Penundaan Propagasi dan Kemiringan Penundaan

Bagi beberapa profesional telekomunikasi, konsep seperti 'penundaan propagasi' dan 'kemiringan penundaan' mengingatkan kita pada kenangan menyakitkan di kelas fisika sekolah menengah.Pada kenyataannya, efek penundaan dan kemiringan penundaan pada transmisi sinyal mudah dijelaskan dan dipahami.

Delay merupakan suatu sifat yang diketahui ada pada semua jenis media transmisi.Penundaan propagasi setara dengan jumlah waktu yang berlalu antara saat sinyal ditransmisikan dan saat sinyal diterima di ujung saluran kabel yang lain.Efeknya mirip dengan penundaan waktu antara saat petir menyambar dan terdengar guntur – hanya saja sinyal listrik bergerak jauh lebih cepat daripada suara.Nilai penundaan sebenarnya untuk kabel twisted-pair adalah fungsi dari kecepatan propagasi nominal (NVP), panjang dan frekuensi.

NVP bervariasi menurut bahan dielektrik yang digunakan pada kabel dan dinyatakan sebagai persentase kecepatan cahaya.Misalnya, sebagian besar konstruksi polietilen kategori 5 (FRPE) memiliki rentang NVP dari 0,65c hingga 0,70c (di mana “c” mewakili kecepatan cahaya ~3 x108 m/s) bila diukur pada kabel jadi.Konstruksi kabel Teflon (FEP) berkisar antara 0,69c hingga 0,73c, sedangkan kabel yang terbuat dari PVC berada pada kisaran 0,60c hingga 0,64c.

Nilai NVP yang lebih rendah akan berkontribusi terhadap penundaan tambahan untuk panjang kabel tertentu, seperti halnya peningkatan panjang kabel end-to-end akan menyebabkan peningkatan penundaan end-to-end secara proporsional.Seperti kebanyakan parameter transmisi lainnya, nilai penundaan bergantung pada frekuensi.

Ketika beberapa pasang kabel yang sama menunjukkan kinerja penundaan yang berbeda, hasilnya adalah penundaan yang miring.Kemiringan penundaan ditentukan dengan mengukur selisih antara pasangan dengan penundaan paling sedikit dan pasangan dengan penundaan paling banyak.Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja delay skew meliputi pemilihan material, seperti insulasi konduktor, dan desain fisik, seperti perbedaan kecepatan puntiran dari satu pasangan ke pasangan lainnya.

Keterlambatan Propagasi Kabel

Meskipun semua kabel pasangan terpilin menunjukkan kemiringan penundaan sampai tingkat tertentu, kabel yang dirancang dengan cermat untuk memungkinkan adanya variasi dalam NVP dan perbedaan panjang pasangan-ke-pasangan akan memiliki kemiringan penundaan yang dapat diterima untuk konfigurasi saluran horizontal yang memenuhi standar.Beberapa karakteristik yang dapat berdampak buruk pada kinerja delay skew termasuk kabel dengan konstruksi dielektrik yang dirancang dengan buruk dan kabel yang memiliki perbedaan ekstrim dalam kecepatan putaran berpasangan.

Penundaan propagasi dan kinerja kemiringan penundaan ditentukan oleh beberapa standar jaringan area lokal (LAN) untuk konfigurasi saluran 100 m kasus terburuk untuk memastikan transmisi sinyal yang tepat.Masalah transmisi yang berhubungan dengan penundaan yang berlebihan dan kemiringan penundaan termasuk peningkatan jitter dan tingkat kesalahan bit.Berdasarkan spesifikasi LAN seri IEEE 802, penundaan propagasi maksimum sebesar 570 ns/100mat 1 MHz dan kemiringan penundaan maksimum sebesar 45ns/100mup hingga 100 MHz sedang dipertimbangkan oleh TIA untuk kabel kategori 3, 4 dan 5, 4-pasangan.Kelompok Kerja TIA TR41.8.1 juga mempertimbangkan pengembangan persyaratan untuk menilai penundaan propagasi dan kemiringan penundaan untuk tautan dan saluran horizontal 100 ohm yang dibangun sesuai dengan ANSI/TIA/EIA-568-A.Sebagai hasil dari “Surat Suara” komite TIA TR-41:94-4 (PN-3772) diputuskan pada pertemuan September 1996 untuk menerbitkan “Surat Suara Industri” pada rancangan yang direvisi sebelum dirilis.Yang masih belum terselesaikan adalah masalah apakah penunjukan kategori akan berubah atau tidak (misalnya, kategori 5.1), untuk mencerminkan perbedaan antara kabel yang diuji untuk persyaratan penundaan tambahan/kemiringan penundaan, dan kabel yang tidak.

