Некоторым специалистам в области телекоммуникаций такие понятия, как «задержка распространения» и «перекос задержки», напоминают болезненные воспоминания об уроках физики в средней школе.В действительности, влияние задержки и перекоса задержки на передачу сигнала легко объяснить и понять.
Задержка — это свойство, которое, как известно, существует для всех типов сред передачи.Задержка распространения эквивалентна количеству времени, которое проходит между передачей сигнала и его приемом на другом конце кабельного канала.Эффект подобен временной задержке между ударом молнии и громом, за исключением того, что электрические сигналы распространяются намного быстрее, чем звук.Фактическое значение задержки для кабеля витой пары является функцией номинальной скорости распространения (NVP), длины и частоты.
NVP варьируется в зависимости от диэлектрических материалов, используемых в кабеле, и выражается в процентах от скорости света.Например, большинство конструкций из полиэтилена категории 5 (FRPE) имеют диапазон NVP от 0,65c до 0,70c (где «c» представляет скорость света ~3 x 108 м/с) при измерении на готовом кабеле.Конструкции кабелей из тефлона (FEP) варьируются от 0,69c до 0,73c, тогда как кабели из ПВХ имеют диапазон от 0,60c до 0,64c.
Более низкие значения NVP будут способствовать дополнительной задержке для данной длины кабеля, так же как увеличение сквозной длины кабеля приведет к пропорциональному увеличению сквозной задержки.Как и большинство других параметров передачи, значения задержки зависят от частоты.
Когда несколько пар в одном кабеле демонстрируют разные характеристики задержки, результатом является перекос задержки.Раскос задержки определяется путем измерения разницы между парой с наименьшей задержкой и парой с наибольшей задержкой.Факторы, влияющие на характеристики перекоса задержки, включают выбор материала, например, изоляцию проводника, и физическую конструкцию, например, разницу в скорости скрутки от пары к паре.
Задержка распространения кабеля
Несмотря на то, что все кабели витой пары в той или иной степени демонстрируют перекос задержки, кабели, которые специально спроектированы с учетом отклонений в NVP и различий в длине пар, будут иметь приемлемый перекос задержки для конфигураций горизонтальных каналов, соответствующих стандарту.Некоторые из характеристик, которые могут отрицательно повлиять на характеристики перекоса задержки, включают кабели с плохо спроектированной диэлектрической конструкцией и кабели с резкими различиями в скорости скручивания между парами.
Задержка распространения и характеристики отклонения задержки определяются некоторыми стандартами локальных сетей (LAN) для наихудших конфигураций 100 мканалов, чтобы гарантировать правильную передачу сигнала.Проблемы передачи, связанные с чрезмерной задержкой и перекосом задержки, включают повышенный джиттер и частоту битовых ошибок.На основании спецификаций локальных сетей серии IEEE 802 максимальная задержка распространения 570 нс/100матч 1 МГц и максимальное смещение задержки 45 нс/100м до 100 МГц находятся на рассмотрении TIA для 4-парных кабелей категорий 3, 4 и 5.Рабочая группа TIA TR41.8.1 также рассматривает разработку требований для оценки задержки распространения и перекоса задержки для 100-омных горизонтальных линий и каналов, построенных в соответствии со стандартом ANSI/TIA/EIA-568-A.В результате «письменного бюллетеня» TR-41:94-4 (PN-3772) комитета TIA на заседании в сентябре 1996 года было решено выпустить «отраслевой бюллетень» по пересмотренному проекту перед его выпуском.До сих пор не решен вопрос о том, будут ли меняться обозначения категорий (например, категория 5.1), чтобы отразить различия между кабелями, которые тестируются на соответствие дополнительным требованиям к задержке/перекосу задержки, и теми, которые нет.
Хотя задержке распространения и перекосу задержки уделяется много внимания, важно отметить, что наиболее серьезной проблемой производительности кабельной системы для большинства приложений локальной сети остается соотношение затухания и перекрестных помех (ACR).Хотя запасы ACR улучшают соотношение сигнал/шум и тем самым уменьшают количество битовых ошибок, на производительность системы не влияют напрямую кабельные каналы со значительными запасами по перекосу задержки.Например, расфазировка задержки в 15 нс для кабельного канала обычно не приводит к улучшению производительности сети, чем 45 нс, для системы, рассчитанной на рассогласование задержки до 50 нс.
По этой причине использование кабелей со значительным запасом по перекосу задержки более ценно с точки зрения страховки, которую они обеспечивают от методов установки или других факторов, которые в противном случае могут привести к превышению предела перекоса задержки, а не для обещания лучшей производительности системы по сравнению с каналом, который соответствует пределам перекоса задержки системы только на несколько наносекунд.
Поскольку было обнаружено, что кабели, в которых для разных пар используются разные диэлектрические материалы, вызывают проблемы с перекосом задержки, в последнее время возникли разногласия по поводу использования смешанных диэлектрических материалов в конструкции кабеля.Такие термины, как «2 на 2» (кабель, имеющий две пары с диэлектрическим материалом «А» и две пары с материалом «В») или «4 на 0» (кабель, все четыре пары которого изготовлены либо из материала А, либо из материала В). ), которые больше напоминают древесину, чем кабель, иногда используются для описания диэлектрической конструкции.
Несмотря на коммерческую шумиху, которая может ввести в заблуждение, что только конструкции, имеющие один тип диэлектрического материала, будут демонстрировать приемлемые характеристики перекоса задержки, факт заключается в том, что правильно спроектированные кабели, имеющие либо один диэлектрический материал, либо несколько диэлектрических материалов, в равной степени способны удовлетворить даже наиболее серьезные требования к перекосу задержки канала, определенные стандартами приложений и теми, которые находятся на рассмотрении TIA.
В некоторых условиях конструкции со смешанными диэлектриками могут даже использоваться для компенсации различий в перекосе задержки, возникающих в результате разной скорости скручивания.На рисунках 1 и 2 показаны репрезентативные значения задержки и асимметрии, полученные из случайно выбранного образца кабеля длиной 100 метров, имеющего конструкцию «2 на 2» (FRPE/FEP).Обратите внимание, что максимальная задержка распространения и перекос задержки для этого образца составляют 511 нс/100 и 34 нс соответственно в диапазоне частот от 1 МГц до 100 МГц.
Время публикации: 23 марта 2023 г.