Lebar pita (bahasa Inggris: bandwidth) memiliki dua pengertian utama dalam bidang teknologi informasi dan komunikasi:
- Dalam konteks pengolahan sinyal, elektronika, dan teori telekomunikasi, lebar pita adalah selisih antara frekuensi batas atas dan frekuensi batas bawah dalam suatu rentang pita frekuensi kontinu yang diukur dalam satuan Hertz (Hz).
- Dalam konteks ilmu komputasi dan jaringan komputer, lebar pita mengacu pada laju transfer data maksimum yang dapat dialirkan melalui jalur komunikasi digital dalam kurun waktu tertentu, biasanya diukur dalam satuan bit per detik (bit/s atau bps) beserta kelipatannya (seperti Mbit/s atau Gbit/s).[1]
Kapasitas laju bit data digital yang dapat ditransmisikan melalui suatu saluran fisik secara fundamental dibatasi oleh lebar pita sinyal analognya (dalam Hertz) serta tingkat derau (noise) saluran, sebagaimana dirumuskan dalam teorema Shannon–Hartley.
Lebar pita dalam pemrosesan sinyal (Hertz)
Lebar pita dalam pengertian aslinya mengukur bentang spektrum frekuensi yang ditempati atau dilewati oleh suatu sinyal. Sebagai contoh, saluran percakapan telepon tradisional memiliki lebar pita nominal sekitar 3.000 Hz (rentang antara 300 Hz hingga 3.300 Hz), sementara siaran televisi analog memerlukan lebar pita sekitar 6 hingga 8 MHz per kanal.
Secara umum, lebar pita frekuensi terbagi menjadi:
- Lebar pita pita basis (baseband bandwidth): Rentang frekuensi sinyal yang mencakup frekuensi nol (arus searah/DC) hingga frekuensi batas atas tertentu.
- Lebar pita pita lolos (passband bandwidth): Selisih antara frekuensi batas atas dan frekuensi batas bawah dari sebuah sinyal termodulasi frekuensi tinggi atau penapis lolos-pita (band-pass filter).
Karakteristik penting dari lebar pita spektral adalah bahwa pita frekuensi dengan lebar nominal yang sama dapat membawa jumlah informasi teoretis yang identik, terlepas dari letak pita tersebut pada spektrum elektromagnetik (misalnya pita 3 kHz pada frekuensi audio memiliki kapasitas data potensial yang sama dengan pita 3 kHz yang dimodulasikan ke gelombang mikro, dengan asumsi rasio sinyal terhadap derau seimbang).
Lebar pita titik 3 dB
Dalam desain sirkuit elektronik dan penapis (filter), lebar pita sinyal paling sering didefinisikan sebagai **lebar pita 3 dB**, yaitu rentang frekuensi di mana kerapatan daya sinyal tidak turun lebih dari 3 desibel (dB) dari nilai puncak maksimumnya (dikenal sebagai titik daya setengah atau sekitar 70,7% dari amplitudo puncak):[2]
-
B
=
Δ
f
=
f
H
−
f
L
{\displaystyle B=\Delta f=f_{\mathrm {H} }-f_{\mathrm {L} }}
di mana
f
H
{\displaystyle f_{\mathrm {H} }}
Lebar pita relatif
Dalam perancangan sirkuit gelombang mikro dan antena, membuat perangkat dengan lebar pita absolut tertentu jauh lebih mudah pada frekuensi tinggi dibanding frekuensi rendah. Oleh karena itu, digunakan ukuran lebar pita relatif:
- Lebar pita fraksional (fractional bandwidth): Lebar pita absolut dibagi dengan frekuensi tengah (
f
C
{\displaystyle f_{\mathrm {C} }}
):
-
B
F
=
f
H
−
f
L
f
C
{\displaystyle B_{\mathrm {F} }={\frac {f_{\mathrm {H} }-f_{\mathrm {L} }}{f_{\mathrm {C} }}}}
- Lebar pita rasio (ratio bandwidth): Rasio perbandingan antara batas frekuensi atas dan bawah:
-
B
R
=
f
H
f
L
{\displaystyle B_{\mathrm {R} }={\frac {f_{\mathrm {H} }}{f_{\mathrm {L} }}}}
Lebar pita dalam komputasi dan jaringan (bit/detik)
Dalam jaringan komputer, istilah lebar pita sering digunakan secara sinonim dengan kapasitas saluran komunikasi data digital.[3]
Kapasitas versus laju keluaran (Throughput dan Goodput)
Terdapat perbedaan penting antara lebar pita saluran nominal dengan kinerja transfer data riil:
- Kapasitas saluran: Batas kecepatan data puncak teoretis yang dapat dialirkan oleh media perantara fisik (misalnya kabel serat optik atau tembaga).
- Laju keluaran (Throughput): Laju data nyata rata-rata yang berhasil terkirim melalui media jaringan dalam rentang waktu observasi.
- Data bersih (Goodput): Laju data aplikasi berguna yang berhasil diterima, tidak termasuk overhead protokol, enkripsi, dan paket transmisi ulang akibat distorsi atau tabrakan data.
Sebagai contoh, koneksi jaringan berkecepatan 100 Mbit/s mungkin hanya memberikan laju keluaran efektif sekitar 80–90 Mbit/s akibat *overhead* protokol jaringan seperti TCP dan IP.
Kompresi data multimedia
Karena ukuran data berkas audio dan video digital mentah (tanpa kompresi) membutuhkan lebar pita transmisi yang teramat besar, teknik kompresi data mutlak diperlukan untuk memungkinkan layanan multimedia seperti penyiaran daring (streaming) dan telekonferensi video.
