A molti professionisti delle telecomunicazioni, concetti come "ritardo di propagazione" e "disallineamento del ritardo" riportano alla mente ricordi dolorosi delle lezioni di fisica delle scuole superiori.In realtà, gli effetti del ritardo e della distorsione del ritardo sulla trasmissione del segnale sono facilmente spiegabili e comprensibili.
Il ritardo è una proprietà nota per tutti i tipi di mezzi di trasmissione.Il ritardo di propagazione è equivalente alla quantità di tempo che trascorre tra il momento in cui un segnale viene trasmesso e quando viene ricevuto dall'altra estremità di un canale di cablaggio.L'effetto è simile al ritardo nel tempo che intercorre tra il momento in cui si sente il fulmine e il tuono, tranne per il fatto che i segnali elettrici viaggiano molto più velocemente del suono.Il valore di ritardo effettivo per il cablaggio a doppino intrecciato è una funzione della velocità di propagazione nominale (NVP), della lunghezza e della frequenza.
La NVP varia a seconda dei materiali dielettrici utilizzati nel cavo ed è espressa come percentuale della velocità della luce.Ad esempio, la maggior parte delle costruzioni in polietilene di categoria 5 (FRPE) hanno intervalli NVP compresi tra 0,65 c e 0,70 c (dove "c" rappresenta la velocità della luce ~ 3 x 108 m/s) se misurati sul cavo finito.La struttura dei cavi in Teflon (FEP) varia da 0,69c a 0,73c, mentre i cavi in PVC sono compresi tra 0,60c e 0,64c.
Valori NVP inferiori contribuiranno a un ritardo aggiuntivo per una determinata lunghezza di cavo, proprio come un aumento della lunghezza del cavo end-to-end causerà un aumento proporzionale del ritardo end-to-end.Come con la maggior parte degli altri parametri di trasmissione, i valori di ritardo dipendono dalla frequenza.
Quando più coppie nello stesso cavo mostrano prestazioni di ritardo diverse, il risultato è una distorsione del ritardo.La differenza di ritardo viene determinata misurando la differenza tra la coppia con il ritardo minimo e la coppia con il ritardo maggiore.I fattori che influenzano le prestazioni di disallineamento del ritardo includono la selezione dei materiali, come l'isolamento del conduttore, e la progettazione fisica, come le differenze nella velocità di torsione da coppia a coppia.
Ritardo di propagazione del cavo
Sebbene tutti i cavi a doppino intrecciato mostrino in una certa misura una distorsione del ritardo, i cavi coscienziosamente progettati per consentire variazioni nell'NVP e differenze di lunghezza da coppia a coppia avranno una distorsione di ritardo accettabile per configurazioni di canali orizzontali conformi agli standard.Alcune delle caratteristiche che potrebbero influenzare negativamente le prestazioni di distorsione del ritardo includono cavi con costruzioni dielettriche mal progettate e quelli con differenze estreme nella velocità di torsione da coppia a coppia.
Il ritardo di propagazione e le prestazioni di distorsione del ritardo sono specificati da alcuni standard di rete locale (LAN) per le configurazioni peggiori da 100 mcanali per garantire la corretta trasmissione del segnale.I problemi di trasmissione associati a un ritardo eccessivo e a una distorsione del ritardo includono un aumento del jitter e dei tassi di errore dei bit.Sulla base delle specifiche LAN della serie IEEE 802, TIA sta prendendo in considerazione un ritardo di propagazione massimo di 570 ns/100 mat 1 MHz e uno sfasamento massimo di ritardo di 45 ns/100 m fino a 100 MHz per i cavi di categoria 3, 4 e 5, a 4 coppie.Il gruppo di lavoro TIA TR41.8.1 sta inoltre valutando lo sviluppo di requisiti per valutare il ritardo di propagazione e la distorsione del ritardo per collegamenti e canali orizzontali da 100 ohm costruiti in conformità con ANSI/TIA/EIA-568-A.Come risultato della “Letter Ballot” TR-41:94-4 (PN-3772) del comitato TIA, durante la riunione del settembre 1996 fu deciso di emettere una “Scheda di settore” su una bozza rivista prima del rilascio.Ancora irrisolta è la questione se le designazioni delle categorie cambieranno o meno (ad esempio, categoria 5.1), per riflettere le differenze tra i cavi testati per ulteriori requisiti di ritardo/disallineamento del ritardo e quelli che non lo sono.
Sebbene il ritardo di propagazione e la distorsione del ritardo stiano ricevendo molta attenzione, è importante notare che il problema più significativo in termini di prestazioni del cablaggio per la maggior parte delle applicazioni LAN rimane l'attenuazione del rapporto diafonia (ACR).Mentre i margini ACR migliorano i rapporti segnale/rumore e quindi riducono l'incidenza di errori di bit, le prestazioni del sistema non sono direttamente influenzate dai canali di cablaggio con margini di distorsione di ritardo significativi.Ad esempio, uno sfasamento di ritardo di 15 ns per un canale di cablaggio in genere non determina prestazioni di rete migliori di 45 ns, per un sistema progettato per tollerare fino a 50 ns di sfasamento di ritardo.
Per questo motivo, l'uso di cavi con margini di ritardo di ritardo significativi è più prezioso per l'assicurazione che forniscono contro le pratiche di installazione o altri fattori che potrebbero altrimenti spingere il ritardo di ritardo oltre il limite, piuttosto che per la promessa di migliori prestazioni del sistema rispetto a un canale che soddisfa i limiti di disallineamento del ritardo del sistema solo di diversi nanosecondi.
Poiché è stato riscontrato che i cavi che utilizzano materiali dielettrici diversi per coppie diverse causano problemi con la distorsione del ritardo, vi è stata recente controversia sull'uso di materiali dielettrici misti nella costruzione dei cavi.Termini come "2 per 2" (un cavo avente due coppie con materiale dielettrico "A" e due coppie con materiale "B") o "4 per 0" (un cavo con tutte e quattro le coppie realizzate con materiale A o materiale B ) che fanno pensare più al legname che al cavo, sono talvolta usati per descrivere la costruzione dielettrica.
Nonostante il clamore commerciale che può indurre a credere che solo le costruzioni aventi un singolo tipo di materiale dielettrico mostreranno prestazioni di distorsione del ritardo accettabili, il fatto è che i cavi adeguatamente progettati aventi un materiale dielettrico o più materiali dielettrici sono ugualmente in grado di soddisfare anche i requisiti i requisiti di disallineamento del ritardo del canale più severi specificati dagli standard applicativi e da quelli presi in considerazione dal TIA.
In alcune condizioni, le costruzioni dielettriche miste possono anche essere utilizzate per compensare le differenze di disallineamento del ritardo che risultano da diverse velocità di torsione.Le Figure 1 e 2 illustrano valori rappresentativi di ritardo e distorsione ottenuti da un campione di cavo di 100 metri selezionato casualmente con una costruzione "2 per 2" (FRPE/FEP).Si noti che il ritardo massimo di propagazione e la distorsione del ritardo per questo campione sono 511 ns/100man e 34 ns, rispettivamente nell'intervallo di frequenza da 1 MHz a 100 MHz.
Orario di pubblicazione: 23 marzo 2023