Factorul de viteză

Factorul de viteză, sau factorul de viteză în limba engleză , notat cu VF, ^[1] numit uneori viteza de propagare a undei opuure viteza de propagare (VoP sau $v_{\mathrm {P} }$ ${\ displaystyle v _ {\ mathrm {P}}}$ ${\ displaystyle v _ {\ mathrm {P}}}$ ), ^[2] a unui mediu de transmisie este raportul dintre viteza la care o față de undă (a unui semnal electromagnetic, a unui semnal radio , a unui impuls luminos într-o fibră optică sau a unei modificări a tensiunii electrice într-un fir de cupru) se propagă prin mediul și viteza luminii în vid . Pentru semnale optice, factorul de viteză este reciproc al indicelui de refracție .

Viteza semnalelor radio în vid, de exemplu, este viteza luminii pentru care factorul de viteză al unei unde radio în vid este egal cu 1 sau 100%. În cablurile electrice, factorul de viteză depinde în principal de materialul izolant (a se vedea tabelul de mai jos).

Utilizarea termenilor factor de viteză și viteză de propagare a undelor pentru a indica un raport de viteză este limitată la rețelele de calculatoare și la fabricarea cablurilor. În contextul general al științei și ingineriei, acești termeni ar trebui înțelese ca o viteză reală exprimată în unități de distanță pe unitate de timp, ^{[3] în} timp ce factorul de viteză este utilizat pentru raport.

Valorile tipice ale factorului de viteză

Factorul de viteză este o caracteristică importantă a mijloacelor utilizate pentru comunicații, cum ar fi cablurile din categoria 5 și liniile de transmisie pentru comunicațiile radio. Un cablu de date Plenum are de obicei un VF între 0,42 și 0,72 (între 42% și 72% din viteza luminii în vid) și alte cabluri în jur de 0,70. Un VF de 0,70 corespunde unei viteze de aproximativ 210.000.000 m / s, adică un metru parcurs în 4,76 ns .

Factori minimi de viteză pentru cablurile de rețea
VF (%)	Cablu	strat fizic Ethernet
74–79	Pereche răsucită Cat-7
77	RG-8 / U	Minim pentru 10BASE5 ^[4]
67	Fibra optică	Minim pentru 10BASE-FL , ^[5] 100BASE-FX , ...
65	RG-58A / U	Minim pentru 10BASE2 ^[6]
65	Cat-6A pereche răsucită	10GBASE-T
64	Pereche răsucită Cat-5e	100BASE-TX , 1000BASE-T
58,5	Pereche răsucită Cat-3	Minim pentru 10BASE-T ^[7]

Unele valori tipice ale factorului de viteză pentru cablurile de comunicații radio indicate în manuale și texte sunt date în tabelul următor: ^[8] ^[9]

VF (%)	Linie de transmisie
95-99	Linia "Scara" cu fir deschis
93	Cablu coaxial HJ8-50B 3 inch Heliax (aer dielectric) ^[10]
86	Cablu coaxial RG-8 Belden 7810A (spumă injectată cu gaz din polietilenă de înaltă densitate) ^[11]
83	Cablu coaxial RG-6 Belden 1189A, Cablu coaxial RG-11 Belden 1523A
82	Cablu coaxial RG-8X Belden 9258 (polietilenă dielectrică spumată)
80	Belden 9085 dublu plumb
77	Generic RG-8 / U (polietilenă spumată)
66	Belden 8723 pereche torsadată dublă ecranată (izolator din polipropilenă) ^[12]
66	RG-213 CXP213 (polietilenă dielectrică solidă)

Calculul factorului de viteză

Semnalele electrice

Factorul de viteză VF este egal cu reciprocul rădăcinii pătrate a constantei dielectrice relative $\epsilon _{\mathrm {r} }$ ${\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}$ ${\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}$ , a mediului prin care se propagă semnalul:

\mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\epsilon _{\mathrm {r} }}}}\

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ epsilon _ {\ mathrm {r}}}}} \}

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ epsilon _ {\ mathrm {r}}}}} \}

în cazul tipic în care permeabilitatea magnetică relativă , $\mu _{\mathrm {r} }$ ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ , este egal cu 1. În cel mai general caz:

\mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\mu _{\mathrm {r} }\epsilon _{\mathrm {r} }}}}\

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ mu _ {\ mathrm {r}} \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}}} \}

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ mu _ {\ mathrm {r}} \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}}} \}

inclusiv materiale conductoare magnetice neutilizate în mod obișnuit, cum ar fi ferita .

