Bandwidth

Bande passante

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La bande passante (angl. bandwidth) est un intervalle de fréquences pour lesquelles la réponse d'un appareil est supérieure à un minimum. Elle est généralement confondue avec la largeur de bande passante qui mesure cet intervalle.

Sommaire

Traitement du signal

Bande passante à -3dB

La bande passante est la largeur, mesurée en hertz, d'une plage de fréquences f2 - f1. Elle peut aussi être utilisée pour décrire un signal, dans ce cas le terme désigne la différence entre la plus haute et la plus basse fréquence du signal (ce que l'on appelle aussi l'encombrement spectral). Elle est habituellement notée B ou BP.

La bande passante à -3 dB (décibel) d'un amplificateur est la gamme de fréquences où le gain en tension de l'amplificateur est supérieur au gain maximum moins trois décibels[1]. Si on ne raisonne pas en décibel, cela correspond à la gamme de fréquences où le gain en tension est supérieur au gain maximum divisé par racine de deux[2], ce qui correspond à une division de la puissance fournie à la charge par deux[3],[4]. Occasionnellement on rencontre des bandes passantes plus larges, par exemple la bande passante à -6 dB, gamme de fréquences où le gain en tension est supérieur à la moitié du gain maximum.

De manière plus générale, la bande passante à -x dB est la gamme de fréquences où le gain du filtre est supérieur au gain maximum divisé par 10x/20, par exemple pour -3dB : 100,15 = \sqrt{2} (≈1,41)

Les points extrêmes de la bande passante sont appelés pulsations de coupure.

Informatique et réseaux

Dans le domaine de l'informatique, la bande passante indique — par abus de langage — un débit d'informations. Le terme exact est le débit binaire.

L'origine du terme est une analogie avec la bande passante en électronique. La bande passante d'un câble mesurant le nombre maximal d'oscillations par seconde qu'un signal peut y prendre sans être trop atténué, si le signal est celui d'une liaison informatique comme une liaison série, le nombre d'oscillations va refléter le nombre d'informations que l'on peut transférer durant une seconde.

La bande passante peut concerner le débit d'un périphérique (tel qu'une mémoire, un disque dur, etc.) ou d'un medium de communication (réseau, bus, etc.) ou de manière générale n'importe quel débit d'information, comme entre le processeur et la mémoire cache.

On mesure généralement cette bande passante en octets (byte en anglais) par seconde (o/s, ou en anglais « Byte per second », B/s) ou en bits par secondes (bit/s ou bps), plus généralement utilisée par les fournisseurs d'accès internet pour donner le débit maximum d'un abonnement.

La bande passante "utile" (visualisée par l'utilisateur) peut être différente de celle délivrée par le fournisseur. En effet de nombreux facteurs influent sur les performances applicatives. Ainsi, la latence (délai de transmission) associée à la taille des fenêtres TCP de la machine réceptrice limite le débit utilisable par une session applicative selon la formule suivante : Débit Max = Taille de la fenêtre TCP / Latence.
Exemple: Débit max "Toulouse-Dubai" = 65535 Bytes / 0.220 s = 297886.36 Bytes/s = (8 * 297886.36 )/ (1024 * 1024) = 2.27 Mbit/s.

Le débit ressenti par un utilisateur n'est donc pas uniquement fonction de la bande passante souscrite auprès d'un opérateur.

Exemples de bandes passantes

  • Signal téléphonique : [300Hz - 3400Hz]
  • Signal de télévision PAL pour 1 canal : [6Mhz]
  • Signal de télévision SÉCAM pour 1 canal : [8Mhz]
  • sons audible: [20Hz - 20KHz]
  • voix: [50Hz - 3KHz]

Voir aussi

95e centile

Références

  1. Le gain est alors calculé de la façon suivante : 20 log(Vs/Ve).
  2. 10(3/20) ≈ 2(1/2)
  3. (en) Albert Paul Malvino, David J. Bates, Electronic principles, McGraw-Hill Science, 2006 (ISBN 0073222771 et ISBN 0071108467), p. 563-577 
  4. Cela n'est valable uniquement si l'entrée et la sortie sont adpatées en impédance
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