Introdução à comunicação entre computadores e tecnologias de rede/Medidas de desempenho de um canal de comunicação

Largura de BandaEditar

Esta medida representa a quantidade de sinais que podem ser transportados por um canal. Nas comunicações analógicas, o seu valor é a diferença entre a frequência mais alta e baixa que pode ser transportada por um canal. Quanto maior a faixa de frequências, mais intervalos de frequência podem ser alocados para representar dados.

Largura de Banda (Hz) = Frequência_Mais_Alta (Hz) - Frequência_mais_Baixa (Hz)

Como exemplo de cálculo de largura de banda em comunicação analógica, podemos citar linhas típicas para transmitir a voz usadas por celulares 1G e telefones convencionais. Este tipo de linha é capaz de transmitir frequências entre 300 Hz 3 3.300 Hz (o mínimo necessário para transmitir a voz humana). Logo, sua largura de banda é de 3.000 Hz, ou 3 kHz, ou ainda 0,003 MHz.

Abaixo você confere uma tabela com alguns valores de Largura de Banda:

Comunicação Largura de Banda (MHz)
Celulares 1G 0,03
Celulares 2G 0,03 a 0,2
Celulares 3G 1,25 a 5
Celulares 4G 20
Conexões Wi-Fi 20

Já em comunicações digitais, a largura de banda é a quantidade de bits que podem ser transmitidas em um único segundo. Abaixo você confere a largura de banda de algumas comunicações digitais:

Comunicação Largura de Banda (kb/s)
Modem 56K 7
USB 1.0 192
USB 2.0 61.440

Taxa BaudEditar

A taxa Baud representa a velocidade do sinal. Se um canal se comunica à uma taxa de 300 baud, isso significa que a taxa de sinais do canal está mudando 300 vezes em cada segundo. Entretanto, deve-se notar que a taxa baud, embora também sirva para representar a velocidade de transmissão, ela não é a mesma coisa que a quantidade de bits transmitida em um segundo. Dependendo do método de comunicação usado, cada sinal pode transmitir tanto menos como mais informação que um único bit.

Capacidade de FluxoEditar

A Largura de Banda vista acima representa a capacidade máxima de um meio transmitir dados. Entretanto, na prática, ele jamais irá transmitir usando a sua velocidade máxima. Existem muitos fatores que diminuem sua velocidade como a quantidade de tráfego, interferência, etc. A medida mais exata da quantidade de dados que um meio transmite em um intervalo de tempo chama-se Capacidade de Fluxo.

Uma das coisas que pode limitar bastante uma rede é o ruído elétrico. Este, pode ter causas naturais (calor, radiação cósmica de fundo) ou a presença de outros equipamentos (transformadores de lâmpadas fluorescentes, dispositivos elétricos, de iluminação ou motores). ruídos podem aumentar ou diminuir a voltagem de uma mensagem e isso pode torná-la ilegível.

Uma forma de estimar a quantidade máxima de dados de um canal analógico é o Limite de Shannon, dado pela seguinte fórmula:

 

Na fórmula, TDM é a taxa de dados máxima dada em bytes por segundo; B é a largura de banda dada em Hz, S é a força do sinal dada em decibéis e R é a força do ruído também dada em decibéis.

Exemplo: Sabendo que uma linha telefônica comum possui uma largura de banda de 3.000 Hz e que a razão entre o sinal e o ruído é de aproximadamente 1000, qual é a taxa de dados máxima que podemos conseguir transmitindo dados pela linha telefônica?

Resposta:

 

Isso é aproximadamente 30.000 bps. Isso significa que utilizando modems para estabelecer conexões discadas, o valor máximo possível de ser alcançado é aproximadamente este. De fato, a velocidade máxima que modems analógicos convencionais já conseguiram alcançar é 33.600 bps devido ao limite de Shannon. Entretanto, para superar esta velocidade, os projetistas começaram a criar conexões híbridas analógicas e digitais. Foi isso que permitiu o surgimento de modems de até 56.000 bps.