Skew Delay

Delay Skew, deutsch Laufzeitdifferenz, bezeichnet den Unterschied in der Signallaufzeit zwischen dem schnellsten und dem langsamsten Adernpaar einer Twisted-Pair-Strecke.

Der Wert gehört zu den Größen, die ein Kabelzertifizierer bei der Abnahmemessung erfasst — neben Dämpfung, Nebensprechen und Rückflussdämpfung.

Warum die Paare unterschiedlich schnell sind

Zwei Ursachen wirken zusammen.

Unterschiedliche Schlaglängen. Die vier Paare eines Kabels sind verschieden stark verdrillt. Das geschieht absichtlich, denn gleiche Schlaglängen würden das Übersprechen zwischen benachbarten Paaren erhöhen. Ein stärker verdrilltes Paar hat auf derselben Kabellänge einen längeren Leiterweg — das Signal braucht länger.

Unterschiedliche Isolierwerkstoffe. Manche Kabel verwenden für einzelne Paare abweichendes Isoliermaterial, ebenfalls zur Verringerung des Übersprechens. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt jedoch vom Dielektrikum ab, sodass sich die Laufzeiten unterscheiden.

Bei solchen Konstruktionen fällt der Delay Skew deutlich höher aus als bei Kabeln mit einheitlichem Werkstoff — ein Beispiel dafür, dass die Optimierung einer Kenngröße eine andere verschlechtern kann.

Warum es erst bei Gigabit auffällt

Bei 10 und 100 Mbit/s überträgt jede Richtung über ein eigenes Paar. Die beiden Datenströme sind unabhängig; ein Laufzeitunterschied zwischen ihnen ist ohne Bedeutung.

Gigabit-Ethernet nutzt alle vier Paare gleichzeitig und verteilt die Daten darauf. Der Empfänger muss die vier Teilströme wieder zusammenführen — und zwar symbolgenau, weil die vier gleichzeitig gesendeten Symbole gemeinsam ausgewertet werden.

Kommen sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten an, muss der Empfänger die Differenz ausgleichen. Dafür ist ein Pufferbereich vorgesehen; wird dessen Spanne überschritten, lassen sich die Teilströme nicht mehr zuordnen.

Der Grenzwert liegt bei 50 Nanosekunden auf 100 Meter. Das entspricht bei üblichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten einem Wegunterschied von rund zehn Metern zwischen dem schnellsten und dem langsamsten Paar.

Fehlerbild

Ein überschrittener Delay Skew äußert sich wie andere Verkabelungsprobleme, die erst bei Gigabit auftreten: Die Strecke arbeitet mit 100 Mbit/s einwandfrei, bei 1000 Mbit/s scheitert die Aushandlung, fällt zurück oder liefert eine hohe Fehlerrate.

Charakteristisch ist, dass alle einfachen Prüfungen unauffällig bleiben. Durchgang, Paarzuordnung und Länge stimmen; nur die Laufzeitmessung zeigt die Abweichung.

Damit teilt der Fehler seine Signatur mit dem Split Pair — beide sind ausschließlich mit einem Messgerät nachweisbar, das die hochfrequenten Eigenschaften der Strecke erfasst.

Typische Ursachen in der Praxis

Gemischte Kabeltypen. Werden auf einer Strecke Abschnitte unterschiedlicher Bauart verbunden, addieren sich deren Laufzeitunterschiede — und können sich im ungünstigen Fall gegenseitig verstärken statt ausgleichen.

Kabel geringer Qualität. Konstruktionen, die nur auf Nebensprechwerte hin optimiert wurden, weisen häufig hohe Laufzeitunterschiede auf. Bei 100 Mbit/s fällt das nie auf.

Überlange Strecken. Da der Wert mit der Länge wächst, kann eine Strecke, die alle anderen Grenzwerte gerade noch einhält, beim Delay Skew durchfallen.

Aus diesem Grund gehört die Größe zur normgerechten Abnahmemessung — und ist einer der Werte, wegen derer eine Strecke die Zertifizierung nicht besteht, obwohl sie augenscheinlich funktioniert.