Kaistanleveys (signaalinkäsittely)
Kaistanleveyttä käytetään mittaamaan sähköistä ja muunlaista viestintää. Kaistanleveys on korkeimmalla taajuudella toimivan elektronisen signaalin ja matalimmalla taajuudella toimivan signaalin välinen ero.
Tietoverkoissa kaistanleveyttä käytetään usein terminä tiedonsiirron bittinopeudesta. Helpommin sanottuna se tietomäärä, joka siirretään tai välitetään verkon yhdestä pisteestä toiseen tietyssä ajassa (yleensä sekunti).
Taajuus
Monet järjestelmät toimivat jatkuvien liikkeiden eli värähtelyjen avulla. Jokaista täydellistä edestakaista heilahdusta kutsutaan sykliksi. Sekunnissa tapahtuvien syklien määrä on sen taajuus. Taajuus mitataan sykleinä sekunnissa, useimmiten "hertseinä" tai lyhyesti "Hz".
Järjestelmissä on vähintään yksi taajuus ja yleensä useita eri taajuuksia. Esimerkiksi ääniaallot etenevät värähtelyinä. Ihmiset voivat kuulla äänitaajuuksia, jotka ovat matalia, kuten 20 Hz, ja korkeita, kuten 20 000 Hz. Taajuuskaista on jatkuva taajuusalue; ihmisten kuulema taajuuskaista on 20 Hz:stä 20 000 Hz:iin.
Kaistanleveys on taajuuskaistan leveys; leveys on korkein taajuus miinus alin taajuus. Esimerkissä ihmisen korvien kaistanleveys on noin 20 000 Hz - 20 Hz = 19 980 Hz.
Käyttö
Kaistanleveyttä käytetään sähkömagneettisen spektrin yhteydessä (esimerkiksi radioaallot, valoaallot ja röntgensäteet). Tällaiset aallot ovat sähkö- ja magneettikenttien värähtelyjä. Esimerkiksi Yhdysvaltojen alimmalla AM-radiokanavalla on taajuuskaista 535 000 Hz:n ja 545 000 Hz:n välillä. Sen kaistanleveys on 10 000 Hz (545 000 - 535 000 = 10 000). Kaikilla Yhdysvaltojen AM-radioasemilla on tämä kaistanleveys (mutta kunkin kaistan sijainti on erilainen). Yhdysvaltojen alimmalla FM-radiokanavalla on kaista 88 000 000 Hz (88 MHz) - 88 200 000 Hz (88,2 MHz). Sen kaistanleveys on 200 kHz. Näet, että FM-kaistan leveys on 20 kertaa AM-kaistan leveys.
Sanaa "kaistanleveys" on käytetty digitaalisen tiedonsiirron yhteydessä virheellisesti tarkoittamaan "tiedonsiirtokapasiteettia". Digitaalista kaistanleveyttä ei ole olemassa; oikea termi viestintäkanavan tiedonsiirtokapasiteetille on kanavakapasiteetti.
Yleisesti ottaen järjestelmän kanavakapasiteetti kasvaa tiedonsiirtoon käytetyn kaistanleveyden myötä. Monet muut osat ovat kuitenkin myös tärkeitä. Siksi useimmissa järjestelmissä kanavakapasiteetti on eri asia kuin kanavan kaistanleveys.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on kaistanleveys signaalinkäsittelyssä?
V: Kaistanleveyttä käytetään mittaamaan sähköistä ja muunlaista viestintää. Se on korkeintaajuisimman elektronisen signaalin ja matalintaajuisimman signaalin välinen ero.
K: Mitä kaistanleveys käsittää?
V: Kaistanleveys kattaa radion, elektroniikan ja muut sähkömagneettisen säteilyn muodot.
K: Miten kaistanleveyttä käytetään tietokoneverkoissa?
V: Tietokoneverkoissa kaistanleveyttä käytetään usein terminä tiedonsiirron bittinopeudelle. Se on datan määrä, joka siirretään tai välitetään verkon yhdestä pisteestä toiseen tietyssä ajassa (yleensä sekunti).
K: Mitä kaistanleveys tarkoittaa tiedonsiirron yhteydessä?
V: Tiedonsiirron yhteydessä kaistanleveys tarkoittaa verkon kautta tietyssä ajassa siirrettävän tiedon määrää.
K: Mikä on kaistanleveyden mittayksikkö?
V: Kaistanleveyden mittayksikkö on bittiä sekunnissa (bps).
K: Miksi kaistanleveys on tärkeä viestintäverkoissa?
V: Kaistanleveys on ratkaisevan tärkeä tietoliikenneverkoissa, koska se määrittää tiedonsiirron nopeuden ja tehokkuuden. Suurempi kaistanleveys tarkoittaa, että tietyssä ajassa voidaan siirtää enemmän tietoa, mikä nopeuttaa viestintää.
K: Miten kaistanleveyttä käytetään eri taajuuksien signaalien erottamiseen toisistaan?
V: Kaistanleveyttä käytetään erotaajuisten signaalien erottamiseen toisistaan ottamalla huomioon tietyn elektronisen signaalin korkeimman ja matalimman taajuuden signaalien välinen ero.
