Tiedonsiirtokapasiteetin laskeminen

Informaatioteoriasta löytyy keino laskea kuinka paljon tietoa kanavalla on enimmillään mahdollista välittää.

Tämä on Shannon-Hartley:n lause.

1. C - Kanavan kapasiteetti bittejä sekunnissa.
2. B - Kanavan kaistanleveys hertseinä.
3. S - Signaalin voimakkuus
4. N - Kohinan voimakkuus

C-arvoa lauseessa kutsutaan myös Shannonin rajaksi.

S/N lausetta käsitellään yleensä erikseen jolloin sen nimi on signaali-kohinasuhde (SNR).

SNR ja kanavan kaistanleveys siis määrittää kuinka paljon tietoliikennettä voi välittää kanavaa pitkin.

1. Shannonin rajan rikkominen $

Markkinoijat toisinaan väittävät rikkoneensa Shannonin rajan. Mikäli näin joskus kävisi niin siinä menisi paljon informaatioteoriaa uusiksi.

Käytännössä kun tiedonsiirtonopeudet lähenevät Shannonin rajaa niin virheiden mahdollisuus kasvaa jo ennen rajanylitystä. Shannonin rajaa kuitenkin käytetään kertomaan kuinka paljon tiedonsiirtonopeutta voidaan kehittää pysymällä samassa tekniikassa.

2. SNR desibeleinä $

SNR merkataan yleisesti desibeleinä koska se on silloin helpompi laskea signaalivoimakkuudesta, vaimennuksesta ja kohinatasosta. Tällöin puhutaan desibeli-milliwateista (dBm).

Esimerkki: Jos signaalivoimakkuus on 40dBm, ja se vaimenee 100dB matkalla, ja kanavalla on -80dBm kohinataso. SNR = Signaali - Vaimennus - Kohinataso = 40dBm - 100dB - (-80dBm) = 20dB

Pelkillä desibeleillä tarkoitetaan äänenpaineen voimakkuutta. Noin 10 desibelin äänenpaineen kasvu tuntuu siltä kuin äänen voimakkuus kaksinkertaistuisi. 20 desibelin kasvu tuntuu siltä kuin se nelinkertaistuisi. 20 desibelin nousu kuitenkin tarkoittaa äänenpaineen kymmenkertaistumista.

Vaikka milliwatti-desibelit ja äänenpaine-desibelit ovat eri yksiköitä, SNR löytyy myös akustiikan puolelta.

Esimerkiksi lapset ja ulkomaalaiset tarvitsevat +15dB ymmärtääkseen puhetta kohinan yli, mutta kielitaitoinen aikuinen tarvitsee vain +4dB. Muita kieliä opiskelleet ovat saattaneet tämän huomatakkin katsoessaan vieraankielisiä videoita. Muutoin selkeä puhe ei ole avautunutkaan kun se on puhuttu liian hiljaa.