Pour plusieurs professionnels des télécommunications, des concepts tels que « délai de propagation » et « décalage du délai » rappellent des souvenirs douloureux des cours de physique au lycée.En réalité, les effets du retard et de l’asymétrie du retard sur la transmission du signal sont faciles à expliquer et à comprendre.
Le délai est une propriété connue pour exister pour tous les types de supports de transmission.Le délai de propagation équivaut au temps qui s'écoule entre le moment où un signal est transmis et le moment où il est reçu à l'autre extrémité d'un canal de câblage.L'effet s'apparente au délai entre le moment où la foudre frappe et le moment où le tonnerre se fait entendre, sauf que les signaux électriques se propagent beaucoup plus rapidement que le son.La valeur réelle du retard pour le câblage à paire torsadée est fonction de la vitesse nominale de propagation (NVP), de la longueur et de la fréquence.
La NVP varie en fonction des matériaux diélectriques utilisés dans le câble et s'exprime en pourcentage de la vitesse de la lumière.Par exemple, la plupart des constructions en polyéthylène (FRPE) de catégorie 5 ont des plages NVP de 0,65c à 0,70c (où « c » représente la vitesse de la lumière ~3 x 108 m/s) lorsqu'elle est mesurée sur un câble fini.Les constructions de câbles en téflon (FEP) vont de 0,69c à 0,73c, tandis que les câbles en PVC se situent entre 0,60c à 0,64c.
Des valeurs NVP inférieures contribueront à un retard supplémentaire pour une longueur de câble donnée, tout comme une augmentation de la longueur du câble de bout en bout entraînera une augmentation proportionnelle du retard de bout en bout.Comme pour la plupart des autres paramètres de transmission, les valeurs de retard dépendent de la fréquence.
Lorsque plusieurs paires dans le même câble présentent des performances de retard différentes, il en résulte une distorsion du retard.L'asymétrie du délai est déterminée en mesurant la différence entre la paire avec le moins de retard et la paire avec le plus de retard.Les facteurs qui affectent les performances du décalage de retard incluent la sélection des matériaux, comme l'isolation des conducteurs, et la conception physique, comme les différences de taux de torsion d'une paire à l'autre.
Retard de propagation du câble
Bien que tous les câbles à paire torsadée présentent un biais de retard dans une certaine mesure, les câbles qui sont consciencieusement conçus pour tenir compte des variations de NVP et des différences de longueur paire à paire auront un décalage de retard acceptable pour les configurations de canaux horizontaux conformes aux normes.Certaines des caractéristiques susceptibles d'affecter négativement les performances en matière de décalage de retard incluent les câbles dotés de constructions diélectriques mal conçues et ceux présentant des différences extrêmes dans les taux de torsion paire à paire.
Les performances du délai de propagation et du décalage de délai sont spécifiées par certaines normes de réseau local (LAN) pour les configurations de 100 mcanaux les plus défavorables afin de garantir une transmission correcte du signal.Les problèmes de transmission associés à un retard excessif et à une asymétrie de retard comprennent une augmentation de la gigue et des taux d'erreur sur les bits.Sur la base des spécifications LAN IEEE série 802, un délai de propagation maximal de 570 ns/100 m à 1 MHz et un décalage de délai maximal de 45 ns/100 m jusqu'à 100 MHz sont à l'étude par la TIA pour les câbles à 4 paires de catégories 3, 4 et 5.Le groupe de travail TR41.8.1 de la TIA envisage également d'élaborer des exigences pour évaluer le délai de propagation et l'asymétrie du délai pour les liaisons et canaux horizontaux de 100 ohms construits conformément à la norme ANSI/TIA/EIA-568-A.À la suite du « vote par lettre » du comité TIA TR-41:94-4 (PN-3772), il a été décidé lors de la réunion de septembre 1996 d'émettre un « bulletin de vote de l'industrie » sur un projet révisé avant sa publication.La question de savoir si les désignations des catégories changeront ou non (par exemple, catégorie 5.1), pour refléter les différences entre les câbles qui sont testés pour des exigences supplémentaires en matière de retard/déphasage de retard, et ceux qui ne le sont pas n'est toujours pas résolue.
Bien que le délai de propagation et le décalage de délai fassent l'objet de beaucoup d'attention, il est important de noter que le problème de performances de câblage le plus important pour la plupart des applications LAN reste le rapport atténuation/diaphonie (ACR).Alors que les marges ACR améliorent les rapports signal/bruit et réduisent ainsi l'incidence des erreurs binaires, les performances du système ne sont pas directement affectées par les canaux de câblage présentant des marges de décalage de retard importantes.Par exemple, un décalage de délai de 15 ns pour un canal de câblage n'entraînera généralement pas de meilleures performances réseau que 45 ns, pour un système conçu pour tolérer jusqu'à 50 ns de décalage de retard.
Pour cette raison, l'utilisation de câbles avec des marges de retard significatives est plus précieuse pour l'assurance qu'ils fournissent contre les pratiques d'installation ou d'autres facteurs qui pourraient autrement pousser le décalage de retard au-delà de la limite, plutôt que pour la promesse de meilleures performances du système par rapport à un canal qui ne respecte les limites de décalage du délai du système que de quelques nanosecondes.
Étant donné que les câbles qui utilisent différents matériaux diélectriques pour différentes paires posent des problèmes de décalage de retard, une controverse a récemment eu lieu sur l'utilisation de matériaux diélectriques mixtes dans la construction de câbles.Des termes tels que « 2 x 2 » (un câble ayant deux paires avec le matériau diélectrique « A » et deux paires avec le matériau « B ») ou « 4 x 0 » (un câble ayant les quatre paires constituées soit du matériau A, soit du matériau B. ) qui évoquent davantage le bois que le câble, sont parfois utilisés pour décrire la construction diélectrique.
Malgré le battage médiatique commercial qui pourrait induire en erreur l'opinion selon laquelle seules les constructions comportant un seul type de matériau diélectrique présenteront des performances acceptables en matière de décalage de retard, le fait est que des câbles correctement conçus comportant soit un seul matériau diélectrique, soit plusieurs matériaux diélectriques, sont également capables de satisfaire même aux exigences suivantes. les exigences les plus sévères en matière de décalage de délai de canal spécifiées par les normes d'application et celles examinées par la TIA.
Dans certaines conditions, des constructions diélectriques mixtes peuvent même être utilisées pour compenser les différences de décalage de retard résultant de taux de torsion différents.Les figures 1 et 2 illustrent des valeurs représentatives de retard et d'asymétrie obtenues à partir d'un échantillon de câble de 100 mètres sélectionné au hasard ayant une construction « 2 x 2 » (FRPE/FEP).Notez que le retard de propagation et l'asymétrie de retard maximum pour cet échantillon sont de 511 ns/100 et 34 ns, respectivement dans la plage de fréquences de 1 MHz à 100 MHz.
Heure de publication : 23 mars 2023