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Trabalho & Produtividade

Calculadora da Capacidade de Canal de Shannon

O débito máximo teórico sem erros de um canal, a partir da largura de banda e da relação sinal-ruído.

Resultados

Capacidade do canal 166,1875 Mbit/s
Relação sinal-ruído em razão 316,2278
Eficiência espectral 8,3094 bit/s/Hz
Capacidade do canal 166 187 505 bit/s

O que faz esta ferramenta

Claude Shannon provou em 1948 que todo o canal de comunicação tem um limite absoluto de velocidade, fixado pela largura de banda e por quanto o sinal se ergue acima do ruído — e, o que é notável, que a transmissão sem erros é possível até esse limite e impossível para lá dele. Como o ruído entra através de um logaritmo, duplicar a largura de banda duplica a capacidade, ao passo que duplicar a potência acrescenta apenas cerca de um bit por segundo por hertz.

Fórmula

C = B log2(1 + S/N)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
bwLargura de banda do canalMHz
snRelação sinal-ruídodB
CMCapacidade do canalMbit/s
SRRelação sinal-ruído em razão
SEEficiência espectralbit/s/Hz
CBCapacidade do canalbit/s

Exemplo resolvido

  • Largura de banda do canal20 MHz
  • Relação sinal-ruído25 dB
  • Capacidade do canal166,1875 Mbit/s
  • Relação sinal-ruído em razão316,2278
  • Eficiência espectral8,3094 bit/s/Hz
  • Capacidade do canal166 187 505 bit/s

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.

Perguntas frequentes

Porque é que o Wi-Fi real nunca chega a este número?

O limite de Shannon é o que é teoricamente possível com codificação perfeita e complexidade ilimitada. Os sistemas reais entregam margem à redundância de correcção de erros, às bandas de guarda, aos cabeçalhos de protocolo, às retransmissões e ao facto de vários aparelhos partilharem o ar. Ficar a poucos decibéis do limite é considerado excelente engenharia, e os códigos modernos conseguem-no.