تاخیر انتشار و انحراف تاخیر

برای بسیاری از متخصصان ارتباطات از راه دور، مفاهیمی مانند «تاخیر انتشار» و «تأخیر انحراف» خاطرات دردناک کلاس فیزیک دبیرستان را به یاد می آورند.در واقع، اثرات انحراف تاخیر و تاخیر بر انتقال سیگنال به راحتی توضیح داده شده و قابل درک است.

تاخیر خاصیتی است که برای همه انواع رسانه های انتقال وجود دارد.تأخیر انتشار معادل مقدار زمانی است که بین زمانی که سیگنال ارسال می شود و دریافت آن در انتهای دیگر کانال کابل کشی می گذرد.این اثر شبیه به تأخیر زمانی بین اصابت رعد و برق و شنیدن رعد است - به جز اینکه سیگنال های الکتریکی بسیار سریعتر از صدا حرکت می کنند.مقدار تاخیر واقعی برای کابل کشی جفت پیچ خورده تابعی از سرعت اسمی انتشار (NVP)، طول و فرکانس است.

NVP با توجه به مواد دی الکتریک مورد استفاده در کابل متفاوت است و به صورت درصدی از سرعت نور بیان می شود.به عنوان مثال، اکثر سازه های پلی اتیلن دسته 5 (FRPE) دارای محدوده NVP از 0.65c تا 0.70c هستند (که در آن "c" نشان دهنده سرعت نور ~ 3 x 108 m/s است) هنگامی که روی کابل تمام شده اندازه گیری می شود.ساختار کابل تفلون (FEP) از 0.69cto0.73c متغیر است، در حالی که کابل های ساخته شده از PVC در 0.60cto0.64 crange هستند.

مقادیر کمتر NVP به تأخیر اضافی برای طول مشخصی از کابل کمک می کند، همانطور که افزایش طول کابل انتها به انتها باعث افزایش متناسب در تأخیر انتها به انتها می شود.مانند بسیاری از پارامترهای انتقال دیگر، مقادیر تاخیر وابسته به فرکانس هستند.

هنگامی که چندین جفت در یک کابل عملکرد تاخیر متفاوتی از خود نشان می دهند، نتیجه چولگی تاخیر است.چولگی تاخیر با اندازه گیری تفاوت بین جفت با کمترین تاخیر و جفت با بیشترین تاخیر تعیین می شود.عواملی که بر عملکرد انحراف تاخیری تأثیر می‌گذارند عبارتند از انتخاب مواد، مانند عایق هادی، و طراحی فیزیکی، مانند تفاوت در نرخ پیچش از جفت به جفت.

تاخیر در انتشار کابل

اگرچه همه کابل‌های جفت پیچ‌خورده تا حدودی دارای انحراف تاخیر هستند، کابل‌هایی که به‌طور دقیق طراحی شده‌اند تا تغییرات در NVP و تفاوت‌های طول جفت به جفت را مجاز کنند، دارای انحراف تاخیر قابل قبولی برای پیکربندی کانال افقی مطابق با استاندارد هستند.برخی از ویژگی‌هایی که می‌توانند بر عملکرد انحراف تاخیری تأثیر بگذارند عبارتند از کابل‌هایی با ساختارهای دی الکتریک با طراحی ضعیف و آن‌هایی که تفاوت‌های شدید در نرخ پیچش جفت به جفت دارند.

تأخیر انتشار و عملکرد انحراف تأخیر توسط برخی از استانداردهای شبکه محلی (LAN) برای بدترین حالت پیکربندی 100 mchannel مشخص شده است تا از انتقال صحیح سیگنال اطمینان حاصل شود.مشکلات انتقال مرتبط با تاخیر بیش از حد و انحراف تاخیر شامل افزایش نرخ لرزش و خطای بیت است.بر اساس مشخصات LAN سری 802 IEEE، حداکثر تاخیر انتشار 570 ns/100mat 1 مگاهرتز و حداکثر انحراف تاخیر 45ns/100mup تا 100 مگاهرتز توسط TIA برای کابل‌های دسته 3، 4 و 5، 4 جفت در نظر گرفته شده است.گروه کاری TIA TR41.8.1 همچنین در حال بررسی توسعه الزامات برای ارزیابی تاخیر انتشار و انحراف تاخیر برای پیوندها و کانال های افقی 100 اهم است که مطابق با ANSI/TIA/EIA-568-A ساخته شده اند.در نتیجه کمیته TIA "نامه رای گیری" TR-41:94-4 (PN-3772) در جلسه سپتامبر 1996 تصمیم گرفته شد که یک "رای گیری صنعت" در مورد پیش نویس اصلاح شده قبل از انتشار صادر شود.هنوز این موضوع حل نشده است که آیا نام‌گذاری دسته‌ها تغییر می‌کند یا خیر (مثلاً دسته 5.1)، تا منعکس‌کننده تفاوت‌های بین کابل‌هایی که برای الزامات انحراف تأخیر/تاخیر اضافی آزمایش می‌شوند و کابل‌هایی که چنین نیستند، تغییر کند.

