Фактор скорости

Коэффициент скорости ( VF ), ^[1] также называется скоростью распространения волны или скоростью распространения ( VoP или $v_{\mathrm {P} }$ ), ^[2] среды передачи — это отношение скорости, с которой волновой фронт (электромагнитного сигнала, радиосигнала , светового импульса в оптическом волокне или изменения электрического напряжения на медном проводе ) проходит через среду, к скорости скорость света в вакууме. Для оптических сигналов коэффициент скорости является обратной величиной показателя преломления .

скорость радиосигналов в вакууме Например, равна скорости света , поэтому коэффициент скорости радиоволны в вакууме равен 1,0 (единица). В воздухе коэффициент скорости составляет ~0,9997 . В электрических кабелях коэффициент укорочения в основном зависит от изоляционного материала (см. таблицу ниже).

Использование терминов «скорость распространения» и «скорость распространения волн» для обозначения соотношения скоростей ограничивается сферой компьютерных сетей и кабельной промышленности. В общем научном и инженерном контексте эти термины следует понимать как означающие истинную скорость или скорость в единицах расстояния за время. ^[3] в то время как коэффициент скорости для соотношения используется .

Типичные коэффициенты скорости

Фактор скорости является важной характеристикой средств связи, таких как кабели категории 5 и линии радиопередачи . Кабель передачи данных «пленум» обычно имеет VF от 0,42 до 0,72 (от 42% до 72% скорости света в вакууме), а подъемный кабель около 0,70 (приблизительно 210 000 000 м/с или 4,76 нс на метр).

Минимальные коэффициенты скорости для сетевых кабелей
ФЖ (%)	Кабель	Физический уровень Ethernet
74–79	Cat-7 Витая пара
77	РГ-8/У	Минимум для 10BASE5 ^[4]
67	Оптическое волокно (силикатное стекло)	Минимум для 10BASE-FL , ^[5] 100BASE-FX , ...
67	Пластиковое оптическое волокно ( ПММА )	1000BASE-RH x
63	Пластиковое оптическое волокно ( полистирол )	1000BASE-RH x
65	РГ-58А/У	Минимум для 10BASE2 ^[6]
65	Cat-6A Витая пара	10GBASE-T
64	Cat-5e Витая пара	100BASE-TX , 1000BASE-T
58.5	Cat-3 Витая пара	Минимум для 10BASE-T ^[7]

Некоторые типичные коэффициенты скорости для кабелей радиосвязи, представленные в руководствах и учебниках, приведены в следующей таблице: ^[8]^[9]

ФЖ (%)	Линия передачи
95–99	Открытая «Лестничная» линия
93	HJ8-50B 3-дюймовый коаксиальный кабель Heliax (воздушный диэлектрик) ^[10]
86	RG-8 Belden 7810A Коаксиальный кабель (газонаполненный вспененный полиэтилен высокой плотности) ^[11]
83	Коаксиальный кабель RG-6 Belden 1189A, коаксиальный кабель RG-11 Belden 1523A
82	Коаксиальный кабель RG-8X Belden 9258 (диэлектрик из вспененного полиэтилена)
80	Belden 9085 двухпроводной
77	РГ-8/У универсальный (вспененный полиэтилен)
66	Belden 8723 сдвоенная экранированная витая пара (полипропиленовый изолятор) ^[12]
66	RG-213 CXP213 (твердый полиэтиленовый диэлектрик)

Расчет коэффициента скорости

Электрическая волна

VF равен обратной величине квадратного корня из диэлектрической проницаемости ( относительной диэлектрической проницаемости ), $\kappa$ или $\epsilon _{\mathrm {r} }$ , материала, через который проходит сигнал:

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

в обычном случае, когда относительная проницаемость , $\mu _{\mathrm {r} }$ , равно 1. В самом общем случае:

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

который включает в себя необычные магнитопроводящие материалы, такие как феррит .

Коэффициент скорости для линии передачи без потерь определяется как:

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

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

Оптическая волна

VF равен обратной величине показателя преломления. ${n}$ среды, обычно оптического волокна .

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

См. также

Ссылки

^ Готлиб, И.М., Практические методы проектирования радиочастотной мощности , TAB Books, 1993, ISBN 0-8306-4129-7 , стр. 251 («коэффициент скорости»)
^ Скорость распространения , General Cable Australia Pty Ltd, получено 13 февраля 2010 г.
^ «скорость распространения» в Уокере, PMB, Словаре науки и технологий Чемберса, Эдинбург, 1991, ISBN 1-85296-150-3
^ IEEE 802.3, пункт 8.4.1.3.
^ IEEE 802.3, пункт 15.3.1.3.
^ IEEE 802.3, пункт 10.5.1.3.
^ IEEE 802.3, пункт 14.4.2.4.
^ Х. Уорд Сильвер, изд. (2011). «Глава 22: Данные о компонентах и ссылки». Справочник ARRL по радиосвязи (88-е изд.). АРРЛ . п. 22.48. ISBN 978-0-87259-096-0 .
^ Кайзер, Кеннет Л. (2005). Линии передачи, согласование и перекрестные помехи . ЦРК Пресс. стр. 2–24. ISBN 978-0-8493-6362-7 .
^ «HJ8-50B» (PDF) . commscope.com . Проверено 22 марта 2022 г.
^ «Глобальный каталог Belden» .
^ «Многожильный кабель 8723 — экранированная витая пара» (PDF) . Belden.com . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2018 г. Проверено 6 июля 2017 г.

[1] Готлиб, И.М., Практические методы проектирования радиочастотной мощности , TAB Books, 1993, ISBN 0-8306-4129-7 , стр. 251 («коэффициент скорости»)

[2] Скорость распространения , General Cable Australia Pty Ltd, получено 13 февраля 2010 г.

[3] «скорость распространения» в Уокере, PMB, Словаре науки и технологий Чемберса, Эдинбург, 1991, ISBN 1-85296-150-3

[4] IEEE 802.3, пункт 8.4.1.3.

[5] IEEE 802.3, пункт 15.3.1.3.

[6] IEEE 802.3, пункт 10.5.1.3.

[7] IEEE 802.3, пункт 14.4.2.4.

[8] Х. Уорд Сильвер, изд. (2011). «Глава 22: Данные о компонентах и ссылки». Справочник ARRL по радиосвязи (88-е изд.). АРРЛ . п. 22.48. ISBN 978-0-87259-096-0 .

[9] Кайзер, Кеннет Л. (2005). Линии передачи, согласование и перекрестные помехи . ЦРК Пресс. стр. 2–24. ISBN 978-0-8493-6362-7 .

[10] «HJ8-50B» (PDF) . commscope.com . Проверено 22 марта 2022 г.

[11] «Глобальный каталог Belden» .

[12] «Многожильный кабель 8723 — экранированная витая пара» (PDF) . Belden.com . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2018 г. Проверено 6 июля 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]