대역폭 bandwidth

대역폭은 어떠한 특정 역할을 실행할 수 있는 주파수의 범위다. 단위는 헤르츠(Hz)를 사용한다. 대역폭은 정보 이론, 무선 통신, 신호 처리, 분광학 등 여러 분야에서 필수 기초적인 요소이며 그래므로 중요한 개념으로 다뤄진다.

 

 

셰논 하틀리(Shannon-Hartley) 이론에 따르면, 통신에서 자료를 전달할 때, 전송률(data rate)의 신뢰성은 통신을 위해 사용된 신호의 주파수 범위와 관련도가 매우 높다. 이 때 주파수 범위를 대역폭이라고 하며 그러므로 대역폭이 넓을수록 데이터 전송의 신뢰성이 높다고 할 수 있다.

 

이 때, 대역폭이라는 용어는 통신 시스템의 자료 전송율 또는 주파수 범위(또는 둘 다)를 의미한다. 즉, 무선 통신에서는 변조된 반송파(carrier wave)가 차지하는 주파수 범대역폭이라고 한다. 대역폭은 운영자가 선택하여 일정하게 할당할 수 있다. 하지만, 무선 대역폭 자원은 공유할 수 없으므로 고유한 영역에 대해 특정한 분배 법칙을 따른다.

 

 

대역폭은 다양한 분야에서 사용되는 용어이기 때문에 한 가지로만 정의할 수 없는 개념이다. 특별히 주파수 영역에서의 특정한 기능이 얼마나 넓은 범위 안에서 제대로 동작하는지를 나타내는 모호한 개념으로 파악할 수 있다.

 

하지만 다른 산업/과학 영역에서는 또다른 구체적이고 명확한 개념으로 정의되기도 한다.

시스템, 필터, 신호들은 모두 대역폭을 가지고 있으며 특히 필터의 경우에는 대역폭이 있어야만 그 개념이 성립될 수 있다.

 

 

시스템, 필터, 신호가 동작하는 주파수의 범위를 대역폭이라고 하며, 특정한 영역내에서만 동작할 수 있다고 정의할 수 있다. 대역폭은 절대주파수를 말하는 것이 아니라 단지 주파수의 점유범위를 나타낸다.

 

예를 들면, 500kHz~5,000kHz의 영역은 4,500kHz의 대역폭(Bandwidth)를 가지고 있다고 표현할 수 있다.