Кільком професіоналам у сфері телекомунікацій такі поняття, як «затримка поширення» та «перекос затримки», викликають у пам’яті болісні спогади про уроки фізики в середній школі.Насправді вплив затримки та перекосу затримки на передачу сигналу легко пояснити та зрозуміти.
Затримка — це властивість, яка, як відомо, існує для всіх типів середовищ передачі.Затримка розповсюдження еквівалентна часу, який проходить між моментом передачі сигналу та моментом його отримання на іншому кінці кабельного каналу.Ефект схожий на затримку часу між ударом блискавки та громом, за винятком того, що електричні сигнали поширюються набагато швидше, ніж звук.Фактичне значення затримки для кабелю типу вита пара є функцією номінальної швидкості поширення (NVP), довжини та частоти.
NVP змінюється залежно від діелектричних матеріалів, які використовуються в кабелі, і виражається у відсотках від швидкості світла.Наприклад, більшість конструкцій із поліетилену категорії 5 (FRPE) мають NVP у діапазоні від 0,65c до 0,70c (де «c» означає швидкість світла ~3 x 108 м/с) при вимірюванні на готовому кабелі.Конструкції кабелю з тефлону (FEP) варіюються від 0,69c до 0,73c, тоді як кабелі з ПВХ мають діапазон від 0,60c до 0,64c.
Менші значення NVP сприятимуть додатковій затримці для даної довжини кабелю, так само як збільшення довжини наскрізного кабелю спричинить пропорційне збільшення затримки з кінця в кінець.Як і для більшості інших параметрів передачі, значення затримки залежать від частоти.
Коли кілька пар в одному кабелі демонструють різну продуктивність затримки, результатом є перекіс затримки.Перекіс затримки визначається шляхом вимірювання різниці між парою з найменшою затримкою та парою з найбільшою затримкою.Фактори, які впливають на перекіс затримки, включають вибір матеріалу, наприклад ізоляцію провідника, і фізичну конструкцію, наприклад різницю в швидкості скручування від пари до пари.
Затримка поширення кабелю
Незважаючи на те, що всі кабелі з витою парою демонструють певний перекіс затримки, кабелі, які сумлінно розроблені з урахуванням відхилень у NVP і різниць у довжині між парами, матимуть прийнятний перекіс затримки для стандартних конфігурацій горизонтальних каналів.Деякі з характеристик, які можуть негативно вплинути на продуктивність перекосу затримки, включають кабелі з погано спроектованою діелектричною конструкцією та кабелі з надзвичайною різницею в швидкостях скручування між парами.
Затримка розповсюдження та перекос затримки визначаються деякими стандартами локальної мережі (LAN) для найгірших конфігурацій 100 мканалів для забезпечення належної передачі сигналу.Проблеми передачі, пов'язані з надмірною затримкою та перекосом затримки, включають збільшення тремтіння та частоти бітових помилок.Відповідно до специфікацій локальної мережі серії IEEE 802 TIA розглядає максимальну затримку поширення 570 нс/100 мат 1 МГц і максимальний перекіс затримки від 45 нс/100 мкм до 100 МГц для 4-парних кабелів категорії 3, 4 і 5.Робоча група TIA TR41.8.1 також розглядає розробку вимог щодо оцінки затримки розповсюдження та перекосу затримки для 100-омних горизонтальних каналів і каналів, які побудовані відповідно до ANSI/TIA/EIA-568-A.У результаті комітету TIA «Бюлетень для листів» TR-41:94-4 (PN-3772) було вирішено під час зустрічі у вересні 1996 р. випустити «Бюлетень для галузей» на переглянутому проекті перед випуском.Досі залишається невирішеним питання про те, чи будуть змінені позначення категорій (наприклад, категорія 5.1), щоб відобразити відмінності між кабелями, які перевіряються на додаткові вимоги до затримки/викривлення затримки, і тими, які не є.
Незважаючи на те, що затримці розповсюдження та перекосу затримки приділяється велика увага, важливо відзначити, що найбільш суттєвою проблемою продуктивності кабелю для більшості додатків локальної мережі залишається співвідношення затухання до перехресних перешкод (ACR).У той час як запаси ACR покращують співвідношення сигнал/шум і, таким чином, зменшують кількість бітових помилок, на продуктивність системи не так безпосередньо впливають кабельні канали зі значними запасами перекосу затримки.Наприклад, перекіс затримки в 15 нс для кабельного каналу, як правило, не призведе до кращої продуктивності мережі, ніж 45 нс, для системи, призначеної для перекосу затримки до 50 нс.
З цієї причини використання кабелів зі значними запасами перекосу затримки є більш цінним для страхування, яке вони забезпечують від практик встановлення або інших факторів, які інакше можуть підштовхнути перекіс затримки до межі, а не обіцянки кращої продуктивності системи порівняно з каналом, який відповідає обмеженням перекосу системної затримки лише на кілька наносекунд.
Оскільки було виявлено, що кабелі, у яких використовуються різні діелектричні матеріали для різних пар, викликають проблеми з перекосом затримки, нещодавно виникла суперечка щодо використання змішаних діелектричних матеріалів у конструкції кабелю.Такі терміни, як «2 на 2» (кабель, що має дві пари з діелектричним матеріалом «A» і дві пари з матеріалом «B») або «4 на 0» (кабель, який має всі чотири пари, зроблені або з матеріалу A, або з матеріалу B ), які більше вказують на деревину, ніж на кабель, іноді використовуються для опису діелектричної конструкції.
Незважаючи на комерційний ажіотаж, який може ввести в оману думку про те, що лише конструкції, що мають один тип діелектричного матеріалу, демонструватимуть прийнятну ефективність перекосу затримки, факт полягає в тому, що належним чином сконструйовані кабелі, що мають або один діелектричний матеріал, або декілька діелектричних матеріалів, однаково здатні задовольнити навіть найсуворіші вимоги до перекосу затримки каналу, визначені стандартами програм і тими, що розглядаються TIA.
За деяких умов змішані діелектричні конструкції можуть навіть використовуватися для компенсації різниць перекосів затримки, які є результатом різних швидкостей скручування.На рисунках 1 і 2 показано репрезентативні значення затримки та перекосу, отримані з випадково вибраного 100-метрового зразка кабелю, що має конструкцію «2 на 2» (FRPE/FEP).Зауважте, що максимальна затримка поширення та перекіс затримки для цього зразка становлять 511 нс/100 і 34 нс відповідно в діапазоні частот від 1 МГц до 100 МГц.
Час публікації: 23 березня 2023 р