Propagation Delay i Delay Skew

Nekoliko profesionalaca u oblasti telekomunikacija, koncepti kao što su 'kašnjenje širenja' i 'izobličenje kašnjenja' podsjećaju na bolna sjećanja na čas fizike u srednjoj školi.U stvarnosti, efekti kašnjenja i izobličenja kašnjenja na prijenos signala se lako objašnjavaju i razumiju.

Kašnjenje je svojstvo za koje se zna da postoji za sve vrste medija za prijenos.Kašnjenje propagacije je ekvivalentno vremenu koje prođe između prenosa signala i prijema na drugom kraju kablovskog kanala.Učinak je sličan vremenskom kašnjenju između udara groma i grmljavine - osim što električni signali putuju mnogo brže od zvuka.Stvarna vrijednost kašnjenja za kablove s upredenom parom je funkcija nominalne brzine propagacije (NVP), dužine i frekvencije.

NVP varira u zavisnosti od dielektričnih materijala koji se koriste u kablu i izražava se kao procenat brzine svetlosti.Na primjer, većina polietilenskih (FRPE) konstrukcija kategorije 5 imaju NVP raspon od 0,65c do 0,70c (gdje "c" predstavlja brzinu svjetlosti ~3 x108 m/s) kada se mjeri na gotovom kablu.Teflonske (FEP) kablovske konstrukcije kreću se od 0,69cto0,73c, dok su kablovi od PVC-a u rasponu od 0,60cto0,64c.

Niže vrednosti NVP će doprineti dodatnom kašnjenju za datu dužinu kabla, baš kao što će povećanje dužine kabla od kraja do kraja izazvati proporcionalno povećanje kašnjenja od kraja do kraja.Kao i kod većine drugih parametara prijenosa, vrijednosti kašnjenja zavise od frekvencije.

Kada više parova u istom kablu pokazuje različite performanse kašnjenja, rezultat je izobličenje kašnjenja.Nagib kašnjenja se određuje mjerenjem razlike između para s najmanjim kašnjenjem i para s najvećim kašnjenjem.Faktori koji utiču na performanse izobličenja kašnjenja uključuju izbor materijala, kao što je izolacija provodnika, i fizički dizajn, kao što su razlike u stopama uvijanja od para do para.

Kašnjenje širenja kabla

Iako svi kablovi sa upredenim parom pokazuju iskrivljenje kašnjenja do određenog stepena, kablovi koji su savesno dizajnirani da omoguće varijacije u NVP-u i razlikama u dužini par-pair će imati prihvatljivo izobličenje kašnjenja za standardno usklađene horizontalne konfiguracije kanala.Neke od karakteristika koje bi mogle negativno uticati na performanse izobličenja kašnjenja uključuju kablove sa loše dizajniranim dielektričnim konstrukcijama i one sa ekstremnim razlikama u stopama uvijanja par-na-par.

Kašnjenje širenja i performanse izobličenja kašnjenja određene su nekim standardima lokalne mreže (LAN) za najgore konfiguracije od 100 m kanala kako bi se osigurao pravilan prijenos signala.Problemi u prijenosu povezani s prekomjernim kašnjenjem i izobličenjem kašnjenja uključuju povećano podrhtavanje i stope greške u bitu.Na osnovu IEEE 802-serije LAN specifikacija, TIA razmatra maksimalno kašnjenje propagacije od 570 ns/100mat 1 MHz i maksimalno kašnjenje od 45ns/100mup do 100 MHz za kategorije 3, 4 i 5, 4-parne kablove.TIA radna grupa TR41.8.1 takođe razmatra razvoj zahteva za procenu kašnjenja širenja i nagiba kašnjenja za horizontalne veze i kanale od 100 oma koji su konstruisani u skladu sa ANSI/TIA/EIA-568-A.Kao rezultat TIA komiteta „Glasnički listić“ TR-41:94-4 (PN-3772) odlučeno je tokom sastanka u septembru 1996. da se izda „Industrijski glasački listić“ na revidiranom nacrtu prije objavljivanja.Još uvijek je neriješeno pitanje da li će se oznake kategorija promijeniti (npr. kategorija 5.1), kako bi se odrazile razlike između kablova koji su testirani na dodatne zahtjeve za kašnjenje/kašnjenje i onih koji nisu.

Iako se kašnjenju širenja i izobličenju kašnjenja posvećuje velika pažnja, važno je napomenuti da najznačajniji problem performansi kablova za većinu LAN aplikacija ostaje prigušenje i preslušavanje (ACR).Dok ACR margine poboljšavaju omjer signala i šuma i na taj način smanjuju učestalost bitnih grešaka, na performanse sistema ne utiču direktno kablovski kanali sa značajnim marginama izobličenja kašnjenja.Na primjer, izobličenje kašnjenja od 15 ns za kablovski kanal obično neće rezultirati boljim mrežnim performansama od 45 ns, za sistem dizajniran da toleriše do 50 ns kašnjenja.

Iz tog razloga, upotreba kablova sa značajnim marginama nagiba kašnjenja je vrednija za osiguranje koje pružaju od prakse instalacije ili drugih faktora koji bi inače mogli da potisnu kašnjenje preko granice, umesto obećanja boljih performansi sistema u poređenju sa kanalom koji zadovoljava samo ograničenja sistemskog kašnjenja za nekoliko nanosekundi.

Budući da je utvrđeno da kablovi koji koriste različite dielektrične materijale za različite parove uzrokuju probleme s nagibom kašnjenja, nedavno je bilo kontroverzi oko upotrebe miješanih dielektričnih materijala u konstrukciji kablova.Termini kao što su „2 sa 2″ (kabl koji ima dva para sa dielektričnim materijalom „A” i dva para sa materijalom „B”) ili „4 sa 0” (kabl koji ima sva četiri para napravljena od materijala A ili materijala B ) koji više upućuju na drvo nego na kabel, ponekad se koriste za opisivanje dielektrične konstrukcije.

Unatoč komercijalnoj naglasci koja može dovesti u zabludu vjerovati da će samo konstrukcije koje imaju jednu vrstu dielektričnog materijala pokazati prihvatljivu izobličenost kašnjenja, činjenica je da su pravilno dizajnirani kablovi koji imaju ili jedan dielektrični materijal ili više dielektričnih materijala podjednako sposobni zadovoljiti čak i najozbiljniji zahtjevi za iskrivljenje kašnjenja kanala specificirani standardima aplikacija i onima koje razmatra TIA.

Pod nekim uvjetima, mješovite dielektrične konstrukcije mogu se čak koristiti za kompenziranje razlika u zaostajanju koje su rezultat različitih brzina uvijanja.Slike 1 i 2 ilustruju reprezentativne vrednosti kašnjenja i iskrivljenosti dobijene iz nasumično odabranog uzorka kabla od 100 metara koji ima konstrukciju „2 puta 2″ (FRPE/FEP).Imajte na umu da su maksimalno kašnjenje propagacije i izobličenje kašnjenja za ovaj uzorak 511 ns/100 i 34 ns, respektivno u opsegu frekvencija od 1 MHz do 100 MHz.