Teknik kompresi yang paling banyak digunakan untuk penghematan lebar pita media digital adalah transformasi kosinus diskret (discrete cosine transform / DCT) yang dirintis oleh Nasir Ahmed pada awal dekade 1970-an.[4] Kompresi DCT menjadi fondasi format gambar JPEG serta standar kompresi video MPEG, H.264, dan HEVC, memangkas kebutuhan lebar pita hingga rasio 100:1 dibanding sinyal video mentah.[5]
Alokasi dan manajemen lebar pita
Alokasi atau reservasi lebar pita adalah proses manajemen jaringan untuk menjatah kapasitas lebar pita bagi pemakai dan aplikasi secara terarah. Metode ini menerapkan pengaturan prioritas (Quality of Service/QoS) terhadap aliran data yang sensitif terhadap jeda waktu (seperti VoIP dan permainan daring langsung) di atas aliran data berprioritas rendah (seperti pengunduhan berkas latar belakang). Apabila jaringan mengalami kepadatan, mekanisme pembatasan (bandwidth throttling atau traffic shaping) dapat menunda paket sekunder sehingga aplikasi penting tetap beroperasi tanpa hambatan latensi.
Penghostingan web (Web hosting)
Dalam industri penghostingan web, istilah "lebar pita bulanan" lazim dipakai secara komersial untuk menyatakan kuota total volume transfer data (dalam gigabita atau terabita per bulan) antara peladen situs web dengan komputer pengunjung.[6] Jika kuota transfer data tersebut habis dalam bulan berjalan, situs web dapat mengalami penghentian akses sementara hingga siklus penagihan berikutnya dimulai.
Perbandingan kecepatan teknologi antarmuka
Daftar berikut merangkum laju transfer data fisik maksimum dari berbagai teknologi koneksi internet dan bus data komputer:
| Laju data maksimum | Jenis koneksi / antarmuka |
|---|---|
| 56 kbit/s | Modem kabel telepon dial-up (V.90) |
| 1,544 Mbit/s | Saluran T1 / DS1 |
| 2,048 Mbit/s | Saluran E1 |
| 10 Mbit/s | Ethernet standar (10BASE-T) |
| 11 Mbit/s | Wi-Fi IEEE 802.11b |
| 24 Mbit/s | ADSL2+ |
| 54 Mbit/s | Wi-Fi IEEE 802.11g |
| 100 Mbit/s | Fast Ethernet (100BASE-TX) |
| 600 Mbit/s | Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) |
| 1 Gbit/s | Gigabit Ethernet (1000BASE-T) |
| 3,5 Gbit/s | Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) |
| 5 Gbit/s | USB 3.0 (SuperSpeed USB) |
| 10 Gbit/s | 10 Gigabit Ethernet / USB 3.2 Gen 2 |
| 40 Gbit/s | Thunderbolt 3 / Thunderbolt 4 |
| 100 Gbit/s | 100 Gigabit Ethernet |
| 120 Gbit/s | Thunderbolt 5 (mode akselerasi video) |
Hukum Edholm
Hukum Edholm, yang dikemukakan oleh Phil Edholm pada tahun 2004, menyatakan bahwa lebar pita jaringan telekomunikasi berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah tren historis yang terbukti konsisten sejak dekade 1970-an.[7] Peningkatan eksponensial ini terjadi secara selaras pada jaringan kabel internet, jaringan nirkabel seluler, serta jaringan area lokal nirkabel (Wi-Fi).
Faktor kunci yang memungkinkan lonjakan lebar pita ini adalah penyusutan litografi transistor efek medan semikonduktor logam-oksida (MOSFET).[8] Sebagaimana hukum Moore yang melipatgandakan jumlah transistor pada keping sirkuit terpadu setiap dua tahun, penskalaan sirkuit silikon memungkinkan pemrosesan frekuensi radio yang jauh lebih tinggi dan algoritma modulasi digital yang kian padat.
Lihat pula
Referensi
- ↑ Comer, Douglas (2008). Computer Networks and Internets (dalam bahasa Inggris). Prentice Hall. hlm. 99. ISBN 978-0-13-606127-4.
- ↑ Van Valkenburg, M. E. (1974). Network Analysis (dalam bahasa Inggris) (Edisi 3rd). Prentice-Hall. hlm. 383–384. ISBN 0-13-611095-9.
- ↑ Forouzan, Behrouz A. (2007). Data Communications and Networking (dalam bahasa Inggris). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-296775-3.
- ↑ Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao". Reprints from the Early Days of Information Sciences (dalam bahasa Inggris). 60.
- ↑ Lea, William (1994). Video on demand: Research Paper 94/68 (dalam bahasa Inggris). House of Commons Library.
- ↑ Low, Jerry (2022-03-27). "How Much Hosting Bandwidth Do I Need For My Website?". WHSR (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2026-09-24.
- ↑ Cherry, Steven (2004). "Edholm's law of bandwidth". IEEE Spectrum (dalam bahasa Inggris). 41 (7): 58–60. doi:10.1109/MSPEC.2004.1309810.
- ↑ Jindal, Renuka P. (2009). From millibits to terabits per second and beyond - over 60 years of innovation (dalam bahasa Inggris). IEEE. hlm. 1–6. doi:10.1109/EDST.2009.5166093.
Pranala luar
Media terkait Bandwidth di Wikimedia Commons
