Todos os canais de transmissão de qualquer interesse prático tem uma largura de banda de frequência limitada. As limitações surgem das propriedades físicas do canal ou de limitações deliberadas na largura de banda para evitar interferência de outras fontes. Principalmente por razões econômicas, a maioria dos sistemas de comunicação de dados busca maximizar a quantidade de dados que pode ser enviada em um canal.

Claude Shannon elaborou uma fórmula para provar que a capacidade máxima de um canal ideal, cujas deficiências se limitam à largura de banda finita e ao ruído distribuído de forma aleatória sobre esta largura de banda finita:

C = H * log 2 [ 1 + ( S/ N )]

Onde: C = capacidade em bits/segundo; S = potência em watts do sinal através do canal; N = potência em watts do ruído de saída do canal; H = largura de banda do canal (Hz)

Atenuação e ganho

Um circuito elétrico pode apresentar uma atenuação ou ganho no sinal. A atenuação é quando a potência do sinal de entrada é maior que a do sinal de saída. Ganho é o inverso. A relação logarítmica entre as potências de um sinal (entrada e saída) é expressa em “Bell” (B), e na prática utiliza-se o decibel (dB):

Atenuação ou ganho = 10 log (potência de saída / potência de entrada)