Dämpfung

Was ist Dämpfung?

Dämpfung ist ein allgemeiner Begriff, der sich auf jede 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.

Bei konventionellen Kabeln und Glasfaserkabeln wird die Dämpfung in Dezibel pro Meter, Kilometer, Fuß, 1.000 Fuß oder Meile angegeben. Je geringer die Dämpfung pro Entfernungseinheit ist, desto effizienter ist das Kabel.

Wenn es notwendig ist, Signale über große Entfernungen per Kabel zu übertragen, können ein oder mehrere Repeater entlang der Kabellänge eingesetzt werden. Die Repeater verstärken das Signal, um die Dämpfung zu kompensieren. Dadurch wird die maximal erreichbare Kommunikationsreichweite erheblich vergrößert.

Dämpfung in Netzwerken

Dämpfung in Computernetzwerken ist der Verlust an Kommunikationssignalstärke, der in Dezibel (dB) gemessen wird. Mit zunehmender Dämpfung wird die Übertragung stärker beeinträchtigt.

Die Dämpfung tritt in Computernetzwerken aus folgenden Gründen auf:

• Reichweite: Über größere Entfernungen verlieren sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Übertragungen allmählich an Stärke.
• Interferenzen: Funkstörungen oder physische Hindernisse, wie zum Beispiel Wände, dämpfen die Kommunikationssignale in drahtlosen Netzwerken.
• Leitungsdicke: Dünnere Leitungen werden stärker gedämpft als dickere Leitungen in verkabelten Netzwerken.

Die Leitungsdämpfung in einem DSL-Netzwerk (Digital Subscriber Line) misst den Signalverlust zwischen dem Zugangspunkt eines DSL-Anbieters und einem Haus. Die Dämpfung ist in DSL-Netzwerken von entscheidender Bedeutung, denn wenn die Leitungsdämpfungswerte zu groß sind, können die Datenraten eingeschränkt sein, die ein Haushalt erzielen kann. 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 Ratenskalierung, mit der die Entfernung, über die sich drahtlose Geräte miteinander verbinden können, erhöht wird, um die Leistung des Netzwerks bei größeren Entfernungen zu verringern. Abhängig von der Übertragungsqualität der Leitung wird die maximale Datenrate der Verbindung durch die dynamische Ratenanpassung automatisch in festen Schritten nach oben oder unten geregelt.

Die Minimierung des Dämpfungsverlusts ist auch Glasfaseranwendungen 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 verringert, was zu einem Verlust des übertragenen Lichtsignals führt.

Dämpfung in anderen Kontexten

Die Bezeichnung Dämpfung wird auch in anderen Zusammenhängen als bei Computernetzwerken verwendet. So verwenden beispielsweise Tontechniker und Audiophile Dämpfungstechniken, um die Lautstärke zu steuern, wenn sie verschiedene Tonaufnahmen zusammenmischen.

Auch in der Radiologie wird der Begriff Dämpfung häufig verwendet, um die Eigenschaften einer anatomischen Struktur zu beschreiben, die auf einer Röntgenaufnahme dargestellt wird.

Wie man die Dämpfung misst

Das Maß der Dämpfung wird in der Regel in der Einheit Dezibel (dB) angegeben.

Wenn Ps die Signal-Leistung auf der Senderseite (Quelle) einer Kommunikations-Schaltung ist und Pd die auf der Empfängerseite (Ziel), dann gilt Ps > Pd. Die Dämpfung Ap in Dezibel ergibt sich aus folgender Formel:

Ap = 10 log10(Ps/Pd)

Dämpfung kann auch als Spannung ausgedrückt werden. Wenn Av die Spannungs-Dämpfung in Dezibel ist, Vs die Quellen-Signalspannung und Vd die Ziel-Signalspannung, dann gilt:

Av = 20 log10(Vs/Vd)

Wie man die Signalstärke erhöht, um eine Abschwächung zu verhindern

Eine der Techniken, die zur Erhöhung der Signalstärke eingesetzt werden kann, um eine Dämpfung zu verhindern, ist die Verstärkung.

Bei der Signalverstärkung wird die Stärke eines Leitungssignals durch eine von mehreren technischen Methoden elektrisch erhöht. 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 integriert einen Signalverstärker in seine Schaltung und fungiert als Vermittler zwischen zwei Nachrichtenendpunkten. Der Repeater empfängt die 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 zur Signalverstärkung.