Что такое затухание сигнала? Плюс как это предотвратить

В компьютерных сетях сигнал, передающий данные на большие расстояния, может привести к более слабому сигналу. Эта проблема, известная как затухание сигнала, может возникнуть как с цифровыми, так и с аналоговыми сигналами, а также с проводными или беспроводными соединениями. Если вы профессионал в области сетевых технологий, важно понимать, как предотвратить затухание сигнала, чтобы улучшить мощность сигнала и обеспечить подключение к сети.

В этой статье мы определяем затухание сигнала, объясняем, как оно влияет на компьютерные сети, перечисляем факторы, влияющие на затухание, описываем, как его измерить, и предлагаем решения для устранения проблемы.

Что такое затухание сигнала?

В сети затухание сигнала — это уменьшение или потеря мощности сигнала связи во время передачи, которая является режимом передачи данных, таких как электронная почта или телефонный звонок. Сигнал относится к току, который передает данные из одной сети в другую. Примером затухания является сигнал Wi-Fi, который становится слабее по мере удаления устройства от маршрутизатора. Вы измеряете затухание сигнала в децибелах (дБ) на единицу расстояния, например, в футе или миле.

Затухание может происходить в любом проводном или беспроводном соединении, включая медные кабели, оптоволоконные кабели, спутники, радиосигналы и беспроводные сети. Множество факторов, как внутренних, так и внешних, могут уменьшить мощность сигнала, что приведет к затуханию. Чаще всего затухание происходит при попытке передачи сигнала на большие расстояния.

Как затухание влияет на работу в сети?

Затухание сигнала может существенно повлиять на компьютерную сеть, нарушая сигнал во время передачи и ставя под угрозу сетевое соединение. Когда затухание увеличивается, передача, например электронное письмо, которое вы пытаетесь отправить, становится более искаженным. Искажение относится к прерыванию сигналов во время передачи. Уменьшение или потеря мощности сигнала из-за затухания может привести к полной потере связи системы с сетью, что часто приводит к разочарованию клиентов и увеличению затрат на восстановление сигнала. Регулярная работа с затуханием и устранение неполадок является важной обязанностью многих специалистов по сетевым технологиям, чтобы поддерживать работу сигнала на полную мощность.

Факторы, влияющие на затухание

Существует несколько факторов, которые могут повлиять на затухание сигнала, в том числе:

Расстояние

Чем дальше передача должна проходить между источником сигнала и конечным пользователем, тем больше шума она может испытывать. Шум — это возмущение, которое мешает сигналу, ухудшая или искажая его. Большее расстояние с большим количеством шума может повлиять на мощность сигнала и привести к затуханию. Это справедливо как для проводных, так и для беспроводных сетей.

Частота

Сети и электрические кабели излучают электромагнитные частоты. Когда эти частоты увеличиваются, это приводит к увеличению шума в пространстве. Это может повлиять на мощность сигнала, что приведет к большему затуханию.

Физическое окружение

Эти барьеры или препятствия, такие как стены, здания или даже температура, могут повлиять на мощность сигнала. Низкие температуры могут привести к тому, что провода станут хрупкими и более жесткими, а более высокие температуры могут привести к расплавлению внешнего слоя кабелей. Преграды, такие как стены или здания, могут ослаблять сигналы связи в беспроводных сетях.

Размер провода

Более тонкие провода меньшего диаметра могут быть более подвержены затуханию, чем более толстые провода, потому что они имеют больше шансов подвергнуться воздействию внешних помех. Помехи — это нежелательный сигнал, который мешает полезному сигналу при прохождении между источником и пунктом назначения. Эти помехи могут значительно ослабить сигнал, вызывая затухание.

Неисправные разъемы или проводники

Сетевые кабели соединяют одно сетевое устройство с другим. Они включают в себя разъем, который вставляется для подключения устройств, и проводник, по которому передаются электромагнитные сигналы. Неправильная установка любого из этих компонентов может привести к затуханию сигнала.

Измерение затухания

Вы можете использовать формулу для измерения степени затухания. Эта формула содержит несколько терминов, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться. Вы измеряете затухание в единицах, известных как децибелы (дБ). Необходимо учитывать две конечные точки, первая из которых называется Ps и представляет собой мощность сигнала в источнике передачи, а вторая — Pd, которая представляет собой мощность сигнала в пункте назначения. Формула определяет затухание в децибелах как 10-кратный логарифм уровня сигнала в источнике передачи, деленный на уровень сигнала в пункте назначения.

Для измерения затухания используйте следующую формулу:

дБ = 10log10(Ps/Pd)

При использовании этой формулы допустимые уровни затухания варьируются, но обычно находятся в диапазоне от 5 дБ до 50 дБ. Более низкие значения указывают на более сильный сигнал и меньшее затухание. Если коэффициент затухания выходит за эти значения, вы, вероятно, захотите найти способы уменьшить коэффициент затухания и усилить сигнал, чтобы предотвратить потерю связи системы с сетью.

Усиление и ослабление в сети

В то время как затухание — это потеря мощности сигнала в сети, усиление — это прямо противоположное, работающее на увеличение мощности сигнала во время передачи. Вы можете использовать усиление несколькими способами, но чаще всего используются повторители, которые представляют собой устройства, способные регенерировать сигнал. Эти устройства действуют как посредники между двумя конечными точками, источником и пунктом назначения. Повторитель получает данные от исходного отправителя, обрабатывает их, а затем передает более сильный сигнал получателю, увеличивая мощность сигнала и предотвращая затухание сигнала.

Однако усиление — это только один из способов увеличить силу сигнала и предотвратить затухание. Другие распространенные способы предотвращения затухания включают в себя:

Коммутационные кабели

Некоторые кабели испытывают большее затухание, чем другие, из-за их материала. Например, медные кабели часто имеют более высокие коэффициенты затухания, поскольку материал более чувствителен к шуму. Однако оптоволоконные кабели, которые передают сигналы на световых волнах, как правило, имеют меньшее затухание. Хотя поначалу переход на другие кабели может быть дорогостоящим, в долгосрочной перспективе он может помочь улучшить мощность сигнала.

Уменьшение расстояния

Поскольку затухание чаще всего происходит на больших расстояниях, сокращение расстояния между источником сигнала и конечным продуктом может повысить эффективность и силу сигнала. По этой же причине сетевые администраторы могут использовать более короткие кабели. Оба эти варианта являются эффективными способами предотвращения затухания.