Het begrip bps en bandbreedte

Onder de signaleringssnelheid verstaan we de informatiestroom die een informatiebron per seconde kan leveren, en wordt uitgedrukt in bps. Het begrip bps wordt vooral in de datacommunicatie gebruikt. Hiermee samenhangend kennen we het begrip bandbreedte, tegenwoordig veelvuldig te horen in de discussies over internet.

Transmissie en bandbreedte

De overdracht van elektrische signalen van informatiebron naar bestemmming wordt veelal transmissie genoemd. Een transmissie-systeem bestaat minimaal uit:

• zender
• ontvanger
• transmissie-kanaal

De koppeling tussen zender en ontvanger wordt het kanaal genoemd. Voordat een signaal via een kanaal verstuurd wordt, zal het eerst zodanig aangepast worden aan het kanaal dat de transmissie optimaal verloopt (minimaal informatie-verlies). Hierbij kan men denken aan impedantie-aanpassingen, en het toevoegen van draaggolven of multiplexing, de zgn. modulatie.
De bandbreedte van een signaal betekent de hoogst voorkomende frequentie in het signaal. De bandbreedte van een kanaal moet hiermee overeen stemmen: het signaal kan dan zonder informatieverlies verzonden worden.
Bij transmissie in twee richtingen bevindt zich aan beide zijden van het kanaal een zender en een ontvanger. De combinatie van een zender en ontvanger noemt men een transceiver of modem. Het woord modem is een samentrekking van modulator en demodulator, hetgeen betekent dat een modem zowel signalen moduleren als demoduleren kan.

Het transimmisse-kanaal kan gevormd worden door:

• draadloze transmissie
• lijntransmissie

Bij draadloze transmissie vindt de communicatie plaats via elektromagnetische golven. Lijntransmissie is een communicatievorm die gebruik maakt van elektrische of optische geleiders (coaxiaal, multikabel, glasvezel, etc..).
Belangrijke grootheden die een transmisse-kanaal kenmerken zijn:

• transmissiesnelheid
• transmissiecapaciteit

Beide kenmerken houden verband met de bandbreedte en storinggevoeligheid van een kanaal. Storende invloeden die in een kanaal kunnen optreden zijn:

• demping
• ruis
• vervorming
• overspraak

Het is duidelijk dat er maatregelen genomen moeten worden genomen om de invlioed van storingen tot een minimum te beperken, en zo de betrouwbaarheid van een kanaal te vergroten.

Het begrip bps

De tranmissiesnelheid is de snelheid waarmee informatie over een kanaal wordt verzonden. Bij transport van datasignalen wordt dit modulatiesnelheid genoemd, uitgedrukt in Baud. De grootte van de modulatiesnelheid wordt bepaald door de tijdsduur van een bit; dit hangt op zijn beurt weer af van de elektrische eigenschappen van het kanaal (zoals de bandbreedte).

De signaleringssnelheid is de informatiestroom die per seconde kan worden geleverd door een informatiebron, en wordt utgedrukt in bits per seconde of bps. Een willekeurig signaalnivo kan worden gecodeerd met een aantal bits. Het vereiste aantal bits wordt bepaald door het aantal te coderen signaalnivos n. De bemonsteringsfrequentie is de frequentie waarmee een analoog signaal bemonsterd wordt ('gesampled') om het digitaal te maken. Deze frequentie dient altijd minimaal tweemaal de bandbreedte te zijn.
Voor de signaleringsnelheid geldt dan:

S = 2 • B • ² log ( n ) [bps]

met

• S = signaleringssnelheid
• n = aantal signaalnivos
• B= bandbreedte [Hz]