimos una señal eléctrica con una potencia P2 en un circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrirá una atenuación y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P1. La atenuación (α) será igual a la diferencia entre ambas potencias.

Unidades de Medida de Potencia: Decibelio (dB) y dBm

¿Qué es el decibelio (dB)?

El decibelio (en España) o decibel (América), símbolo dB, es la unidad relativa empleada en acústica, electricidad, telecomunicaciones y otras especialidades para expresar la relación entre dos magnitudes: la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia.

¿Qué es el dBm?

El dBm (a veces también dBmW) es una unidad de medida de potencia expresada en decibelios (dB) relativa a un milivatio (mW). Se utiliza en redes de radio, microondas y fibra óptica como una medida conveniente de la potencia absoluta, a causa de su capacidad para expresar tanto valores muy grandes como muy pequeños en forma corta. Es distinta de dBW, la cual hace referencia a un vatio (1.000 mW).

Capacidad de Canal y el Teorema de Shannon

La Capacidad de Canal según Claude Shannon

La calidad de la relación señal/ruido viene dada mediante la expresión matemática del Teorema de Capacidad de Canal de Claude Shannon. Esta fórmula establece el límite teórico máximo de la tasa de información que puede transmitirse a través de un canal de comunicaciones con un ancho de banda específico y una determinada relación señal/ruido.

La expresión (C = B log₂(1 + S/N)) se explica mediante las siguientes variables:

• C: Es la capacidad del canal (tasa de bits de información, medida en bit/s).
• B: Es el ancho de banda del canal, medido en Hertz (Hz).
• S: Es la potencia de la señal útil, que puede estar expresada en vatios, milivatios, etc. (W, mW, etc.).
• N: Es la potencia del ruido presente en el canal (mW, µW, etc.), que trata de enmascarar a la señal útil.