Abschwächung ist ein allgemeiner Begriff, der sich auf eine Verringerung der Stärke eines Signals bezieht. Dämpfung tritt bei jeder Art von Signal auf, ob digital oder analog. Manchmal auch als Verlust bezeichnet, ist die Dämpfung eine natürliche Folge der Signalübertragung über große Entfernungen.
In konventionellen und Glasfaserkabeln wird die Dämpfung in Dezibel pro Fuß, 1000 Fuß, Kilometer oder Meile angegeben. Je geringer die Dämpfung pro Entfernungseinheit ist, desto effizienter ist das Kabel.
Wenn es erforderlich ist, Signale über große Entfernungen per Kabel zu übertragen, können ein oder mehrere Repeater entlang der Kabellänge eingesetzt werden. Die Repeater verstärken die Signalstärke, um Dämpfungen zu überwinden. Dadurch wird die maximal erreichbare Kommunikationsreichweite erheblich vergrößert.
Dämpfung in Netzwerken
Die Dämpfung in Computernetzwerken ist der Verlust an Kommunikationssignalstärke, der in Dezibel (dB) gemessen wird. Mit zunehmender Dämpfung wird die Übertragung, z. B. eine E-Mail, die ein Benutzer zu senden versucht, oder ein Telefonanruf, stärker verzerrt.
Die Dämpfung tritt in Computernetzwerken auf aufgrund von:
- Reichweite – über größere Entfernungen verlieren sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Übertragungen allmählich an Stärke
- Störungen – Funkstörungen oder physische Hindernisse, wie Wände, dämpfen Kommunikationssignale in drahtlosen Netzen
- Drahtstärke – dünnere Drähte werden stärker gedämpft als dickere Drähte in drahtgebundenen Netzen
Die Leitungsdämpfung in einem DSL-Netz (Digital Subscriber Line) misst den Signalverlust zwischen dem Zugangspunkt eines DSL-Anbieters und einer Wohnung. Die Dämpfung ist in DSL-Netzen von entscheidender Bedeutung, denn wenn die Leitungsdämpfungswerte zu groß sind, können die Datenraten, die ein Haushalt erhalten kann, eingeschränkt sein. Die Werte für die Leitungsdämpfung bei einer DSL-Verbindung liegen in der Regel zwischen 5 dB und 50 dB – je niedriger die Werte, desto besser.
Wi-Fi unterstützt die so genannte dynamische Ratenanpassung, die die Entfernung, über die drahtlose Geräte miteinander verbunden werden können, im Austausch für eine geringere Netzwerkleistung bei größeren Entfernungen erhöht. Abhängig von der Übertragungsqualität der Leitung regelt die dynamische Ratenanpassung die maximale Datenrate der Verbindung automatisch in festen Schritten nach oben oder unten.
Dämpfung in anderen Zusammenhängen
Das Wort „Dämpfung“ wird auch in anderen Zusammenhängen als der Computervernetzung verwendet. Zum Beispiel können Tontechniker und Audiophile Dämpfungstechniken verwenden, um den Schallpegel zu steuern, wenn sie verschiedene Tonaufnahmen zusammenmischen.
Die Dämpfung wird auch häufig in der Radiologie verwendet, um die Eigenschaften einer anatomischen Struktur zu beschreiben, die in einer Röntgenaufnahme dargestellt wird.
In der Brauerei bezieht sich die Dämpfung auf den Prozess der Umwandlung von Zucker in Alkohol und Kohlendioxid durch Gärung. Je größer die Vergärung ist, desto mehr Zucker wurde in Alkohol umgewandelt. Ist ein Bier stärker gedämpft, so ist es trockener und alkoholhaltiger als ein Bier, das weniger gedämpft ist.
Die Bedeutung der Dämpfung
Die Dämpfung ist in der Telekommunikation und bei Ultraschallanwendungen wichtig, da sie entscheidend für die Bestimmung der Signalstärke in Abhängigkeit von der Entfernung ist. Die Minimierung des Dämpfungsverlustes ist bei Mikrowellen-, Drahtlos- und Mobilfunkanwendungen wichtig, da die korrekte Funktion einer optischen Datenverbindung davon abhängt, dass das modulierte Licht den Empfänger mit genügend Leistung erreicht, um korrekt demoduliert zu werden. Diese Leistung wird durch Dämpfung reduziert, was zu einem Verlust des übertragenen Lichtsignals führt.
Wie misst man Dämpfung
Das Ausmaß der Dämpfung wird gewöhnlich in Einheiten ausgedrückt, die als Dezibel (dB) bezeichnet werden.
Wenn Ps die Signalleistung am sendenden Ende (Quelle) eines Kommunikationskreises ist und Pd die Signalleistung am empfangenden Ende (Ziel), dann ist Ps > Pd. Die Leistungsdämpfung Ap in Dezibel ergibt sich aus der Formel:
Ap = 10 log10(Ps/Pd)
Die Dämpfung kann auch in Form von Spannung ausgedrückt werden. Wenn Av die Spannungsdämpfung in Dezibel, Vs die Quellensignalspannung und Vd die Zielsignalspannung ist, dann gilt:
Av = 20 log10(Vs/Vd)
Wie kann man die Signalstärke erhöhen, um eine Dämpfung zu verhindern
Eine der Techniken, die zur Erhöhung der Signalstärke verwendet werden können, um eine Dämpfung zu verhindern, ist die Verstärkung.
Die Signalverstärkung erhöht elektrisch die Stärke eines Leitungssignals durch eine von mehreren technischen Methoden. In Computernetzwerken umfasst die Verstärkung in der Regel eine Logik zur Rauschunterdrückung, um zu verhindern, dass die zugrunde liegenden Nachrichtendaten während des Prozesses verfälscht werden.
Ein Netzwerk-Repeater-Gerät integriert einen Signalverstärker in seine Schaltung und fungiert als Vermittler zwischen zwei Nachrichtenendpunkten. Der Repeater empfängt Daten vom ursprünglichen Absender (oder einem anderen vorgeschalteten Repeater), verarbeitet sie durch den Verstärker und sendet dann das stärkere Signal weiter an sein endgültiges Ziel. Neben Repeatern eignen sich auch Richtantennen und andere Antennenaufrüstungen gut zur Signalverstärkung.