A csillapítás egy általános kifejezés, amely a jel erősségének bármilyen csökkenésére utal. A csillapítás bármilyen típusú jelnél előfordul, legyen az digitális vagy analóg. Néha veszteségnek is nevezik, a csillapítás a nagy távolságokon történő jelátvitel természetes következménye.
A hagyományos és az optikai kábelekben a csillapítást lábonként, 1000 lábonként, kilométerenként vagy mérföldenként megadott decibelek számában adják meg. Minél kisebb az egységnyi távolságra jutó csillapítás, annál hatékonyabb a kábel.
Ha a jeleket nagy távolságokra kell kábelen keresztül továbbítani, a kábel hosszában egy vagy több átjátszót lehet elhelyezni. Az ismétlők a csillapítás leküzdése érdekében növelik a jelerősséget. Ez nagymértékben növeli a kommunikáció maximálisan elérhető hatótávolságát.
A csillapítás a hálózatépítésben
A csillapítás a számítógépes hálózatépítésben a kommunikációs jelerősség csökkenése, amelyet decibelben (dB) mérnek. A csillapítás mértékének növekedésével az átvitel, például egy felhasználó által elküldeni kívánt e-mail vagy egy telefonhívás, egyre torzabbá válik.
A csillapítás a számítógépes hálózatokban a következők miatt fordul elő:
- Távolság – nagyobb távolságokon mind a vezetékes, mind a vezeték nélküli átvitel fokozatosan veszít erejéből
- Zavarás – rádiózavar vagy fizikai akadályok, például falak, a vezeték nélküli hálózatok kommunikációs jeleinek csillapítása
- Vezetékméret – a vékonyabb vezetékek nagyobb csillapítást szenvednek el, mint a vezetékes hálózatok vastagabb vezetékei
A vezeték csillapítása a digitális előfizetői vonal (DSL) hálózatán például a DSL-szolgáltató hozzáférési pontja és az otthon közötti jelveszteséget méri. A DSL-hálózatoknál a csillapítás kritikus jelentőségű, mert ha a vonalcsillapítási értékek túl nagyok, akkor a háztartás által elérhető adatátviteli sebességek korlátozódhatnak. A DSL-kapcsolat vonalcsillapítási értékei általában 5 dB és 50 dB között vannak – minél alacsonyabbak az értékek, annál jobb.
A Wi-Fi támogatja az úgynevezett dinamikus sebességskálázást, amely növeli a vezeték nélküli eszközök egymáshoz csatlakoztatható távolságát, cserébe a nagyobb távolságokon alacsonyabb hálózati teljesítményért cserébe. A vonal átviteli minőségétől függően a dinamikus sebességskálázás automatikusan, meghatározott lépésekben szabályozza felfelé vagy lefelé a kapcsolat maximális adatátviteli sebességét.
A csillapítás más összefüggésekben
A csillapítás szót a számítógépes hálózatokon kívül más összefüggésekben is használják. Például a hangkeverők és audiofilek használhatnak csillapítási technikákat a hangszintek kezelésére, amikor különböző hangfelvételeket kevernek össze.
A csillapítást a radiológia területén is gyakran használják a röntgenfelvételen ábrázolt anatómiai struktúra jellemzőinek tárgyalására.
A sörfőzésben a csillapítás a cukrok alkoholrá és szén-dioxiddá történő átalakításának folyamatára utal az erjedés során. Minél nagyobb a csillapítás, annál több cukor alakult át alkohollá. Ha egy sör nagyobb csillapítású, akkor szárazabb és alkoholosabb, mint egy kevésbé csillapított sör.
A csillapítás jelentősége
A csillapítás fontos a távközlésben és az ultrahangos alkalmazásokban, mert a távolság függvényében meghatározó a jelerősség meghatározása szempontjából. A csillapítási veszteség minimalizálása fontos a mikrohullámú, vezeték nélküli és cellás alkalmazásokban, mert egy optikai adatkapcsolat helyes működéséhez az kell, hogy a modulált fény elegendő teljesítményben érje el a vevőt a helyes demodulációhoz. Ez a teljesítmény a csillapítás révén csökken, ami a továbbított fényjel veszteségét eredményezi.
Hogyan mérjük a csillapítást
A csillapítás mértékét általában decibelnek (dBs) nevezett egységekben fejezik ki.
Ha Ps a jel teljesítménye egy kommunikációs áramkör adó végén (forrás) és Pd a jel teljesítménye a vevő végén (cél), akkor Ps > Pd. Az Ap teljesítménycsillapítás decibelben kifejezve a következő képlettel adható meg:
Ap = 10 log10(Ps/Pd)
A csillapítás feszültségben is kifejezhető. Ha Av a feszültség csillapítása decibelben, Vs a forrásjel feszültsége és Vdis a céljel feszültsége, akkor:
Av = 20 log10(Vs/Vd)
Hogyan növelhetjük a jel erősségét a csillapítás megelőzése érdekében
Az egyik technika, amellyel növelhetjük a jel erősségét a csillapítás megelőzése érdekében, az erősítés.
A jelerősítés a vonaljel erősségének elektromos úton történő növelése többféle technikai módszerrel. A számítógépes hálózatokon az erősítés jellemzően magában foglalja a zajcsökkentő logikát, hogy megakadályozza, hogy a mögöttes üzenetadatok a folyamat során sérüljenek.
A hálózati átjátszó eszköz jelerősítőt integrál az áramkörébe, és közvetítőként működik két üzenet végpontja között. Az átjátszó fogadja az adatokat az eredeti feladótól (vagy más upstream átjátszótól), feldolgozza azokat az erősítőn keresztül, majd az erősebb jelet továbbítja a végső célállomásra. Az átjátszók mellett az irányított antennák és más antenna-fejlesztések is jól működnek a jelek erősítésére.