اگرچه تأخیر انتشار و انحراف تأخیر توجه زیادی را به خود جلب می کند، مهم است که توجه داشته باشیم که مهم ترین مشکل عملکرد کابل کشی برای اکثر برنامه های LAN، کاهش نسبت به تداخل (ACR) است.در حالی که حاشیه‌های ACR نسبت سیگنال به نویز را بهبود می‌بخشند و در نتیجه بروز خطاهای بیت را کاهش می‌دهند، عملکرد سیستم به طور مستقیم تحت تأثیر کانال‌های کابل‌کشی با حاشیه‌های انحرافی قابل‌توجه نیست.به عنوان مثال، انحراف تاخیر 15 ns برای یک کانال کابل کشی معمولاً به عملکرد شبکه بهتر از 45 ns منجر نمی شود، برای سیستمی که برای تحمل 50 ns انحراف تاخیر طراحی شده است.

به همین دلیل، استفاده از کابل هایی با حاشیه انحراف قابل توجه تاخیر برای بیمه ای که در برابر شیوه های نصب و راه اندازی یا سایر عواملی که در غیر این صورت ممکن است انحراف تاخیر را بیش از حد افزایش دهند، ارزش بیشتری دارند، به جای وعده عملکرد بهتر سیستم در مقایسه با کانالی که فقط محدودیت های انحراف تاخیر سیستم را چندین نانوثانیه برآورده می کند.

از آنجایی که مشخص شده است کابل هایی که از مواد دی الکتریک مختلف برای جفت های مختلف استفاده می کنند، مشکلاتی را با انحراف تاخیر ایجاد می کنند، اخیراً در مورد استفاده از مواد دی الکتریک مخلوط در ساخت کابل ها اختلاف نظر وجود داشته است.عباراتی مانند "2 در 2" (یک کابل دارای دو جفت با مواد دی الکتریک "A" و دو جفت با مواد "B") یا "4 در 0" (کابلی که هر چهار جفت از مواد A یا B ساخته شده است. ) که بیشتر تداعی کننده چوب هستند تا کابل، گاهی اوقات برای توصیف ساختار دی الکتریک استفاده می شوند.

علیرغم تبلیغات تجاری که ممکن است فرد را گمراه کند که باور کند فقط سازه هایی که دارای یک نوع ماده دی الکتریک هستند، عملکرد انحرافی تاخیر قابل قبولی از خود نشان می دهند، واقعیت این است که کابل هایی با طراحی مناسب که دارای یک ماده دی الکتریک یا چندین ماده دی الکتریک هستند، به همان اندازه قادر به برآورده کردن این مواد هستند. شدیدترین الزامات چولگی تاخیر کانال مشخص شده توسط استانداردهای برنامه ها و مواردی که توسط TIA در نظر گرفته شده است.

تحت برخی شرایط، ساختارهای دی الکتریک مخلوط ممکن است حتی برای جبران اختلافات انحرافی تاخیری که ناشی از نرخ های مختلف پیچش هستند، استفاده شوند.شکل‌های 1 و 2 مقادیر معرف تاخیر و انحراف را نشان می‌دهند که از یک نمونه کابل 100 متری به‌طور تصادفی انتخاب شده با ساختار «2 در 2» (FRPE/FEP) به دست آمده است.توجه داشته باشید که حداکثر تاخیر انتشار و چولگی تاخیر برای این نمونه به ترتیب 511 ns/100 و 34 ns در محدوده فرکانسی از 1 مگاهرتز تا 100 مگاهرتز است.