Kapitel 5 av 5

Kapacitet

Definition

När en godtycklig mängd information överförs över en kanal, har kanalen en specifik kapacitet (D), vilket definierar den maximala mängden information som kan överföras per tidsenhet utan att informationen förloras eller förvrängs. Kapaciteten beror på flera faktorer, såsom kanalens bandbredd, signalstyrka samt förekomsten av brus och störningar.

Sambandet mellan dessa storheter ges av Shannon-Hartleys teorem, som anger den maximala kapaciteten för en kanal med bandbredd B [Hz] och signal-brus-förhållande S/N:

C=Blog2(1+S/N)C = B \cdot \log_2(1 + S/N)

Teoremet binder samman de tre föregående kapitlen; ökad bandbredd och högre SNR ger en högre kapacitet.

Kanske den mest fundamentala formen av definierad kapacitet är den som en traditionell telefonförbindelse inom det fasta telenätet erbjuder. Talkodaren för fasta telenätet är en vågformskodare, som känner av (samplar) talsignalens amplitud 8000 ggr per sekund. Spänningen i varje sample beskrivs med 8 databitar.

64kbps-PCM

D=8bitsamples8ksamplessec=64kbit/secD = 8 \frac {bit}{samples} \cdot 8k \frac {samples}{sec} = 64kbit/sec

Läs mer om sampling och Nyquists samplingsteorem.

Varför är det viktigt?

När ett telekomföretag idag investerar i ny kommunikationsteknologi sker det främst utifrån ett krav: kapacitet. Med framväxten av 5G-teknologi har detta krav blivit ännu mer centralt, då 5G erbjuder avsevärt högre kapacitet jämfört med tidigare generationer av kommunikationsteknologier.

Teknologi Kapacitet
PDH
  • E1: 2.048 Mbit/s
SDH
  • STM-1: 155.52 Mbit/s
  • STM-4: 622.08 Mbit/s
  • STM-16: 2.488 Gbit/s
Ethernet
  • 1G: 1 Gbit/s
  • 10G: 10 Gbit/s
Fiberoptiska nät
  • WDM: flertalet Tbit/s
Satellitkommunikation Abonnemang
4G LTE Upp till 1.5 Gbit/s
5G NR Upp till 20 Gbit/s