Коэффициент скорости

редактировать

Коэффициент скорости (VF), также называемый скоростью распространения волны или скоростью распространения (VoP или $v P {\ displaystyle v _ {\ mathrm {P}}}$ $v _ {\ mathrm {P}}$ ), среды передачи является отношение скорости, с которой волновой фронт (электромагнитного сигнала, радио сигнала, светового импульса в оптическом волокне или изменение электрического напряжения на медная проволока ) проходит через среду со скоростью света в вакууме. Для оптических сигналов коэффициент скорости обратно пропорционален показателю преломления.

. Например, скорость радиосигналов в вакууме равна скорости света, и так что коэффициент скорости радиоволны в вакууме равен единице или 100%. В электрических кабелях коэффициент скорости в основном зависит от изоляционного материала (см. Таблицу ниже).

Использование терминов «скорость распространения» и «скорость распространения волны» для обозначения соотношения скоростей ограничивается компьютерными сетями и кабельной промышленностью. В общем научном и инженерном контексте эти термины следует понимать как означающие истинную скорость или скорость в единицах расстояния за время, в то время как коэффициент скорости используется для соотношения.

Содержание

1 Типичные коэффициенты скорости
2 Расчет коэффициента скорости
- 2.1 Электрическая волна
- 2.2 Оптическая волна
3 См. Также
4 Ссылки

Типичные коэффициенты скорости

Коэффициент скорости является важной характеристикой средств связи, таких как кабели категории 5 и радио линии передачи. Кабель для передачи данных обычно имеет VF от 0,42 до 0,72 (от 42% до 72% скорости света в вакууме) и вертикальный кабель около 0,70. VF 0,70 соответствует скорости приблизительно 210 000 000 м / с или 4,76 нс на метр.

Минимальные коэффициенты скорости для сетевых кабелей
VF (%)	Кабель	Физический уровень Ethernet
74–79	Cat-7 витая пара
77	RG-8 / U	Минимум для 10BASE5
67	Оптоволокно	Минимум для 10BASE-FL, 100BASE-FX,...
65	RG-58A/U	Минимум для 10BASE2
65	Cat-6A витая пара	10GBASE-T
64	Cat-5e витая пара	100BASE-TX, 1000BASE-T
58,5	витая пара Cat-3	Минимум для 10BASE-T

Некоторые типичные Коэффициенты скорости для кабелей радиосвязи, приведенные в справочниках и текстах, приведены в следующей таблице:

VF (%)	Линия передачи
95–99	Лестничная "лестничная" линия
93	HJ8-50B 3-дюймовый коаксиальный кабель Heliax (воздушный диэлектрик)
86	RG-8 Коаксиальный кабель Belden 7810A (пена с газовой инжекцией высокой плотности полиэтилен)
83	Коаксиальный кабель RG-6 Belden 1189A, коаксиальный кабель RG-11 Belden 1523A
82	Коаксиальный кабель RG-8X Belden 9258 (вспененный полиэтиленовый диэлектрик)
80	Belden 90 85 двухпроводной
77	RG-8 / U generic (вспененный полиэтилен)
66	двухрядная экранированная витая пара Belden 8723, многопроволочная (полипропиленовый изолятор)
66	RG-213 CXP213 (твердый полиэтиленовый диэлектрик)

Расчет коэффициент скорости

Электрическая волна

VF равняется обратной квадратному корню из диэлектрической постоянной (относительная диэлектрическая проницаемость ), $κ {\ displaystyle \ kappa}$ $\ kappa$ или $ϵ r {\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}$ ${\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}$ , материала, через который проходит сигнал:

VF = 1 κ {\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ kappa}}} \}

\ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ kappa}}} \

в обычном случае, когда относительная проницаемость, $μ r {\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ , равна 1. В наиболее общем случае:

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

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

, который включает необычные магнитопроводящие материалы, такие как феррит.

Коэффициент скорости для без потерь tra n строка передачи задается следующим образом:

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

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

где $L ′ {\ displaystyle L '}$ $L'$ - распределенная индуктивность (в генри на единицы длины), $C ′ {\ displaystyle C '}$ $C'$ - емкость между двумя проводниками (в фарадах на единицу длины) и $c 0 {\ displaystyle c _ {\ mathrm {0}}}$ ${\ displaystyle c _ {\ mathrm {0}}}$ - скорость света в вакууме.

Оптическая волна

VF равна обратной величине показателя преломления $n {\ displaystyle {n}}$ ${n}$ среды, обычно оптическое волокно.

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

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