Tłumienność

Tłumienność – jeden z podstawowych parametrów opisujących zdolność danego łącza do realizacji transmisji (kabel, światłowód, łącze bezprzewodowe). Łącza tłumią sygnał z kilku powodów: – szumów termicznych, – rozpraszania sygnału na zaburzeniach struktury materiału, – przeników i przesłuchów (przy łączach miedzianych), – pojemności i indukcyjności pasożytniczych (przy łączach miedzianych).

Wielkość tłumienia określa spadek mocy sygnału przepływającego przez łącze transmisyjne. Wartość wyznaczana jest jako logarytm stosunku mocy sygnału na wyjściu do mocy sygnału na wejściu.

$10 \cdot \log \frac{P}{P_0}$ – dla mocy,

$20 \cdot \log \frac{A}{A_0}$ – dla napięcia i prądu.

Wartość 10 przed logarytmem (dla mocy) bierze się stąd, że wynik podaje się dB (czyt. decybelach). Z kolei 20 (dla prądu i napięcia) bierze się stąd, że moc wyrażona jest wzorem

$P=U \cdot I$

W skali logarytmicznej musi być określony pewien poziom odniesienia. Poziom odniesienia dla mocy określany jest w oparciu o pewną stałą rezystancję R. Korzystając z prawa Ohma moc można obliczyć ze wzoru:

$P=\frac{U^2}{R}=I^2 \cdot R$

Po zlogarytmowaniu, we wzorze na tłumienność amplitudową pojawi się czynnik 2.

Tłumienność w łączach światłowodowych

Kable światłowodowe na przełomie wieków były ulepszane w celu zmniejszenia ich tłumienności, zniwelowaniu niekorzystnych zjawisk takich jak – dyspersja, czy też wyeliminowanie problemów z połączeniem dwóch kabli światłowodowych.

Dla kabli światłowodowych z kwarcu (szklanych) wyróżniamy 3 optymalne długości fal dla których tłumienność włókna światłowodowego jest mała. Te 3 okna transmisyjne były wykorzystywane i wdrażane jedno po drugim – z powodu trudności technologicznych.

I okno transmisyjne

Było powszechnie wykorzystywane od początku istnienia techniki światłowodowej. Tłumienność na długości fal 0,85 μm, dość wysoka 1–2 dB/km. Zaletą tego okna transmisyjnego są stosunkowo tanie emitery i odbiorniki. Bez regeneracji sygnał może być transmitowany na odległość kilkunastu kilometrów.

II okno transmisyjne

Zostało wprowadzone około 1995 roku. Tłumienność na długości fal 1,3 μm to około 0,5 dB/km. Efektywny zasięg transmisji bez regeneracji to około 50 km.

III okno transmisyjne

Zostało wprowadzone do użytku na przełomie XX i XXI wieku. Dla długości fal 1,55 μm, tłumienność ma wartość od ok. 0,2 dB/km, zasięg do 200 km, a przy bardzo dobrym doborze włókien zasięg bez regeneracji sygnału może przekroczyć 800 km.

W światłowodach plastikowych okna transmisyjne nie występują. Wielką zaletą są natomiast łatwość połączeń i bardzo tanie emitery i odbiorniki światła. Znaczna tłumienność o wartości do 20 dB/km bardzo utrudnia transmisję nawet na odległość jednego kilometra.