ความล่าช้าในการขยายพันธุ์และความล่าช้าในการขยายพันธุ์

สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านโทรคมนาคมหลายคน แนวคิดเช่น 'ความล่าช้าในการแพร่กระจาย' และ 'ความล่าช้าในการขยายพันธุ์' ทำให้นึกถึงความทรงจำอันเจ็บปวดของชั้นเรียนฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายในความเป็นจริง ผลกระทบของความล่าช้าและการบิดเบือนความล่าช้าต่อการส่งสัญญาณสามารถอธิบายและเข้าใจได้ง่าย

ความล่าช้าเป็นคุณสมบัติที่ทราบกันว่ามีอยู่สำหรับสื่อส่งสัญญาณทุกประเภทความล่าช้าในการแพร่กระจายจะเทียบเท่ากับระยะเวลาที่ผ่านไประหว่างเวลาที่ส่งสัญญาณและเมื่อรับสัญญาณที่ปลายอีกด้านของช่องสัญญาณเคเบิลผลกระทบนี้คล้ายกับความล่าช้าในช่วงเวลาระหว่างเวลาที่ได้ยินเสียงฟ้าผ่าและฟ้าร้อง ยกเว้นว่าสัญญาณไฟฟ้าจะเดินทางเร็วกว่าเสียงมากค่าหน่วงเวลาจริงสำหรับสายเคเบิลคู่บิดเกลียวเป็นฟังก์ชันของความเร็วระบุของการแพร่กระจาย (NVP) ความยาวและความถี่

NVP จะแตกต่างกันไปตามวัสดุอิเล็กทริกที่ใช้ในสายเคเบิล และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสงตัวอย่างเช่น โครงสร้างโพลีเอทิลีน (FRPE) ประเภท 5 ส่วนใหญ่มีช่วง NVP ตั้งแต่ 0.65cto0.70c (โดยที่ “c” แทนความเร็วแสง ~3 x108 ม./วินาที) เมื่อวัดบนสายเคเบิลสำเร็จรูปโครงสร้างสายเคเบิลเทฟลอน (FEP) มีช่วงตั้งแต่ 0.69cto0.73c ในขณะที่สายเคเบิลที่ทำจาก PVC อยู่ในช่วง 0.60cto0.64c

ค่า NVP ที่ต่ำกว่าจะทำให้เกิดความล่าช้าเพิ่มเติมสำหรับความยาวของสายเคเบิลที่กำหนด เช่นเดียวกับการเพิ่มความยาวสายเคเบิลจากปลายถึงปลายจะทำให้การหน่วงเวลาจากต้นทางถึงปลายเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนเช่นเดียวกับพารามิเตอร์การส่งข้อมูลอื่นๆ ค่าการหน่วงเวลาจะขึ้นอยู่กับความถี่

เมื่อสายเคเบิลเส้นเดียวกันหลายคู่แสดงประสิทธิภาพการหน่วงเวลาที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือความล่าช้าบิดเบี้ยวการเอียงของความล่าช้าถูกกำหนดโดยการวัดความแตกต่างระหว่างคู่ที่มีความล่าช้าน้อยที่สุดและคู่ที่มีความล่าช้ามากที่สุดปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการบิดเบี้ยวล่าช้า ได้แก่ การเลือกวัสดุ เช่น ฉนวนตัวนำ และการออกแบบทางกายภาพ เช่น ความแตกต่างของอัตราการบิดจากคู่หนึ่งไปอีกคู่หนึ่ง

ความล่าช้าในการขยายพันธุ์สายเคเบิล

แม้ว่าสายเคเบิลคู่บิดเบี้ยวทั้งหมดจะมีการเอียงของความล่าช้าในระดับหนึ่ง แต่สายเคเบิลที่ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อให้มีความแปรปรวนใน NVP และความแตกต่างของความยาวคู่ต่อคู่ จะมีความล่าช้าในการเอียงที่ยอมรับได้สำหรับการกำหนดค่าช่องสัญญาณแนวนอนที่เป็นไปตามมาตรฐานคุณลักษณะบางอย่างที่อาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการหน่วงเวลาของการบิดเบี้ยว ได้แก่ สายเคเบิลที่มีโครงสร้างไดอิเล็กทริกที่ออกแบบมาไม่ดี และสายเคเบิลที่มีอัตราการบิดแบบคู่ต่อคู่แตกต่างกันอย่างมาก

