عامل السرعة

الموسوعة الحرة

معامل السرعة ( VF ) [ 1 ] لوسط ناقل هو نسبة سرعة مرور جبهة الموجة (لإشارة كهرومغناطيسية، أو إشارة راديو ، أو نبضة ضوئية في ألياف بصرية ، أو تغير في الجهد الكهربائي على سلك نحاسي ) عبر الوسط، إلى سرعة الضوء في الفراغ . بالنسبة للإشارات الضوئية، يكون معامل السرعة مقلوب معامل الانكسار .

سرعة الموجات الراديوية في الفراغ ، على سبيل المثال، هي سرعة الضوء ، وبالتالي فإن معامل سرعة الموجة الراديوية في الفراغ يساوي 1.0 (واحد). أما في الهواء، فيبلغ معامل السرعة حوالي 0.9997 . وفي الكابلات الكهربائية، يعتمد معامل السرعة بشكل أساسي على مادة العزل (انظر الجدول أدناه).

في صناعات شبكات الحاسوب والكابلات، يُستخدم مصطلح سرعة الانتشار (VoP أوvP{\displaystyle v_{\mathrm {P} }}يُستخدم مصطلح سرعة انتشار الموجة أيضًا للدلالة على نسبة السرعات. [ 2 ] في سياق العلوم والهندسة بشكل عام، يُفهم من هذه المصطلحات أنها تعني سرعة فعلية أو سرعة متجهة، بوحدة المسافة لكل وحدة زمنية (ووحدات مثل المتر في الثانية)، [ 3 ] بينما يُستخدم عامل السرعة للدلالة على النسبة.

عوامل السرعة النموذجية

يُعد عامل السرعة سمة مهمة لوسائط الاتصال مثل كابلات الفئة 5 وخطوط نقل الراديو . عادةً ما يكون لكابل بيانات Plenum عامل سرعة يتراوح بين 0.42 و 0.72 (من 42% إلى 72% من سرعة الضوء في الفراغ)، بينما يبلغ عامل السرعة في كابلات الرفع حوالي 0.70 (ما يقارب 210,000,000 متر/ثانية أو 4.76 نانوثانية لكل متر).  

الحد الأدنى لعوامل السرعة المسموح بها لمعايير كابلات الشبكة
VF (%)نوع الكابلالطبقة الفيزيائية لشبكة الإيثرنت
74~79%
زوج من أسلاك Cat-7 الملتوية
77%
RG-8/Uالحد الأدنى لنظام 10BASE5 [ 4 ]
67%
الألياف البصرية (زجاج السيليكا)الحد الأدنى لـ 10BASE-FL ، [ 5 ] 100BASE-FX ، ...
67%
الألياف البصرية البلاستيكية ( PMMA )1000BASE-RH x
63%
الألياف البصرية البلاستيكية ( البوليسترين )
65%
RG-58A/Uالحد الأدنى لـ 10BASE2 [ 6 ]
65%
زوج ملتوي من الفئة السادسة10GBASE-T
64%
زوج من القط-5100BASE-TX ، 1000BASE-T
58.5%
زوج ملتوي من الفئة 3الحد الأدنى لـ 10BASE-T [ 7 ]

بعض عوامل السرعة النموذجية لكابلات الاتصالات اللاسلكية الواردة في الكتيبات والنصوص موضحة في الجدول التالي: [ 8 ] [ 9 ]

VF (%)خط نقل الطاقةعزل مركزي
95-99%
خط سلكي مفتوح ("خط سلمي")معزول بالهواء
93%
كابل محوري هيلياكس HJ8-50B مقاس 3 بوصاتعازل هوائي [ 10 ]
86%
كابل RG-8 Belden 7810A المحوريالبولي إيثيلين عالي الكثافة الرغوي المحقون بالغاز [ 11 ]
83%
كابل RG-6 Belden 1189A المحوري، كابل RG-11 Belden 1523A المحوري
82%
كابل RG-8X Belden 9258 المحوريعازل كهربائي من البولي إيثيلين الرغوي
80%
بيلدن 9085 سلك مزدوج
77%
RG-8/U عامالبولي إيثيلين الرغوي
66%
زوج ملتوي مجدول محمي مزدوج من بيلدن 8723عازل البولي بروبيلين [ 12 ]
66%
RG-213 CXP213عازل كهربائي من البولي إيثيلين الصلب

