Dämpfung (englisch attenuation) bezeichnet den Verlust an Signalleistung, den ein elektrisches oder optisches Signal beim Durchlaufen eines Übertragungsmediums erleidet. Jedes reale Kabel, jede Leiterbahn und jede Glasfaser wandelt einen Teil der übertragenen Energie in Wärme um – am Ende der Leitung kommt deshalb weniger an, als vorne eingespeist wurde.
Ursachen der Dämpfung
- Ohmscher Widerstand: Der Leiterwiderstand der Kupferader setzt dem Strom einen Teil der Leistung in Wärme um.
- Skin-Effekt: Bei höherer Frequenz wird der Strom an die Leiteroberfläche verdrängt, der nutzbare Querschnitt schrumpft und der Widerstand steigt etwa mit der Wurzel aus der Frequenz.
- Dielektrische Verluste: Das Isolationsmaterial um den Leiter erwärmt sich im Wechselfeld und verschluckt zusätzlich Energie.
- Abstrahlung und Übersprechen: Ein Teil der Energie verlässt das Kabel als elektromagnetische Welle oder koppelt auf Nachbaradern über.
Die Dämpfung wächst daher mit der Kabellänge und meist mit der Frequenz: Ein Signal mit hoher Frequenz wird auf derselben Strecke stärker geschwächt als ein niederfrequentes. Gemessen wird der Verlust in Dezibel (dB), üblich sind Werte pro Länge wie dB pro 100 Meter oder dB pro Kilometer. Eng verwandt sind das Dämpfungsmaß als logarithmisches Verhältnis und die Leitungsdämpfung als konkreter Kennwert konkreter Kabel.
Folgen für die Datenübertragung
Ist die Dämpfung zu groß, kommt das Empfangssignal zu schwach oder zu verzerrt an: Das Signal-Rausch-Verhältnis sinkt, die Bitfehlerrate steigt und die nutzbare Kanalkapazität schrumpft. Deshalb begrenzen Standards die Kabellänge: Ethernet-Segmente aus Kupfer sind auf 100 Meter ausgelegt, weil darüber die Dämpfung die sichere Übertragung verhindert. Abhilfe schaffen Verstärker und Repeater, die das Signal zwischendurch wieder auffrischen, dickere Leiter, eine robustere Bandbreite-Planung oder der Wechsel auf Glasfaser mit deutlich geringerer Dämpfung.
Dämpfung ist nicht dasselbe wie Rauschen: Rauschen kommt als Störung von außen oder aus dem Empfänger hinzu, die Dämpfung schwächt dagegen das Nutzsignal selbst. Beide zusammen bestimmen, wie viel Nutzleistung am Ende relativ zur Störleistung übrig bleibt.
Verwandte Grundlagen: Abtastung, Kanalcodierung, Netzwerkpaket.