ความล่าช้าในการเผยแพร่และประสิทธิภาพการบิดเบือนความล่าช้าได้รับการระบุโดยมาตรฐานเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) บางส่วนสำหรับการกำหนดค่าช่องสัญญาณที่แย่ที่สุด 100 mchannel เพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งสัญญาณที่เหมาะสมปัญหาการส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับความล่าช้ามากเกินไปและการบิดเบือนความล่าช้ารวมถึงอัตราความกระวนกระวายใจและบิตที่เพิ่มขึ้นตามข้อกำหนดของ IEEE 802-series LAN ความล่าช้าในการแพร่กระจายสูงสุด 570 ns/100mat 1 MHz และความล่าช้าสูงสุดที่ 45ns/100mup ถึง 100 MHz อยู่ภายใต้การพิจารณาของ TIA สำหรับสายเคเบิลประเภท 3, 4 และ 5, 4 คู่นอกจากนี้ คณะทำงาน TIA TR41.8.1 ยังพิจารณาการพัฒนาข้อกำหนดเพื่อประเมินความล่าช้าในการแพร่กระจายและการบิดเบือนความล่าช้าสำหรับลิงก์และช่องแนวนอน 100 โอห์มที่สร้างขึ้นตามมาตรฐาน ANSI/TIA/EIA-568-Aจากผลของคณะกรรมการ TIA “Letter Ballot” TR-41:94-4 (PN-3772) มีการตัดสินใจระหว่างการประชุมเดือนกันยายน พ.ศ. 2539 ให้ออก “Industry Ballot” ในร่างฉบับแก้ไขก่อนที่จะเผยแพร่ยังคงไม่ได้รับการแก้ไขคือปัญหาที่ว่าการกำหนดประเภทจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ (เช่น หมวด 5.1) เพื่อสะท้อนถึงความแตกต่างระหว่างสายเคเบิลที่ได้รับการทดสอบสำหรับข้อกำหนดการหน่วงเวลา/การหน่วงเวลาเพิ่มเติม และสายเคเบิลที่ไม่ได้รับการแก้ไข

แม้ว่าความล่าช้าในการแพร่กระจายและการบิดเบือนความล่าช้าจะได้รับความสนใจอย่างมาก แต่สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าปัญหาประสิทธิภาพสายเคเบิลที่สำคัญที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน LAN ส่วนใหญ่ยังคงเป็นการลดทอนอัตราส่วน crosstalk (ACR)ในขณะที่ระยะขอบของ ACR ปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน และลดอุบัติการณ์ของข้อผิดพลาดบิต ประสิทธิภาพของระบบจะไม่ได้รับผลกระทบโดยตรงจากช่องสัญญาณเคเบิลที่มีระยะขอบการเอียงล่าช้าอย่างมากตัวอย่างเช่น การเบี่ยงเบนการหน่วงเวลา 15 ns สำหรับช่องสัญญาณเคเบิล โดยทั่วไปจะไม่ส่งผลให้ประสิทธิภาพเครือข่ายดีขึ้นกว่า 45 ns สำหรับระบบที่ออกแบบมาให้ทนต่อการบิดเบือนการหน่วงเวลาสูงสุด 50 ns

ด้วยเหตุผลนี้ การใช้สายเคเบิลที่มีระยะขอบการหน่วงเวลาอย่างมีนัยสำคัญจึงมีคุณค่ามากกว่าสำหรับการประกันที่พวกเขาให้ไว้กับแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งหรือปัจจัยอื่น ๆ ที่อาจผลักดันให้เกิดการหน่วงเวลาเกินขีดจำกัด แทนที่จะเป็นคำมั่นสัญญาถึงประสิทธิภาพของระบบที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับช่องสัญญาณที่ ตรงตามขีดจำกัดการหน่วงเวลาของระบบเพียงหลายนาโนวินาทีเท่านั้น

เนื่องจากพบว่าสายเคเบิลที่ใช้วัสดุอิเล็กทริกที่แตกต่างกันสำหรับคู่ที่แตกต่างกันนั้นก่อให้เกิดปัญหากับการเอียงล่าช้า จึงมีการถกเถียงกันเมื่อเร็ว ๆ นี้เกี่ยวกับการใช้วัสดุอิเล็กทริกผสมในการก่อสร้างสายเคเบิลคำเช่น "2 คูณ 2" (สายเคเบิลที่มีสองคู่ด้วยวัสดุอิเล็กทริก "A" และสองคู่ด้วยวัสดุ "B") หรือ "4 คูณ 0" (สายเคเบิลที่มีทั้งสี่คู่ทำจากวัสดุ A หรือวัสดุ B ) ที่เป็นไม้ซุงมากกว่าสายเคเบิล บางครั้งใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างอิเล็กทริก

แม้จะมีการโฆษณาเชิงพาณิชย์ที่อาจทำให้เข้าใจผิดว่ามีเพียงการก่อสร้างที่มีวัสดุอิเล็กทริกชนิดเดียวเท่านั้นที่จะแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการเอียงที่ยอมรับได้ ความจริงก็คือสายเคเบิลที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมซึ่งมีวัสดุอิเล็กทริกเดียวหรือวัสดุอิเล็กทริกหลายตัวก็สามารถตอบสนองได้อย่างเท่าเทียมกันแม้กระทั่ง ข้อกำหนดการบิดเบือนการหน่วงเวลาช่องสัญญาณที่รุนแรงที่สุดที่ระบุโดยมาตรฐานการใช้งานและที่อยู่ภายใต้การพิจารณาของ TIA

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โครงสร้างไดอิเล็กทริกแบบผสมอาจถูกนำมาใช้เพื่อชดเชยส่วนต่างของการหน่วงการบิดเบี้ยวซึ่งเป็นผลมาจากอัตราการบิดที่แตกต่างกันรูปที่ 1 และ 2 แสดงค่าความล่าช้าและการเอียงของตัวแทนที่ได้รับจากตัวอย่างสายเคเบิลยาว 100 เมตรที่เลือกแบบสุ่มซึ่งมีโครงสร้าง "2 x 2" (FRPE/FEP)โปรดทราบว่าความล่าช้าในการแพร่กระจายสูงสุดและการเบี่ยงเบนความล่าช้าสำหรับตัวอย่างนี้คือ 511 ns/100 และ 34 ns ตามลำดับในช่วงความถี่ตั้งแต่ 1 MHz ถึง 100 MHz