Yayılma Gecikmesi ve Gecikme Eğikliği

Birçok telekomünikasyon profesyonelinin aklına 'yayılma gecikmesi' ve 'gecikme çarpıklığı' gibi kavramlar lise fizik dersinin acı dolu anılarını getiriyor.Gerçekte gecikme ve gecikme çarpıklığının sinyal iletimi üzerindeki etkileri kolaylıkla açıklanabilir ve anlaşılabilir.

Gecikme, tüm iletim ortamı türleri için mevcut olduğu bilinen bir özelliktir.Yayılma gecikmesi, bir sinyalin iletilmesi ile kablo kanalının diğer ucundan alınması arasında geçen süreye eşdeğerdir.Etki, yıldırım çarpması ile gök gürültüsünün duyulması arasındaki zaman gecikmesine benzer; ancak elektrik sinyalleri sesten çok daha hızlı hareket eder.Bükümlü çift kablolama için gerçek gecikme değeri, nominal yayılma hızının (NVP), uzunluğun ve frekansın bir fonksiyonudur.

NVP, kabloda kullanılan dielektrik malzemelere göre değişir ve ışık hızının yüzdesi olarak ifade edilir.Örneğin, çoğu kategori 5 polietilen (FRPE) yapı, bitmiş kablo üzerinde ölçüldüğünde 0,65c ila 0,70c arasında NVP aralıklarına sahiptir (“c”, ~3 x108 m/s ışık hızını temsil eder).Teflon (FEP) kablo yapıları 0,69c ila 0,73c arasında değişirken, PVC'den yapılmış kablolar 0,60c ila 0,64c aralığındadır.

Daha düşük NVP değerleri, belirli bir kablo uzunluğu için ek gecikmeye katkıda bulunacaktır; tıpkı uçtan uca kablo uzunluğundaki bir artışın, uçtan uca gecikmede orantılı bir artışa neden olacağı gibi.Diğer iletim parametrelerinin çoğunda olduğu gibi gecikme değerleri de frekansa bağlıdır.

Aynı kablodaki birden fazla çift farklı gecikme performansı sergilediğinde sonuç gecikme çarpıklığıdır.Gecikme çarpıklığı, en az gecikmeye sahip çift ile en fazla gecikmeye sahip çift arasındaki fark ölçülerek belirlenir.Gecikme eğrilme performansını etkileyen faktörler arasında iletken yalıtımı gibi malzeme seçimi ve çiftten çifte büküm oranlarındaki farklılıklar gibi fiziksel tasarım yer alır.

Kablo Yayılım Gecikmesi

Her ne kadar tüm bükümlü çift kablolar bir dereceye kadar gecikme çarpıklığı gösterse de, NVP'deki farklılıklara ve çiftler arası uzunluk farklarına izin verecek şekilde özenle tasarlanmış kablolar, standartlara uygun yatay kanal konfigürasyonları için kabul edilebilir bir gecikme çarpıklığına sahip olacaktır.Gecikme eğrilme performansını olumsuz yönde etkileyebilecek özelliklerden bazıları, kötü tasarlanmış dielektrik yapılara sahip kabloları ve çiftten çifte bükülme oranlarında aşırı farklılıklara sahip olan kabloları içerir.

