bit-rate e alte frequenze

[tidusquall17]

Salve ragazzi, volevo fare una domanda veloce:
perché a frequenze alte il bit-rate è maggiore, cioè la velocità di trasmissione è più veloce?
So che in un canale rumoroso, il teorema di Shannon mi dice quanto vale il bit-rate e in questa equazione troviamo la dipendenza dalla banda di frequenze utilizzata, ma non riesco a collegare il perché si debbano usare alte frequenze per avere una banda più larga. Potete aiutarmi?
grazie.

[jordan20]

Ciao. Il discorso è abbastanza complesso e dipende da vari parametri. Però non capisco esattamente il nesso quando scrivi "usare alte frequenze per avere una banda più larga". Anzitutto occorre chiarire a quale banda fai riferimento: quella del segnale da inviare tra sorgente e destinatario, o quella del canale in cui invii l'informazione?
E poi chiarire che intendi per "alta frequenza": Radiofrequenza? Microonde? Frequenze ottiche?
Capirai bene che queste domande sono strettamente legate al mezzo trasmissivo in questione (principalmente propagazione in spazio libero, guida metallica, fibra ottica).

[Bsergio]

Salve sono un nuovo iscritto al forum, ti posso rispondere facendo un esempio di modulazione molto usata in digitale, per esempio nel digitale terrestre cioè la tecnica OFDM che si basa sulla divisione dell'intera banda (canale) in un numero elevato di sottobande (portanti) , ognuna delle quali viene modulata con tecniche BPSK, QPSK,16QAM, 64QAM ecc; tra una portante e l'altra c'è una frequenza di guardia di solito molto piccola se paragonata alla frequenza della portante, questo per non avere interferenze, è come dire che si hanno tanti camerieri ognuno dei quali porta la sua porzione di menù cioè in questo caso dati. Saluti

[IlGuru]

Detta molto male, per trasportare un bit di informazione hai bisogno almeno di una oscillazione della portante.
E' ovvio che maggiore è la frequenza della portante maggiore è la quantità di informazioni che possono essere trasmesse nello stesso tempo.

[DrCox]

Concordo con jordan che questa frase

si debbano usare alte frequenze per avere una banda più larga

ha qualcosa che non va.

La frequenza del segnale è una cosa, l'ampiezza di banda attorno alla frequenza a cui trasmetti è un'altra cosa. Non sono cose del tutto scorrelate (maggiore è la banda, in termini di rapporto percentuale rispetto alla frequenza centrale di trasmissione, più difficile sarà il design dell'antenna/canale), ma sono cose distinte, per quello che chiedi.

Forse hai in mente questa formula? (e se non avevi in mente questa formula, abbila ora in mente):


dove leghi il rapporto segnale rumore all'energia per bit , al rumore (nota che questi due insieme ti determinano la probabilità di errore quando vai a demodulare il segnale), alla frequenza di bit ed alla banda .

Se non ti è chiaro il motivo di queste dipendenze (proporzionalità diretta alla frequenza, ma inversa alla banda), possiamo continuare a parlarne

[tidusquall17]

Grazie a tutti per la risposta.
Sono stato un po' superficiale perché ho scritto velocemente
Adesso vi spiego meglio:
Abbiamo fatto una caratterizzazione di un kit radio operante a 60GHz, e ora sto scrivendo quali sono i vantaggi nel avere un sistema di comunicazioni wireless che funziona ad alta frequenza.
Mi è stato detto che più le frequenze usate sono alte e maggiore è la velocità di trasmissione dei dati tra il modulo trasmittente e ricevente.
Devo cercare quindi di collegare tra di loro queste due cose.
Ho fatto quindi riferimento al teorema di Shannon, che però ha la dipendenza del bit rate con la larghezza di banda del canale..
Detto in modo più diretto: perché ad alte frequenze il bit-rate è maggiore? A che teorema devo far riferimento?

[DrCox]

A nessun teorema, solo al ragionamento...
Quale frequenza ti serve per trasmettere la sequenza 010101... con bitrate ?
Ti serve un'onda quadra che cambi di livello, da alto a basso, con quella frequenza........

Non è che ad alte frequenze il bitrate è maggiore, è ad alti bitrate che ti servono frequenze maggiori.
Se il livello 0-1 ti cambia con frequenza 10GHz, come fai a riprodurlo se hai un'onda quadra che non va più veloce di 1 GHz?

Non capisco il problema

[IsidoroKZ]

Visto che tutta la discussione non e` chiara, aumento anch'io l'entropia.

Mi pare che l'OP parli di alte frequenze di portante, non di banda richiesta.

Per mandare informazione a velocita` maggiore serve piu` banda (ceteris paribus). Banda vuol dire un insieme di frequenze di un segnale elettrico.

Ad esempio potrei avere bisogno di trasmettere energia a partire da frequenze molto basse fino a 10kHz (banda del segnale modulante, banda base). Se uso ad esempio un segnale portante a 1MHz, la modulazione occupa una banda che va (possibili altri valori, ma e` solo per un esempio) da 990kHz a 1010kHz. Vuol dire che un altro canale di trasmissione potrebbe essere messo su un'altra portante a 1020kHz e riescono a convivere (in un mondo ideale). La larghezza di banda del segnale e` dell'1% della frequenza della portante.

Se ora vado 15 volte piu` in fretta come rateo di dati, la banda richiesta e` di 150kHz e quando vado a modulare la portante di prima copro una banda che va da 850kHz a 1150kHz. Nello stesso spettro ci stanno meno canali, gli altri utenti potrebbero essere meno contenti, e anche fare un ricevitore o un trasmettitore che lavori bene da 850kHz a 1150kHz potrebbe essere piu` complicato: la banda frazionale adesso e` del 15%.

Se invece si sceglie una portante a 100MHz le cose tornano a funzionare: la banda del segnale di 150kHz e` solo lo 0.15% della frequenza della portante e quindi lo hardware diventa di nuovo facile da fare e ci stanno anche altri utenti su frequenze limitrofe.

Se il segnale modulante avesse bisogno di 1MHz di banda sempre con la solita portante, dovrei occupare tutto lo spettro dalla continua, 0Hz fino a 2MHz. E fare un ricevitore o un trasmettitore del genere e` veramente complicato, oltre a spodestare tutti gli altri utenti che usano quella banda. Meglio andare su a frequenze radio piu` alte.

Penso che il tutto si possa riassumere cosi`: per trasmettere dati ad alta velocita` serve una banda base larga, ma per avere dei sistemi di trasmissione e ricezione tecnicamente ed economicamente fattibili che riescano a trasmettere una banda base larga bisogna usare delle frequenze di portante elevate.

Mah! chissa` se si capisce.

[tidusquall17]

Grazie ragazzi, inizio ad avere le idee un po' più chiare, anche se devo sistemare ancora qualche cosetta.
A me è stato detto di parlare anche di banda relativa, per relazionare il bit-rate con alte frequenze operative, ma non mi è ben chiara la cosa.
A voi da qualche spunto per potermi aiutare ?