El ancho de banda es la cantidad de frecuencias que el medio puede usar para transmitir información. A mayor ancho de banda más datos se pueden enviar por segundo.
Se mide en hertzios(Hz), y representa el rango de frecuencias que el medio puede transportar.
¿Qué es un hercio?
1 hercio es 1 clico o vibración por segundo.
En redes, el hercio mide cuántas veces cambia una señal por segundo.
| Hertz(Hz) | Unidad de frecuencia: 1 ciclo por segundo |
| kHz (kilohertz) | 1.000 Hz |
| MHz (megahertz) | 1.000.000 Hz |
| GHz (gigahertz) | 1.000.000.000 Hz |
¿Qué relación existe entre la frecuencia (Hz) y la velocidad de transmisión de datos (Mbps o Gbps)?
Diferencia básica
| Concepto | Qué mide | Ejemplo |
| Frecuencia (Hz) | Cuántas veces cambia la señal por segundo | Una onda de 1 GHz cambia mil millones de veces por segundo |
| Velocidad (bit/s) | Cuántos bits de información se transmiten por segundo | 100 Mbps = 100 millones de bits por segundo |
La frecuencia es como la velocidad de los latidos de una señal, y la tasa de bits es cuánta información lleva cada latido.
Cómo se relacionan
Cada “cambio” de la señal (cada ciclo) puede transportar uno o varios bits, dependiendo de la modulación usada.
| Modulación | Bits por segundo | Explicación |
| Binaria (2 niveles) | 1 bit | cada ciclo puede ser “0” o “1” |
| 4-QAM (4 niveles) | 2 bits | cada ciclo puede representar 00, 01, 10, 11 |
| 16-QAM (16 niveles) | 4 bits | 16 combinaciones posibles |
| 256-QAM(256 niveles) | 8 bits | 256 combinaciones posibles |
Velocidad (bit/s) = Frecuencia (Hz) x Bits por ciclo
En la fibra óptica
En la fibra óptica en lugar de ondas eléctricas se usan pulsos de luz, pero la idea es igual.
- Cuanto mayor es la frecuencia de los pulsos(Hz), más veces por segundo se puede enviar información.
- Cuantos más bits por pulso (modulación avanzada) se usen, más datos por segundo viajan.
¿Cómo una luz puede cambiar millones de veces por segundo?
La luz, no es “constante”, es una onda.
La luz, ya sea la del sol o la de un láser de fibra óptica, está formada por ondas electromagnéticas que vibran, igual que las cuerdas de una guitarra, pero muy rápido.
Por ejemplo:
- La luz visible tiene frecuencias de alrededor 400 a 800 terahercios (THz), es decir:
- 400.000.000.000.000 a 800.000.000.000.000 vibraciones por segundo.
- Eso significa que, físicamente, la luz ya está oscilando miles de millones de veces por segundo.
- Los dispositivos solo aprovechan esas oscilaciones naturales para codificar información.
¿Cómo se codifica la información en la luz?
En una fibra óptica, no enviamos una luz “continua”, sino pulsos muy cortos de luz que representan los bits.
| Bit | Señal de luz |
| 1 | Encendido (pulso de luz) |
| 0 | Apagado (sin luz) |
Estos pulsos de luz se encienden y apagan millones o miles de millones de veces por segundo gracias a láseres o diodos emisores de luz (LEDs) extremadamente rápidos.
¿Cómo pueden encenderse y apagarse tan rápido?
Estos láseres usados en telecomunicaciones están diseñados con materiales semiconductores(similares a los de un LED, pero mucho más precisos). Estos pueden modular la intensidad o fase de la luz a frecuencias altísimas(de GHz o incluso decenas de GHz).
Ejemplo:
- Un láser de 10 GHz puede variar su emisión 10.000 millones de veces por segundo.
- Cada cambio puede representar un bit o más, según la técnica de modulación.
Estos cambios son imperceptibles para nosotros, pero los receptores ópticos(fotodiodos) detectan esas variaciones y las convierten en impulsos eléctricos.
Todo ocurre a escala microscópica
En la fibra óptica:
- La luz viaja casi a la velocidad de la luz en el vidrio(~200.000 km/s).
- Los pulsos están separados por distancias de apenas micrómetros.
- Los receptores ópticos convierten esos pulsos en señales eléctricas en picosegundos.
Micrómetro (µm)
Un micrómetro es un milímetro dividido entre 1.000 partes.
Ejemplo:
- El núcleo de una fibra multimodo puede tener 50 µm de diámetro.
- El núcleo de una fibra monomodo puede tener 8-10 µm de diámetro.
Picosegundo (ps)
Un picosegundo es un segundo dividido entre 1.000.000.000.000 partes.
Ejemplo:
- La luz recorre aproximadamente 0.3 milímetros en 1ps.
- Los pulsos de luz en fibra óptica pueden durar solo unos pocos picosegundos, lo que permite transmitir millones o miles de millones de bits por segundo.
- Es muchísimo más rápido que cualquier cosa que percibamos: un parpadeo dura unos 100.000.000 ps.
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