Meskipun penundaan propagasi dan kemiringan penundaan mendapat banyak perhatian, penting untuk dicatat bahwa masalah kinerja pengkabelan yang paling signifikan untuk sebagian besar aplikasi LAN adalah rasio atenuasi terhadap crosstalk (ACR).Sementara margin ACR meningkatkan rasio sinyal terhadap kebisingan dan dengan demikian mengurangi kejadian kesalahan bit, kinerja sistem tidak secara langsung dipengaruhi oleh saluran kabel dengan margin kemiringan penundaan yang signifikan.Misalnya, kemiringan penundaan 15 ns untuk saluran kabel biasanya tidak akan menghasilkan kinerja jaringan yang lebih baik daripada 45 ns, untuk sistem yang dirancang untuk mentolerir kemiringan penundaan hingga 50 ns.

Karena alasan ini, penggunaan kabel dengan margin kemiringan penundaan yang signifikan lebih berharga karena kabel tersebut memberikan jaminan terhadap praktik pemasangan atau faktor-faktor lain yang dapat menyebabkan kemiringan penundaan melampaui batas, daripada menjanjikan kinerja sistem yang lebih baik dibandingkan dengan saluran yang hanya memenuhi batas kemiringan penundaan sistem beberapa nanodetik.

Karena kabel yang menggunakan bahan dielektrik berbeda untuk pasangan berbeda diketahui menyebabkan masalah kemiringan penundaan, baru-baru ini terdapat kontroversi mengenai penggunaan bahan dielektrik campuran dalam konstruksi kabel.Istilah seperti “2 kali 2″ (kabel yang memiliki dua pasang dengan bahan dielektrik “A” dan dua pasang dengan bahan “B”) atau “4 kali 0″ (kabel yang keempat pasangnya terbuat dari bahan A, atau bahan B ) yang lebih mengarah pada kayu daripada kabel, terkadang digunakan untuk menggambarkan konstruksi dielektrik.

Meskipun ada hype komersial yang mungkin menyesatkan orang untuk percaya bahwa hanya konstruksi yang memiliki satu jenis bahan dielektrik yang akan menunjukkan kinerja kemiringan penundaan yang dapat diterima, faktanya adalah bahwa kabel yang dirancang dengan baik yang memiliki salah satu bahan dielektrik, atau beberapa bahan dielektrik sama-sama mampu memenuhi kebutuhan tersebut. persyaratan kemiringan penundaan saluran yang paling parah yang ditentukan oleh standar aplikasi dan yang sedang dipertimbangkan oleh TIA.

Dalam beberapa kondisi, konstruksi dielektrik campuran bahkan dapat digunakan untuk mengimbangi perbedaan kemiringan tunda yang diakibatkan oleh tingkat puntiran yang berbeda.Gambar 1 dan 2 mengilustrasikan nilai penundaan dan kemiringan yang representatif yang diperoleh dari sampel kabel 100 meter yang dipilih secara acak yang memiliki konstruksi “2 kali 2″ (FRPE/FEP).Perhatikan bahwa penundaan propagasi maksimum dan kemiringan penundaan untuk sampel ini adalah 511 ns/100man dan 34 ns, masing-masing dalam rentang frekuensi dari 1 MHz hingga 100 MHz.