速度係数

伝送媒体の速度係数（VF）^[1]は、波伝播速度または伝播速度（VoPまたは）^[2]とも呼ばれ、（電磁信号、無線信号、光ファイバー内の光パルス、または銅線の電圧の変化の）波面が媒体を通過する速度と真空中の光の速度の比です。光信号の場合、速度係数は屈折率の逆数です。 ${\displaystyle v_{\mathrm {P} }}$

たとえば、真空中の無線信号の速度は光速なので、真空中の無線波の速度係数は 1.0 (単位) です。空気中では、速度係数は約 0.9997です。電気ケーブルでは、速度係数は主に絶縁材料によって決まります (下の表を参照)。

伝播速度や波伝播速度という用語が速度の比率を意味するために使用されるのは、コンピュータネットワークやケーブル業界に限られます。一般的な科学や工学の文脈では、これらの用語は真の速度または時間あたりの距離の単位での速度を意味すると理解され、^[3]速度係数は比率として使用されます。

速度係数は、カテゴリ 5 ケーブルや無線伝送線などの通信媒体の重要な特性です。プレナム データ ケーブルのVF は通常 0.42 ～ 0.72 (真空中の光速の 42% ～ 72%) で、ライザー ケーブルの VF は約 0.70 (約 210,000,000  m/sまたは 1 メートルあたり 4.76  ns ) です。

ハンドブックやテキストに記載されている無線通信ケーブルの典型的な速度係数を次の表に示す。^{[8] [9]}

VF は、信号が通過する材料の 誘電率(比誘電率)の平方根の逆数に等しくなります。${\displaystyle \kappa}$${\displaystyle \epsilon _{\mathrm {r} }}$

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

通常の場合、相対透磁率は1です。最も一般的な場合： ${\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}$

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

これには、フェライトなどの特殊な磁性伝導材料が含まれます。

無損失伝送線路の速度係数は次のように表されます。

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

ここで、は分布インダクタンス（単位長さあたりのヘンリー）、は2 つの導体間の静電容量（単位長さあたりのファラッド）、は真空中の光速度です。 ${\displaystyle L'}$${\displaystyle C'}$${\displaystyle c_{\mathrm {0} }}$

VF は、媒体（通常は光ファイバー）の屈折率 の逆数に等しくなります。 ${\displaystyle {n}}$

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