Yayılma gecikmesi ve gecikme çarpıklığı performansı, uygun sinyal iletimini sağlamak amacıyla en kötü durum 100 mkanal yapılandırmaları için bazı yerel alan ağı (LAN) standartları tarafından belirlenir.Aşırı gecikme ve gecikme çarpıklığıyla ilişkili iletim sorunları arasında artan titreşim ve bit hatası oranları yer alır.IEEE 802 serisi LAN spesifikasyonlarına dayalı olarak, kategori 3, 4 ve 5, 4 çiftli kablolar için TIA tarafından 570 ns/100mat 1 MHz'lik maksimum yayılma gecikmesi ve 100 MHz'e kadar 45ns/100m'lik maksimum gecikme eğimi değerlendirilmektedir.TIA Çalışma Grubu TR41.8.1 aynı zamanda ANSI/TIA/EIA-568-A'ya uygun olarak inşa edilen 100 ohm yatay bağlantılar ve kanallar için yayılma gecikmesini ve gecikme çarpıklığını değerlendirmeye yönelik gereksinimlerin geliştirilmesini de değerlendirmektedir.TIA komitesinin "Mektup Oylaması" TR-41:94-4 (PN-3772) sonucunda, Eylül 1996'daki toplantıda, yayınlanmadan önce revize edilmiş bir taslak üzerinde bir "Sanayi Oylaması" yayınlanmasına karar verildi.Ek gecikme/gecikme eğriliği gereksinimleri için test edilen kablolar ile test edilmeyen kablolar arasındaki farkları yansıtacak şekilde kategori tanımlamalarının (örneğin, kategori 5.1) değişip değişmeyeceği konusu hala çözülmemiş durumdadır.

Yayılma gecikmesi ve gecikme çarpıklığı çok fazla dikkat çekmesine rağmen, çoğu LAN uygulaması için en önemli kablolama performansı sorununun çapraz konuşma oranının zayıflaması (ACR) olmaya devam ettiğini belirtmek önemlidir.ACR marjları sinyal-gürültü oranlarını iyileştirip bit hataları olasılığını azaltırken, sistem performansı önemli gecikme çarpık marjlarına sahip kablolama kanallarından doğrudan etkilenmez.Örneğin, bir kablolama kanalı için 15 ns'lik gecikme eğriliği, 50 ns'ye kadar gecikme eğriliğini tolere edecek şekilde tasarlanmış bir sistem için genellikle 45 ns'den daha iyi bir ağ performansıyla sonuçlanmayacaktır.

Bu nedenle, önemli gecikme eğrilme marjlarına sahip kabloların kullanımı, daha iyi bir sistem performansı vaadinden ziyade, kurulum uygulamalarına veya gecikme eğriliğini limitin üzerine itebilecek diğer faktörlere karşı sağladıkları sigorta açısından daha değerlidir. sistem gecikme eğrilik sınırlarını yalnızca birkaç nanosaniye kadar karşılar.

Farklı çiftler için farklı dielektrik malzemeler kullanan kabloların gecikme çarpıklığına neden olduğu tespit edildiğinden, son zamanlarda kablo yapımında karışık dielektrik malzemelerin kullanımı konusunda tartışmalar yaşandı."2 x 2" (iki çifti "A" dielektrik malzemesi ve iki çifti "B" malzemesi olan bir kablo) veya "4 x 0" (dört çiftin tamamı A malzemesinden veya B malzemesinden yapılmış bir kablo) gibi terimler ) kablodan çok keresteyi andıran, bazen dielektrik yapıyı tanımlamak için kullanılır.

Yalnızca tek tip dielektrik malzemeye sahip yapıların kabul edilebilir gecikme eğriliği performansı sergileyeceğine inandırabilecek ticari yanılgıya rağmen, gerçek şu ki, ya bir dielektrik malzemeye ya da birden fazla dielektrik malzemeye sahip uygun şekilde tasarlanmış kablolar, Uygulama standartları ve TIA tarafından değerlendirilmekte olan standartlar tarafından belirlenen en ciddi kanal gecikmesi çarpıklığı gereksinimleri.

Bazı koşullar altında, farklı büküm hızlarından kaynaklanan gecikme eğrilik farklılıklarını dengelemek için karışık dielektrik yapılar bile kullanılabilir.Şekil 1 ve 2, "2'ye 2" (FRPE/FEP) yapıya sahip, rastgele seçilmiş 100 metrelik bir kablo örneğinden elde edilen temsili gecikme ve eğrilme değerlerini göstermektedir.Bu örnek için maksimum yayılma gecikmesi ve gecikme eğriliğinin, 1 MHz ila 100 MHz frekans aralığında sırasıyla 511 ns/100man ve 34 ns olduğuna dikkat edin.