1.10 Зв'язок між пропускною спроможністю і смугою пропускання лінії

Чим вище частота несучого періодичного сигналу, тим більше за інформацію в одиницю часу передається по лінії і тим вища пропускна спроможність лінії при фіксованому способі фізичного кодування. Проте, з другого боку, із збільшенням частоти періодичного несучого сигналу збільшиться і ширина спектру цього сигналу, тобто різниця між максимальною і мінімальною частотами того набору синусоїд, які в сумі дадуть вибрану для фізичного кодування послідовність сигналів. Лінія передає цей спектр синусоїд з тими спотвореннями, які визначаються її смугою пропускання. Чим більше невідповідність між смугою пропускання лінії і шириною спектру передаваних інформаційних сигналів, тим більше сигнали спотворюються і тим вірогідніше помилки в розпізнаванні інформації приймаючою стороною, а значить, швидкість передачі інформації насправді виявляється менше, ніж можна було припустити.

Зв'язок між смугою пропускання лінії і її максимально можливою пропускною здатністю, незалежно від прийнятого способу фізичного кодування, встановив Клод Шеннон:

C=F log2(1+Pс/Pш)

Тут С — максимальна пропускна спроможність лінії в бітах в секунду, F — ширина смуги пропускання лінії в герцах, Рс — потужність сигналу, Рш — потужність шуму.

З цього співвідношення видно, що хоча теоретичної межі пропускної здатності лінії з фіксованою смугою пропускання не існує, на практиці така межа є. Дійсно, підвищити пропускну спроможність лінії можна за рахунок збільшення потужності передавача або ж зменшення потужності шуму (перешкод) на лінії зв'язку. Обидві ці складові піддаються зменшенню насилу. Підвищення потужності передавача веде до зна­чного збільшення його габаритів і вартості. Зниження рівня шуму вимагає застосування спеціальних кабелів з хорошими захисними екранами, що досить дороге, а також зниження шуму в передавачі і проміжній апаратурі, чого досягти також не просто. До того ж вплив потужностей корисного сигналу і шуму на пропускну спроможність обмежений логарифмічною залежністю, яка росте далеко не так швидко, як прямо пропорційна. Так, при достатньо типовому початковому відношенні потужності сигналу до потужності шуму в 100 разів підвищення потужності передавача в два рази дасть тільки 15 % збільшення пропускної спроможності лінії.