Velocità di trasmissione

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Bit rate
Prefissi SI
Nome	Simbolo	Multiplo
kilobit per secondo	kbit/s	10³
megabit per secondo	Mbit/s	10⁶
gigabit per secondo	Gbit/s	10⁹
terabit per secondo	Tbit/s	10¹²
Prefissi binari (IEC 60027-2)
kibibit per secondo	Kibit/s	2¹⁰
mebibit per secondo	Mibit/s	2²⁰
gibibit per secondo	Gibit/s	2³⁰
tebibit per secondo	Tibit/s	2⁴⁰

Il termine velocità di trasmissione viene solitamente utilizzato a proposito di scambi di informazioni tra computer o comunque dispositivi elettronici. Siccome su questi dispositivi l'informazione viene memorizzata e viaggia in forma digitale, ovvero è sostanzialmente una sequenza di bit, è naturale che tale velocità venga misurata in bit per secondo (e da qui il termine equivalente inglese bitrate).

In realtà sulle veloci macchine moderne avrebbe poco senso usare come unità di misura proprio il bit/secondo, per cui vengono utilizzati principalmente i vari multipli del bit (che è identificato con una b): abbiamo il byte (collezione di 8 bit, identificato da una B), la word (collezione di 16 bit) e la double word (collezione di 2 word oppure 32 bit) e poi i prefissi standard del sistema decimale, cosicché, ad esempio, se in una linea ADSL abbiamo un trasferimento dati di 4Mb/s, cioè 4000000b/s, avremo (4000000/8)B/s equvalenti a 500KB/s.

Il bisogno di utilizzare questi prefissi risulta evidente se si pensa che ad esempio lo standard USB 2.0 può raggiungere velocità di 480Mb/s, equivalenti a 60MB/s.

[modifica] Teoremi di Shannon e Nyquist

I canali trasmissivi utilizzati per la comunicazione dei dispositivi si suddividono in:

Canali perfetti: non causano distorsioni o ritardi nella propagazione dei segnali.

Canali ideali: causano solo un ritardo costante nella propagazione.

Canali reali: causano attenuazioni e ritardi, in funzione della frequenza dei segnali.

Shannon e Nyquist hanno rispettivamente enunciato teoremi che esprimono la massima velocità di trasmissione per ciascun tipo di canale.

Il massimo bit rate (data rate) relativo ai canali perfetti è dato dal Teorema di Nyquist, indicato di seguito, che lega la larghezza di banda di un canale alla quantità di informazione trasportabile:

Massimo data rate = : $2H \times \log_2 V$ [bit/s]

dove H è la larghezza di banda del segnale e V il numero di livelli differenti presenti nel segnale.

Il massimo bit rate (data rate) relativo ai canali reali (con rumore termico) è dato dal Teorema di Shannon, indicato di seguito, che considera anche il rumore:

Massimo data rate = : $H \times \log_2 \left( 1+\frac{S}{N} \right)$ [bit/s]

Dove H è la larghezza di banda del segnale , S e N sono rispettivamente la potenza del segnale e del rumore del canale. Da questa espressione si deduce chiaramente che per ogni canale esiste un ben preciso limite fisico.