L’attenuazione è un termine generale che si riferisce a qualsiasi riduzione della forza di un segnale. L’attenuazione si verifica con qualsiasi tipo di segnale, sia digitale che analogico. A volte chiamata perdita, l’attenuazione è una conseguenza naturale della trasmissione del segnale su lunghe distanze.
Nei cavi convenzionali e in fibra ottica, l’attenuazione è specificata in termini di numero di decibel per piede, 1.000 piedi, chilometro o miglio. Minore è l’attenuazione per unità di distanza, più efficiente è il cavo.
Quando è necessario trasmettere segnali su lunghe distanze via cavo, uno o più ripetitori possono essere inseriti lungo la lunghezza del cavo. I ripetitori aumentano la forza del segnale per superare l’attenuazione. Questo aumenta notevolmente la portata massima raggiungibile della comunicazione.
Attenuazione nel networking
L’attenuazione nel networking dei computer è la perdita di forza del segnale di comunicazione che si misura in decibel (dB). Man mano che il tasso di attenuazione aumenta, la trasmissione, come un’e-mail che un utente sta cercando di inviare o una telefonata, diventa più distorta.
L’attenuazione si verifica sulle reti di computer a causa di:
- Range – su distanze più lunghe sia le trasmissioni cablate che quelle wireless dissipano gradualmente la loro forza
- Interferenza – interferenze radio o ostruzioni fisiche, come i muri, smorzano i segnali di comunicazione sulle reti wireless
- Dimensioni dei fili – i fili più sottili soffrono di una maggiore attenuazione rispetto ai fili più spessi sulle reti cablate
L’attenuazione della linea su una rete DSL (digital subscriber line) misura la perdita di segnale tra il punto di accesso di un provider DSL e una casa, per esempio. L’attenuazione è critica sulle reti DSL perché se i valori di attenuazione della linea sono troppo grandi, la velocità dei dati che una famiglia può ottenere può essere limitata. I valori per l’attenuazione della linea su una connessione DSL sono tipicamente tra 5 dB e 50 dB – più bassi sono i valori, meglio è.
Wi-Fi supporta quello che viene chiamato dynamic rate scaling che migliora la distanza a cui i dispositivi wireless possono connettersi tra loro in cambio di prestazioni di rete inferiori alle distanze maggiori. A seconda della qualità di trasmissione della linea, il dynamic rate scaling regola automaticamente la massima velocità di trasmissione dati della connessione verso l’alto o verso il basso in incrementi fissi.
Attenuazione in altri contesti
La parola “attenuazione” è usata anche in contesti diversi dalla rete di computer. Per esempio, i miscelatori di suoni e gli audiofili possono usare tecniche di attenuazione per gestire i livelli sonori quando fondono insieme diverse registrazioni audio.
L’attenuazione è anche frequentemente usata in radiologia per discutere le caratteristiche di una struttura anatomica rappresentata in una radiografia.
Nella produzione della birra, l’attenuazione si riferisce al processo di conversione degli zuccheri in alcol e anidride carbonica attraverso la fermentazione. Maggiore è l’attenuazione, più zucchero è stato convertito in alcol. Se una birra è più attenuata, allora è più secca e più alcolica di una birra che è meno attenuata.
L’importanza dell’attenuazione
L’attenuazione è importante nelle telecomunicazioni e nelle applicazioni ad ultrasuoni perché è fondamentale per determinare la forza del segnale in funzione della distanza. Minimizzare la perdita di attenuazione è importante nelle applicazioni a microonde, wireless e cellulari perché per funzionare correttamente un collegamento dati ottico dipende dalla luce modulata che raggiunge il ricevitore con sufficiente potenza per essere correttamente demodulata. Questa potenza si riduce attraverso l’attenuazione, con conseguente perdita del segnale luminoso che viene trasmesso.
Come misurare l’attenuazione
Il grado di attenuazione è solitamente espresso in unità chiamate decibel (dBs).
Se Ps è la potenza del segnale all’estremità di trasmissione (sorgente) di un circuito di comunicazione e Pd è la potenza del segnale all’estremità di ricezione (destinazione), allora Ps > Pd. L’attenuazione di potenza Ap in decibel è data dalla formula:
Ap = 10 log10(Ps/Pd)
L’attenuazione può anche essere espressa in termini di tensione. Se Av è l’attenuazione della tensione in decibel, Vs è la tensione del segnale sorgente, e Vdis la tensione del segnale di destinazione, allora:
Av = 20 log10(Vs/Vd)
Come aumentare la forza del segnale per prevenire l’attenuazione
Una delle tecniche che possono essere usate per aumentare la forza del segnale per prevenire l’attenuazione è l’amplificazione.
L’amplificazione del segnale aumenta elettricamente la forza di un segnale di linea con uno dei diversi metodi tecnici. Tipicamente, sulle reti di computer, l’amplificazione include la logica per la riduzione del rumore per evitare che i dati del messaggio sottostante vengano corrotti nel processo.
Un dispositivo ripetitore di rete integra un amplificatore di segnale nel suo circuito, agendo come un intermediario tra due punti finali del messaggio. Il ripetitore riceve i dati dal mittente originale (o da un altro ripetitore a monte), li elabora attraverso l’amplificatore e poi trasmette il segnale più forte alla sua destinazione finale. Oltre ai ripetitori, anche le antenne direzionali e altri aggiornamenti dell’antenna funzionano bene per potenziare i segnali.