خطوات الاستخدام
أدخل المسافة الفاصلة بين المرسل والمستقبل بالكيلومترات. المسافة هي العامل الأساسي في حساب زمن الانتشار، فكلما زادت المسافة زاد التأخير. الكابل القصير يُدخل بالكيلومتر: مئة متر = 0.1 كم، وألف متر = 1 كم. يجب قياس المسافة بدقة على طول مسار الإشارة الفعلي (وليس المسافة الخطية إذا كان الكابل ملتوياً).
اختر الوسط الناقل من القائمة: كابل محوري (0.67c أي 201,000 كم/ث)، زوج ملتوٍ Cat6 (0.75c أي 225,000 كم/ث كما ورد في الأسئلة الشائعة)، ألياف بصرية (n = 1.5 فيصبح v = c ÷ n = 300,000 ÷ 1.5 = 200,000 كم/ث)، أو هواء/فراغ (c ≈ 300,000 كم/ث). سرعة الضوء في الفراغ c = 3×10^8 م/ث، أما في الوسط فتصبح v = c ÷ n حيث n معامل الانكسار. ملاحظة: معامل الانكسار يخص الألياف لا النحاس؛ في النحاس تحدده خصائص العازل بين الموصلات ويُعبَّر عنه مباشرة بنسبة c.
تحسب الحاسبة زمن التأخير باستخدام القانون الأساسي: t = d ÷ v، حيث d المسافة و v السرعة. وبما أن المسافة بالكيلومتر والسرعة بالكيلومتر لكل ثانية، فإن الناتج بالثواني يُضرب في 1000 ليُعرَض بالمللي ثانية. على سبيل المثال، كيلومتر في الألياف: 1 ÷ 200,000 = 0.000005 ثانية = 0.005 مللي ثانية، أي خمسة ميكروثانية كما ورد في الأسئلة الشائعة.
تُخرج الحاسبة مع التأخير أحادي الاتجاه ثلاث قيم مكملة: سرعة الوسط المختار بالكيلومتر لكل ثانية، وزمن الرحلة ذهاباً وإياباً (ضعف التأخير) وهو ما يقارن بأرقام RTT في اتفاقيات الشبكة، والتأخير لكل كيلومتر (1000 ÷ السرعة) لقياس أثر المسافة خطيًّا. بهذه القيم يمكن فهم أثر الوسط على أداء الشبكة ومقارنة الكابلات بالأقمار الصناعية دون إعادة حساب يدوي.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على تأخير الانتشار بخطوات الحل كاملة.
الحل
الحل: سرعة الضوء c = 3×10^8 م/ث. سرعة الإشارة في الكابل = 0.67 × 3×10^8 = 2.01×10^8 م/ث. المسافة d = 100 متر = 0.1 كم. زمن الانتشار t = d / v = 100 / (2.01×10^8) = 4.975×10^(-7) ثانية. تحويل إلى نانوثانية: 1 ثانية = 10^9 نانوثانية، إذن t = 497.5 نانوثانية، أي 0.000497512 مللي ثانية كما تُخرجها الحاسبة بوسط «كابل محوري». هذا يعني أن الإشارة تستغرق حوالي 0.5 ميكروثانية لقطع 100 متر ذهاباً، ويؤخذ زمن الرحلة ذهاباً وإياباً (RTT) في الاعتبار فيكون حوالي 1 ميكروثانية. أما كابل Cat6 فسرعته النموذجية 0.75c أي 225,000 كم/ث، فتصبح المسافة نفسها 0.1 ÷ 225,000 × 1000 = 0.000444444 مللي ثانية (نحو 444 ns).
الحل
الحل: سرعة الضوء في الألياف v = c / n = (3×10^8) / 1.5 = 2×10^8 م/ث. المسافة = 20 كم = 20,000 متر. زمن الانتشار t = 20,000 / (2×10^8) = 1×10^(-4) ثانية = 0.1 مللي ثانية = 100 ميكروثانية. هذا التأخير مهم جداً في شبكات المسافات الطويلة (WAN) ويؤثر على أداء بروتوكولات مثل TCP. فمثلاً، إذا كان حجم النافذة صغيراً، قد يقلل الإنتاجية.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة تأخير الانتشار.
مرجع — عشرون كم عبر الألياف
- المسافة (كم)
- 20
- الوسط الناقل
- fiber
مرجع — مئة متر كابل محوري
- المسافة (كم)
- 0.1
- الوسط الناقل
- coax
مرجع — قمر ثابت GEO
- المسافة (كم)
- 35,786
- الوسط الناقل
- air
مرجع — كيلومتر من الزوج الملتوي
- المسافة (كم)
- 1
- الوسط الناقل
- utp
مرجع — الكيلومتر في الألياف
- المسافة (كم)
- 1
- الوسط الناقل
- fiber