Decibel – grundläggande om

av Jörgen Städje den 14 Jan 2016

Alexander Graham Bell anses ha uppfunnit telefonen. Med den kom telefonledningar. Med dem kom dämpning. Man var tvungen att hitta ett sätt att kvantifiera dämpningen och gav den enheten Bel, för att hedra Alexander Graham.

Tiondels Bel mera hanterligt

Men en Bel är lite för mycket för dagligt bruk, så den enhet som är på allas läppar är dB, decibel, en tiondels Bel.

Decibel är relativ

Decibel är en relativ enhet. Den utvisar ett förhållande mellan två värden. Värdet i dB räknas alltså relativt något annat värde. Ett bra exempel är insignal och utsignal, där värdet för utsignalen i dB kan visa hur mycket starkare utsignalen är relativt insignalen. I en optisk fiber är utsignalen oftast svagare än insignalen på grund av dämpning.

Decibel är logaritmiskt

Tekniker är av naturen lata. De vill ha ett enkelt sätt att hantera siffervärden av radikalt olika storlek. Det är inte så lätt att minnas en dämpning på 0,000000000235 eller en förstärkning på 230000000. Bara komma ihåg antalet nollor är svårt. När man sedan ska räkna med värdena, till exempel multiplicera dem, blir det ännu svårare.

Den logaritmiska skalan gör extrema siffervärden lättare att hantera i och med att siffervärdena blir kortare och en multiplikation utförs som en addition.

Effektförstärkningen i decibel beräknas som 10 gånger tiologaritmen av kvoten mellan ut- och invärdet. Det låter knepigt men är lätt att mata in i en kalkylator. Antag att du har en förstärkare som får in en tiondels watt och matar ut 50. Då knappar du in:

10 x log (50 / 0,1) och resultatet blir ~27 dB

Antag istället att du matar in 10 mW i en fiber och ut kommer 0,00002485 mW. Då blir värdet negativt:

10 x log (0,00002485 / 10) och resultatet blir –56 dB

Lätt att komma ihåg, eller?

Antag att du har tre förstärkare som vardera förstärker 100 gånger. Kopplar du ihop dem, skriver du:

100 x 100 x 100 och resultatet blir 1000000

Räknar du istället i decibel blir det

20+20+20 och resultatet blir 60 dB

Återstår bara en sak: noll decibel. Noll decibel betyder inte att signalstyrkan är noll, släckt, tyst, utan att utsignalen är lika stark som insignalen. Den relativa skillnaden är noll.

Exempel

Det kan vara bra att komma ihåg några riktvärden. Är siffran positiv är det förstärkning, och är siffran negativ är det dämpning. Men säger man explicit ”dämpning” utesluter man minustecknet.

100 gångers förstärkning: 20 dB
10 gångers dämpning: 10 dB
En fördubbling: 3 dB
Dämpning hos en typisk transmissionsfiber: 0,25 dB/km
Typisk böjförlust i en fiber: 0,001 dB
Den mesta dämpning man brukar tillåta i en optisk fiberlänk på 80 km: 20 dB
En ramanförstärkares verkningsgrad är 10^-13: –130 dB
Typisk förstärkning i en EDFA-förstärkare: 25 dB
Övergångsdämpning i en fabrikstillverkad optisk kontakt: 0,1-0,2 dB
Skarvförlust i en korrekt skarvad single mode-fiber: 0,05 dB
Förlust när man studsar en radiovåg på Månen: >250 dB

Neper

Men Alexander Graham är inte ensam på relativ-marknaden. Han som uppfann logaritmerna, John Napier har också fått en relativ enhet uppkallad efter sig, kallad Np och uttalas Neper. Den fungerar likadant som dB men är baserad på e-logaritmen, istället för tiologaritmen. Neper används inte längre. 1 Np är ~8,6859 dB. Äsch, glöm det.

Fler blogginlägg av Jörgen Städje

DNS och DNSSEC utan facksnack

30 Jan 2018
/ Bloggen fiberfeber

Från oss alla, till er alla

14 Dec 2017
/ Bloggen fiberfeber

Så arbetar NOC

13 Nov 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNET i Hongkong

20 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNETs handbok i informations- och IT-säkerhet

1 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

Den ökända hästen från Troja

31 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

Redundans är allt

3 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

SNIC-snack

2 Jun 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff: del 5 av 2

3 Maj 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: We are at the Forefront!

13 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: Vi ligger i framkant!

