Ancho banda

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, el ancho de banda es la anchura, medida en hercios del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier También son llamadas frecuencias efectivas las pertenecientes a este rango.
Así, el ancho de banda de un
filtro es la diferencia entre las frecuencias en las que su atenuación al pasar a través de filtro se mantiene igual o inferior a 3 dB comparada con la frecuencia central de pico (fc) en la Figura 1.
La
frecuencia es la magnitud física que mide las veces por unidad de tiempo en que se repite un ciclo de una señal periódica. Una señal periódica de una sola frecuencia tiene un ancho de banda mínimo. En general, si la señal periódica tiene componentes en varias frecuencias, su ancho de banda es mayor, y su variación temporal depende de sus componentes frecuenciales.
Normalmente las señales generadas en los sistemas electrónicos, ya sean datos informáticos, voz, señales de televisión, etc... son señales que varían en el tiempo y no son periódicas, pero se pueden caracterizar como la suma de muchas señales periódicas de diferentes frecuencias.
Uso común
Es común denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos que se pueden transmitir en una unidad de tiempo. Por ejemplo, una línea ADSL de 256 kbps puede, teóricamente, enviar 256000 bits (no bytes por segundo Esto es en realidad la tasa de transferencia máxima permitida por el sistema, que depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la potencia de ruido y de la codificación de canal.
Un ejemplo de
banda estrecha es la realizada a través de una conexión telefónica, y un ejemplo de banda ancha es la que se realiza por medio de una conexión DSL microondas , cablemódem o T1Cada tipo de conexión tiene su propio ancho de banda analógico y su tasa de transferencia máxima. El ancho de banda y la saturación redil son dos factores que influyen directamente sobre la calidad de los enlaces.
El Rango de frecuencia que deja a un canal pasar satisfactoriamente. Se expresa en Hz. Bw=?f=fcs (frecuencia de corte superior) - fci (frecuencia de corte inferior)
También suele usarse el término ancho de banda de un
bus de ordenador para referirse a la velocidad a la que se transfieren los datos por ese bus, suele expresarse en bytes por segundo (B/s), Megabytes por segundo (MB/s) o Gigabytes por segundo (GB/s). Se calcula multiplicando la frecuencia de trabajo del bus, en ciclos por segundo por el número de bytes que se transfieren en cada ciclo. Por ejemplo, un bus que transmite 64 bits de datos a 266 MHz tendrá un ancho de banda de 2,1 GB/s. Algunas veces se transmite más de un bit en cada ciclo de reloj, en este caso se multiplicará el número de bytes por la cantidad de transferencias que se realizan en cada segundo
Comúnmente, el ancho de banda que no es otra cosa que un conjunto de frecuencias consecutivas, es confundido al ser utilizado en líneas de transmisión digitales, donde es utilizado para indicar régimen binario o caudal que es capaz de soportar la línea.




Relación Señal Ruido: (Snr)

Es el parámetro que permite cuantificar la proporción entre la señal de información y el ruido presente y constituye un factor de merito de todo sistema de comunicaciones.

Mientras más alto sea el valor de Snr que se tenga, mayor será la potencia de la señal de información, frente a la potencia del ruido presente y menos será sus efectos perjudiciales; sin embargo obtener altos valores de señal ruido no siempre es posible o económicamente viable.

La relación señal a ruido se mide en decibeles y matemáticamente se obtiene de la siguiente expresión:

Potencia de Señal
Snr (dB) = 10log -----------------------------------------------
Potencia de Ruido

La potencia de la señal y la potencia del ruido van expresados en vatios.


Potencia de la Señal Transmitida
Atenuación = 10log ----------------------------------------------------
Potencia de la Señal Recibida



250 mW
Atenuación = 10log --------------------------- = 3,0 db
125 mW


La señal analógica representa una onda electromagnética que varia de forma continua dependiendo de su espectro.

Las señales analógicas pueden transmitirse por una amplia variedad de medios, por ejemplo, cables como el coaxial, la fibra óptica y medios de propagación espacial o atmosférica.

La señal digital es una secuencia de pulso de voltaje que pueden transmitirse por medio de un cable, por ejemplo un nivel de voltaje positivo constante puede representarse el 1 binario y un nivel de voltaje negativo puede representar el 0 binario

El espectro de una señal, es el rango de frecuencia que contiene.



Ortogonalidad

La Ortogonalidad es un concepto fundamental en el área de las telecomunicaciones ya que gracias a el podemos comprender procesos como el multiplexaje de señales el cual a su vez es la base de muchos esquemas de operación que son ampliamente utilizados en sistemas de comunicaciones. Entre estos esquemas tenemos TDMA, CDMA, FDMA y otros, la radio comercial, la telefonía celular, satelital, la tv por cable, las redes digitales de transporte y muchos otros sistemas de amplio uso en la actualidad operan gracias al concepto de ortogonalidad de señales.
El mecanismo actual que permite calcular la Transformada de Fourier está basado en otro concepto matemático, ortogonalidad. Ortogonalidad significa que dos funciones no se solapen, la suma de los valores obtenidos en el producto es 0. Algunos tipos de funciones tienen la característica de ser ortogonales. Esto es
fácil verlo en detalle con ondas sinusoidales. Para ello se va a calcular la integral del producto de una función de onda sinusoidal de 2 Hz con otra de 3 Hz.

Lo interesante del resultado, el cual esta dibujado a continuación, es que todos los valores son positivos, y si se suman todos los valores obtenidos del producto de las 2 ondas el resultado es 0.
Las ondas sinusoidales son ortogonales porque se solapan únicamente con ellas mismas.
La multiplicación, seguida por la suma utilizada para investigar la ortogonalidad, se llama también “dot product”, lo cual indica la proximidad de los valores obtenidos en el producto. Este método se utiliza mucho para medir la similitud entre dos funciones.

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