حساب معامل السرعة

الموجة الكهربائية

VF يساوي مقلوب الجذر التربيعي لثابت العزل الكهربائي ( السماحية النسبية )،κ{\displaystyle \kappa }أوϵر{\displaystyle \epsilon _{\mathrm {r} }}، من المادة التي تمر الإشارة من خلالها:

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

في الحالة المعتادة حيث تكون النفاذية النسبية ،μر{\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}، هو 1. في الحالة الأكثر عمومية:

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

والتي تشمل مواد موصلة مغناطيسية غير عادية، مثل الفريت .

يُعطى عامل السرعة لخط نقل عديم الفقد بالصيغة التالية:

VF=1ج0ل′ج′ {\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{c_{\mathrm {0} }{\sqrt {L'C'}}}}\ }

أينل′{\displaystyle L'}هي الحث الخطي (الحث لكل وحدة طول، بالهنري لكل متر)،ج′{\displaystyle C'}هي السعة الخطية (السعة لكل وحدة طول) بين الموصلين (السعة لكل وحدة طول، بالفاراد لكل متر)، وج0{\displaystyle c_{\mathrm {0} }}هي سرعة الضوء في الفراغ.

الموجة الضوئية

VF يساوي مقلوب معامل الانكسارن{\displaystyle {n}}من الوسط، وعادة ما يكون الألياف البصرية .

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

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ غوتليب، آي إم، تقنيات تصميم طاقة الترددات اللاسلكية العملية ، منشورات تاب، 1993، رقم ISBN 0-8306-4129-7، ص 251 ('عامل السرعة')
  2. ↑ سرعة الانتشار ، شركة جنرال كيبل أستراليا المحدودة، تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2010
  3. ↑ "سرعة الانتشار" في قاموس تشامبرز للعلوم والتكنولوجيا ، ووكر، بي إم بي، إدنبرة، 1991، رقم ISBN 1-85296-150-3
  4. ↑ IEEE 802.3 البند 8.4.1.3 الحد الأدنى المطلوب لسرعة الانتشار هو 0.77 ج.
  5. ↑ IEEE 802.3 البند 15.3.1.3 يجب أن يكون تأخير الانتشار ≤ 5 ميكروثانية/كم. (وهذا يعادل سرعة انتشار تبلغ 0.67c).
  6. ↑ IEEE 802.3 البند 10.5.1.3 الحد الأدنى المطلوب لسرعة الانتشار هو 0.65 ج.
  7. ↑ IEEE 802.3 البند 14.4.2.4 الحد الأقصى لتأخير الانتشار للزوج الملتوي يجب أن يكون 5.7 نانوثانية/متر (الحد الأدنى للسرعة 0.585 × c).
  8. ↑ سيلفر، إتش. وارد، محرر (2011). "الفصل 22: بيانات المكونات والمراجع". دليل ARRL للاتصالات اللاسلكية ( الطبعة 88). نيوينغتون، كونيتيكت: ARRL . ص 22.48. ISBN   978-0-87259-096-0.
  9. ↑ كايزر، كينيث ل. (2005). خطوط النقل، والمطابقة، والتداخل . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي . الصفحات 2-24 . ISBN  978-0-8493-6362-7.
  10. ↑ "HJ8-50B" (ملف PDF) . commscope.com . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 14 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2022 .
  11. ↑ كتالوج بيلدن العالمي (ملف PDF) (تقرير). 7810A – عبر موقع belden.com.
  12. ↑ "كابل 8723 متعدد الموصلات، محمي، مزدوج ملتوي" (ملف PDF) . Belden.com . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 يناير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2017 .