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Largura_de_Banda

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100-Largura de Banda

Visão Geral

Largura de banda (bandwidth) é um conceito fundamental em redes de computadores e telecomunicações que se refere à capacidade máxima de um canal de comunicação transmitir dados. Existem duas interpretações principais do termo:

  1. Largura de Banda Analógica: Em sistemas analógicos (como rádio - Meio_Físico_Rádio), refere-se à largura da faixa de frequência (medida em Hertz, Hz) que um sinal ocupa ou que um canal pode transmitir. É a diferença entre a frequência mais alta e a mais baixa do sinal ou canal.
  2. Largura de Banda Digital (Taxa de Transferência): Em sistemas digitais (o foco principal em redes de computadores), refere-se à taxa máxima na qual os dados podem ser transferidos através de um link ou rede, geralmente medida em bits por segundo (bps) e seus múltiplos (Kbps, Mbps, Gbps, Tbps). Esta é a interpretação mais comum no contexto de redes.

Embora relacionadas (maior largura de banda analógica geralmente permite maior taxa de transferência digital), não são a mesma coisa. A largura de banda digital representa a “capacidade do cano”, enquanto a taxa de transferência real (throughput) representa quantos dados realmente passam por ele em um determinado momento, podendo ser menor devido a fatores como latência, erros, congestionamento e overhead de protocolos.

Definição

  • Largura de Banda (Analógica): A faixa de frequências contida em um sinal ou que pode ser transmitida por um canal, medida em Hertz (Hz). Largura de Banda = Frequência Máxima - Frequência Mínima.
  • Largura de Banda (Digital) / Taxa de Transferência Máxima: A quantidade máxima de dados digitais que podem ser transmitidos por um canal de comunicação em um determinado período de tempo, medida em bits por segundo (bps).

Exemplos

  • Largura de Banda Analógica:
    • Um canal de voz telefônico tradicional tem uma largura de banda de aproximadamente 3.1 kHz (de 300 Hz a 3400 Hz).
    • Um canal de TV analógica ocupa cerca de 6 MHz de largura de banda no espectro de RF.
  • Largura de Banda Digital:
    • Conexão Ethernet 10BASE-T: 10 Mbps (Megabits por segundo).
    • Conexão Fast Ethernet 100BASE-TX: 100 Mbps.
    • Conexão Gigabit Ethernet 1000BASE-T: 1 Gbps (Gigabits por segundo).
    • Conexão Wi-Fi 802.11ac: Várias centenas de Mbps a mais de 1 Gbps (teórico).
    • Link de fibra óptica (Meio_Físico_Fibra_Óptica): De Gbps a Tbps (Terabits por segundo).
    • Conexão de Internet residencial: Anunciada como “500 Mbps”, “1 Gbps”, etc.

Características

  • Medida de Capacidade: Indica o potencial máximo de transmissão.
  • Unidades: Hz (analógica), bps (digital).
  • Dependente do Meio Físico: O tipo de meio (Meio_Físico) é um fator limitante primário (fibra > coaxial > par trançado > wireless, geralmente).
  • Dependente da Tecnologia: Os padrões e protocolos usados (Ethernet, Wi-Fi, DOCSIS, 5G) definem a largura de banda alcançável sobre um meio.
  • Fator de Desempenho Chave: Influencia diretamente a velocidade percebida das aplicações de rede.
  • Recurso Finito: A largura de banda total disponível em qualquer meio ou espectro é limitada.
  • Largura de Banda vs. Throughput: Largura de banda é a capacidade teórica máxima; throughput é a taxa de transferência real medida, que é frequentemente menor.

Vantagens (de Alta Largura de Banda)

  • Transferências Rápidas: Permite baixar/subir arquivos grandes rapidamente.
  • Melhor Experiência Multimídia: Suporta streaming de vídeo de alta definição (HD, 4K, 8K) sem buffering.
  • Suporte a Múltiplos Usuários/Dispositivos: Permite que mais usuários ou dispositivos usem a rede simultaneamente sem degradação significativa.
  • Melhor Desempenho de Aplicações: Aplicações que transferem muitos dados (jogos online, videoconferência, backup na nuvem) funcionam melhor.
  • Menor Congestionamento (Potencial): Reduz a probabilidade de gargalos na rede local ou no link de acesso.

Desvantagens (de Baixa Largura de Banda)

  • Transferências Lentas: Arquivos grandes demoram muito para baixar/subir.
  • Qualidade de Streaming Ruim: Vídeos podem travar (buffering) ou ter baixa resolução.
  • Desempenho Lento com Múltiplos Usuários: A rede fica lenta quando muitas pessoas a usam ao mesmo tempo.
  • Limitação de Aplicações: Algumas aplicações podem não funcionar adequadamente (ex: videoconferência HD).
  • Frustração do Usuário: Lentidão geral na navegação e uso de serviços online.

Seção Expandida: Fatores que Afetam o Throughput

Mesmo com alta largura de banda nominal, a taxa de transferência real (throughput) pode ser menor devido a:

  • Latência: O tempo de ida e volta do sinal (ping). Alta latência pode limitar o throughput, especialmente para protocolos como TCP que esperam confirmações.
  • Perda de Pacotes e Erros: Pacotes perdidos ou corrompidos precisam ser retransmitidos, consumindo largura de banda.
  • Congestionamento: Gargalos em qualquer ponto do caminho (switches locais, roteador doméstico, rede do ISP, servidores de destino) limitam a taxa.
  • Overhead de Protocolo: Cabeçalhos adicionados em cada camada (Ethernet, IP, TCP) consomem parte da largura de banda.
  • Limitações do Dispositivo: A capacidade de processamento do seu computador, roteador ou do servidor remoto pode ser o gargalo.
  • Meio Compartilhado (ex: Wi-Fi, Hubs): A largura de banda é dividida entre os usuários ativos.
  • Throttling pelo ISP: O provedor pode limitar sua velocidade (traffic shaping).

Notas Relacionadas

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