10 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 4 av 2

22 Feb 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 3 av 2

30 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 2 av 2

9 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 1 av 2

16 Dec 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long Read – Cleanliness is a Virtue

20 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Långläsning - tvättar bäst som tvättar först

16 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Följa fiber – från Tulegatan till Stockholms universitet.

26 Aug 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ericsson, then swänske Lars Magnus

7 Jun 2016
/ Bloggen fiberfeber

One ring to rule them all

24 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Den tunga bakgrundstrafiken

12 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long read: How to Design a Fibre Optic Network

5 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Welcome to the Fiber Fever Blog!

3 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Procuring an Optical Network – Smooth as Silk

2 Maj 2016
/ Blogg

The Breadth and Width of a Megabit

29 Apr 2016
/ Blogg

The Nobel Prized Piece of Glass

28 Apr 2016
/ Blogg

What’s the time? Really?

28 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (3) – molnsäkerhet

26 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (2) – vad är molnet egentligen?

25 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (1) – det här får du

25 Apr 2016
/ Blogg

Read about the brand new Sunet network.

11 Apr 2016
/ Bloggen fiberfeber

GÉANT och NORDUnet – bästa kompisar

14 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ljuset kommer från Tyskland

3 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Thunderbirds are GO!

19 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ett panorama av verkligheten

17 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Det allseende ögat

15 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Förstärkning på längden

15 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Dämpning och förstärkning i optisk fiber

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Grundläggande om L-bandet

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

C-bandet – grundläggande om

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

CERN – krossen som slår sönder materiens minsta byggstenar

12 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Riksarkivets samarbete med SUNET

11 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

One Ring to Rule them - Vetenskapsrådet

21 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Alla jättars jätte - Cisco

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En värld av siffror - belastning

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Ur led är inte alls tiden - atomur

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En djungel av kontaktdon

4 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Elektronisk enbärsdricka - Juniper

27 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är Géant?

26 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Radar Love - Eiscat

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Color Purple - dispersion

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Full Metal Packet - switchen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Get your kicks on route 66 - routrar

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Game of Stones - kvarts

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Twilight Zone - fotonen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Peering – SUNETs ekonomiska ryggrad

9 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

I mörkret är alla katter infraröda

4 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibertyperna i nätet och deras optiska felaktigheter

29 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är klockan? Egentligen?

21 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Nätets centrum

20 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Den optiska transceivern

17 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Polarisation och informationsöverföring

1 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Laserns historia

30 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Koherent ljus, vad är det?

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

När allt är klart

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

SUNET – nu ännu bättre!

16 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibern fruktar fukten

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Att få kontakt

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Så tillverkas optisk fiber

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

EMC – EMI – EMP

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Glasbiten som gav nobelpris

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Megabit på längden och tvären

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Fibern från Frostmofjället

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Upphandling av optiskt nät

25 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

OptaSense – när fiber blir sensorer

3 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med ramanförstärkare

2 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk utvikning: 130.000 fibrer som i en liten ask

1 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 2: Felrapporter

27 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 1: hög belastning

26 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA

22 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Så designar man ett fiberoptiskt nät

11 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Bredare motorväg för svenska data – äntligen en offensiv satsning!

22 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva tidslinjen

21 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva kartan

20 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fiberfeber: Vad som har varit och vad som komma skall

19 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Följ bygget av Sunets nät på bloggen Fiberfeber!

18 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: den mystiska routerkraschen

11 Jun 2006
/ Bloggen fiberfeber

2000–2013: Sunet mognar och kapaciteten ökar. Identitetsfederation skapas.

1 Jan 2000
/ Bloggen fiberfeber

1990–1999: Kapaciteten stiger, 2 – 34 – 155 Mbps

1 Jan 1990
/ Bloggen fiberfeber

1968–1989: Idéernas tidevarv. Internets vagga.

1 Jan 1968
/ Bloggen fiberfeber

Jörgen Städje

Jag heter Jörgen Städje och har skrivit om teknik och vetenskap sedan 1984. Friskt kopplat, hälften brunnet!