Shannon: Semua Ada Batasnya

Dari artikel-artikel sebelumnya tampaknya mudah saja kita mendapatkan efisiensi transmisi.

Terlihat bahwa 256QAM sangat efisien. Dimana 1 Hz bisa mengangkut 8 bit. Disini terlihat 256 = 2^8.

Nah bagaimana kalau ditemukan modulasi-modulasi baru? Misal 2^1000-QAM.

Kalau modulasi ini ada maka 1000 bit bisa diangkut 1 Hz.

Apakah bisa?

Jika tidak bisa, maka batasnya berapa?

Shannon punya teori.

Shannon menjawab tidak bisa.

Karena menurut Shannon modulasi itu ada batasnya dimana ditentukan juga oleh SNR yang dibutuhkan oleh Receiver. Bisa saja kita pakai modulasi yang tinggi. Tapi ini membutuhkan SNR yang sangat besar. Artinya power transmit dibesarkan (dengan membesakan Power Amplifier dan Antenna disisi Transmit) dan membesarkan Antena di sisi Receiver.

Secara fisika bisa dibuat, walau pasti sangat-sangat mahal.

Namun ITU-T telah mengekang besarnya power Transmit yaitu: maksimal 20 dBm. Dan diasumsikan noise floor -90 dBm. Artinya SNR = 20 - (-90) = 110 dB. Dan ITU juga menetapkan lebar channel adalah 20 MHz, dan saat ini bonding terbesar 8 channel alias 160 MHz.

Rumus Shannon:

C = B x log2 (1 + S/N)                  ......... [1]           
C = B x log2 (1 + 10^(SNR/10)    ......... [2]

C : bps
B : Hz
S : Power Signal (Watt)
N: Power Noise (Watt)
SNR: dB

Diketahui dari persoalan diatas (sesuai batas ITU):
B = 160 MHz
SNR = 110 dB

C (Mbps) = 160 x log2 (1+10^(110/10)) = 5847 Mbps = 5, 85 Gbps.

Dengan batasan lebar pita 160 MHz dan SNR 110 dB maka maksimal yang bisa di transmisikan adalah 5,85 Gbps.

Jika di lihat pada tabel WiFi AC dengan teknologi 4x4 MIMO, 256 QAM, 5/6 FEC dan Guard Interval 40 ns maksimal mampu mengangkut 3,47 Gbps, maka sebenarnya masih terdapat ruang buat RND menemukan teknologi kompresi terbaru sampai limit Shanno dicapai 5,85 Gbps.