Mike a offert une excellente réponse mais pas exactement à ce que vous demandiez.
La bande passante , par définition, est une plage de fréquences, mesurée en Hz.
Comme vous l'avez dit, le signal __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾peut être décomposé (en utilisant Fourier) en un tas de fréquences. Disons que nous l'avons décomposé et avons vu que notre signal est composé (principalement) de fréquences 1Mhz, 1,1Mhz, 1,2Mhz, 1,3Mhz ... jusqu'à 2Mhz. Cela signifie que notre signal a une bande passante de 1Mhz .
Maintenant, nous voulons l'envoyer par un canal, comme un fil de cuivre ou une fibre optique. Alors d'abord, parlons un peu des canaux.
Lorsque nous parlons de bande passante dans les canaux, nous parlons en fait de bande passante qui décrit la gamme de fréquences qu'un canal peut transporter avec peu de distorsion. Disons que j'ai un canal qui ne peut transmettre que des signaux dont la fréquence est comprise entre f1 et f2. Sa fonction de réponse en fréquence (la réaction du canal à des signaux de fréquences différentes) pourrait ressembler à ceci:
La bande passante d'un canal dépend des propriétés physiques du canal, donc un fil de cuivre aura une bande passante différente d'un canal sans fil et d'une fibre optique. Voici , par exemple, un tableau de wikipedia, spécifiant les bandes passantes de différents câbles à paire torsadée.
Si notre exemple de canal a une bande passante de 1Mhz, alors nous pouvons assez facilement l'utiliser pour envoyer un signal dont la bande passante est de 1Mhz ou moins. Les signaux avec une bande passante plus large seront déformés lors de leur passage, ce qui pourrait les rendre inintelligibles.
Revenons maintenant à notre exemple de signal __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾. Si nous devions y effectuer une analyse de Fourier, nous découvririons que l' augmentation du débit de données (en raccourcissant et en rapprochant les bits) augmente la bande passante du signal . L'augmentation serait linéaire, donc une augmentation de deux fois du taux de bits, signifie une augmentation de deux fois de la bande passante.
La relation exacte entre le débit binaire et la bande passante dépend des données envoyées ainsi que de la modulation utilisée (comme NRZ , QAM , Manchseter et autres). La façon classique dont les gens dessinent des bits __|‾‾|__|‾‾|__|‾‾|__|‾‾est à quoi ressemble NRZ , mais d'autres techniques de modulation coderont les zéros et les uns sous différentes formes, affectant leur bande passante.
Étant donné que la largeur de bande exacte d'un signal binaire dépend de plusieurs facteurs, il est utile de regarder la limite supérieure théorique pour tout signal de données sur un canal donné. Cette borne supérieure est donnée par le théorème de Shannon – Hartley :
C est la capacité du canal en bits par seconde;
B est la largeur de bande du canal en hertz (largeur de bande passante en cas de signal modulé)
S est la puissance moyenne du signal reçu sur la bande passante (dans le cas d'un signal modulé, souvent noté C, c'est-à-dire porteuse modulée), mesurée en watts (ou volts au carré)
N est la puissance moyenne de bruit ou d'interférence sur la bande passante, mesurée en watts (ou volts carrés)
S / N est le rapport signal / bruit (SNR) ou le rapport porteuse / bruit (CNR) du signal de communication au brouillage gaussien exprimé en rapport de puissance linéaire (et non en décibels logarithmiques).
Cependant, une chose importante à noter est que le théorème de Shannon-Hartley suppose un type spécifique de bruit - le bruit gaussien blanc additif . La limite supérieure sera inférieure pour d'autres types de bruit plus complexes.