Factorul de viteză pentru o linie de transmisie non-disipativă este dat de:

\mathrm {VF} ={\frac {1}{c_{\mathrm {0} }{\sqrt {L'C'}}}}\

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {c _ {\ mathrm {0}} {\ sqrt {L'C '}}}} \}

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {c _ {\ mathrm {0}} {\ sqrt {L'C '}}}} \}

unde este $L^{'}$ ${\ displaystyle L '}$ $L '$ este inductanța distribuită (în henry pe unitate de lungime), ${C.}^{'}$ ${\ displaystyle C '}$ ${\ displaystyle C '}$ este capacitatea distribuită între cei doi conductori (în farade pe unitate de lungime) e $c_{\mathrm {0} }$ ${\ displaystyle c _ {\ mathrm {0}}}$ ${\ displaystyle c _ {\ mathrm {0}}}$ este viteza luminii în vid.

Semnalele optice

Factorul de viteză VF este egal cu reciprocitatea indicelui de refracție ${n}$ ${\ displaystyle {n}}$ ${n}$ a mediului, de obicei fibra optica .

\mathrm {VF} ={\frac {1}{n}}\

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {n}} \}

{\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {n}} \}

Notă

^ Gottlieb, IM, Tehnici practice de proiectare a puterii RF , TAB Books, 1993, ISBN 0-8306-4129-7 , p.251 („factor de viteză”)
^ Velocity of Propagation , la generalcable.co.nz , General Cable Australia Pty Ltd. Accesat la 13 februarie 2010 (arhivat din original la 13 ianuarie 2015) .
^ "viteza de propagare" în Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary , Edinburgh, 1991, ISBN 1-85296-150-3
^ IEEE 802.3 Clauza 8.4.1.3
^ IEEE 802.3 Clauza 15.3.1.3
^ IEEE 802.3 Clauza 10.5.1.3
^ IEEE 802.3 Clauza 14.4.2.4
^ H. Ward Silver, N0AX (ed.), Capitolul 22: Date componente și referințe , în Manualul ARRL pentru comunicații radio , 88th, ARRL , 2011, p. 22.48, ISBN 978-0-87259-096-0 .
^ Kenneth L. Kaiser, Transmission Lines, Matching, and Crosstalk , CRC Press, 2005, pp. 2–24, ISBN 978-0-8493-6362-7 .
^ https://www.commscope.com/catalog/cables/pdf/part/1464/HJ8-50B.pdf
^ https://catalog.belden.com/techdata/EN/7810A_techdata.pd
^ 8723 Multi-Conductor - Cablu cu pereche răsucită ecranată ( PDF ), la Belden.com . Adus la 6 iulie 2017 (arhivat din original la 17 mai 2017) .

Elemente conexe

Portalul electromagnetismului : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electromagnetism

[1] Gottlieb, IM, Tehnici practice de proiectare a puterii RF , TAB Books, 1993, ISBN 0-8306-4129-7 , p.251 („factor de viteză”)

[2] Velocity of Propagation , la generalcable.co.nz , General Cable Australia Pty Ltd. Accesat la 13 februarie 2010 (arhivat din original la 13 ianuarie 2015) .

[3] "viteza de propagare" în Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary , Edinburgh, 1991, ISBN 1-85296-150-3

[4] IEEE 802.3 Clauza 8.4.1.3

[5] IEEE 802.3 Clauza 15.3.1.3

[6] IEEE 802.3 Clauza 10.5.1.3

[7] IEEE 802.3 Clauza 14.4.2.4

[8] H. Ward Silver, N0AX (ed.), Capitolul 22: Date componente și referințe , în Manualul ARRL pentru comunicații radio , 88th, ARRL , 2011, p. 22.48, ISBN 978-0-87259-096-0 .

[9] Kenneth L. Kaiser, Transmission Lines, Matching, and Crosstalk , CRC Press, 2005, pp. 2–24, ISBN 978-0-8493-6362-7 .

[10] ttps://www.commscope.com/catalog/cables/pdf/part/1464/HJ8-50B.pdf

[11] ttps://catalog.belden.com/techdata/EN/7810A_techdata.pd

[12] 8723 Multi-Conductor - Cablu cu pereche răsucită ecranată ( PDF ), la Belden.com . Adus la 6 iulie 2017 (arhivat din original la 17 mai 2017) .

[1]

[2]

[3] în

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]