Retard de propagació i Delay Skew

A diversos professionals de les telecomunicacions, conceptes com ara "retard de propagació" i "delay skew" els recorden dolorosos records de la classe de física de secundària.En realitat, els efectes del retard i la inclinació del retard en la transmissió del senyal s'expliquen i s'entenen fàcilment.

El retard és una propietat que se sap que existeix per a tot tipus de mitjans de transmissió.El retard de propagació és equivalent a la quantitat de temps que passa entre quan es transmet un senyal i quan es rep a l'altre extrem d'un canal de cablejat.L'efecte és semblant al retard en el temps entre el moment en què cau el llamp i s'escolta el tron, tret que els senyals elèctrics viatgen molt més ràpid que el so.El valor de retard real per al cablejat de parell trenat és una funció de la velocitat nominal de propagació (NVP), la longitud i la freqüència.

NVP varia segons els materials dielèctrics utilitzats en el cable i s'expressa com a percentatge de la velocitat de la llum.Per exemple, la majoria de construccions de polietilè de categoria 5 (FRPE) tenen intervals de NVP de 0,65 a 0,70 c (on "c" representa la velocitat de la llum ~ 3 x 108 m/s) quan es mesura en un cable acabat.Les construccions de cables de tefló (FEP) oscil·len entre 0,69 i 0,73c, mentre que els cables de PVC es troben en el rang de 0,60 a 0,64c.

Els valors més baixos de NVP contribuiran a un retard addicional per a una longitud de cable determinada, de la mateixa manera que un augment de la longitud del cable d'extrem a extrem provocarà un augment proporcional del retard d'extrem a extrem.Com amb la majoria dels altres paràmetres de transmissió, els valors de retard depenen de la freqüència.

Quan diversos parells en el mateix cable presenten un rendiment de retard diferent, el resultat és una inclinació del retard.La inclinació del retard es determina mesurant la diferència entre la parella amb menys retard i la parella amb més retard.Els factors que afecten el rendiment de la inclinació del retard inclouen la selecció de materials, com ara l'aïllament del conductor, i el disseny físic, com les diferències en les velocitats de gir d'un parell a un altre.

Retard de propagació del cable

Tot i que tots els cables de parell trenat presenten una inclinació de retard fins a cert punt, els cables dissenyats a consciència per permetre les variacions de la NVP i les diferències de longitud de parell a parell tindran una inclinació de retard acceptable per a configuracions de canal horitzontal compatibles amb els estàndards.Algunes de les característiques que podrien afectar negativament el rendiment de la inclinació del retard inclouen cables amb construccions dielèctriques mal dissenyades i aquells amb diferències extremes en les velocitats de torsió de parell a parell.

Alguns estàndards de xarxa d'àrea local (LAN) especifiquen el retard de propagació i el rendiment del retard per a les configuracions de canal 100 en el pitjor dels casos per garantir una transmissió adequada del senyal.Els problemes de transmissió associats amb un retard excessiu i una inclinació del retard inclouen un augment de la fluctuació i les taxes d'error de bits.D'acord amb les especificacions LAN de la sèrie IEEE 802, TIA està considerant un retard màxim de propagació de 570 ns/100mat 1 MHz i un retard màxim de 45ns/100mup a 100 MHz per als cables de 4 parells de categoria 3, 4 i 5.El grup de treball TIA TR41.8.1 també està considerant el desenvolupament de requisits per avaluar el retard de propagació i la inclinació del retard per a enllaços i canals horitzontals de 100 ohms construïts d'acord amb ANSI/TIA/EIA-568-A.Com a resultat de la "Brota de carta" TR-41:94-4 (PN-3772) del comitè TIA, es va decidir durant la reunió de setembre de 1996 emetre una "Bolleta de la indústria" sobre un esborrany revisat abans del llançament.Encara no s'ha resolt el problema de si les designacions de categoria canviaran o no (per exemple, la categoria 5.1), per reflectir les diferències entre els cables que s'han provat per a requisits addicionals de retard/deformació, i els que no ho són.

Tot i que el retard de propagació i la inclinació del retard reben molta atenció, és important tenir en compte que el problema de rendiment del cablejat més important per a la majoria d'aplicacions LAN segueix sent l'atenuació a la relació de diafonia (ACR).Mentre que els marges ACR milloren les relacions senyal/soroll i, per tant, redueixen la incidència d'errors de bits, el rendiment del sistema no es veu tan directament afectat pels canals de cablejat amb marges de retard significatius.Per exemple, una inclinació de retard de 15 ns per a un canal de cablejat normalment no donarà lloc a un rendiment de xarxa millor que 45 ns, per a un sistema dissenyat per tolerar fins a 50 ns de desviació de retard.

Per aquesta raó, l'ús de cables amb marges de retard significatius és més valuós per a l'assegurança que ofereixen contra les pràctiques d'instal·lació o altres factors que, d'una altra manera, podrien empènyer el retard per sobre del límit, en lloc de la promesa d'un millor rendiment del sistema en comparació amb un canal que només compleix els límits de desviació del retard del sistema en diversos nanosegons.

Com que s'ha trobat que els cables que utilitzen materials dielèctrics diferents per a parells diferents causen problemes amb la inclinació del retard, hi ha hagut controvèrsia recent sobre l'ús de materials dielèctrics mixts en la construcció de cables.Termes com "2 per 2" (un cable amb dos parells amb material dielèctric "A" i dos parells amb material "B") o "4 per 0" (un cable amb els quatre parells fets del material A o del material B). ) que suggereixen més fusta que cable, de vegades s'utilitzen per descriure la construcció dielèctrica.

Malgrat l'exageració comercial que pot induir a error a creure que només les construccions que tinguin un sol tipus de material dielèctric presentaran un rendiment de desviació de retard acceptable, el fet és que els cables dissenyats correctament amb un material dielèctric o múltiples materials dielèctrics són igualment capaços de satisfer fins i tot el els requisits de sessió de retard de canal més severs especificats pels estàndards d'aplicacions i els que està considerant la TIA.

En algunes condicions, fins i tot es poden utilitzar construccions dielèctriques mixtes per compensar les diferències de sessió de retard que resulten de diferents velocitats de gir.Les figures 1 i 2 il·lustren els valors representatius de retard i inclinació obtinguts a partir d'una mostra de cable de 100 metres seleccionada aleatòriament amb una construcció "2 per 2" (FRPE/FEP).Tingueu en compte que el retard màxim de propagació i la inclinació del retard per a aquesta mostra són de 511 ns/100mand 34 ns, respectivament en el rang de freqüències d'1 MHz a 100 MHz.