Fattore di velocità
# Fattore di velocità

Il fattore di velocità, oppure velocity factor in inglese, indicato con VF, talvolta chiamato wave propagation speed opuure velocity of propagation (VoP oppure $v_{\mathrm {P} }$), di un mezzo trasmissivo è il rapporto tra la velocità alla quale un fronte d'onda (di un segnale elettromagnetico, un segnale radio, un impulso luminoso in una fibra ottica o una variazione della tensione elettrica in un filo di rame) si propaga attraverso il mezzo e la velocità della luce nel vuoto. Per i segnali ottici, il fattore di velocità è il reciproco dell'indice di rifrazione.

La velocità dei segnali radio nel vuoto, per esempio, è la velocità della luce per cui il fattore di velocità di un'onda radio nel vuoto è pari a 1, ossia al 100%. Nei cavi elettrici, il fattore di velocità dipende principalmente dal materiale isolante (vedere tabella sotto).

L'uso dei termini fattore di velocità e wave propagation speed per indicare un rapporto di velocità è limitato alle reti di computer e alla fabbricazione di cavi. Nel contesto generale delle scienze e dell'ingegneria, questi termini vanno intesi come una vera velocità espressa in unità di distanza per unità di tempo, mentre fattore di velocità è usato per il rapporto.

## Valori tipici del fattore di velocità

Il fattore di velocità è un'importante caratteristica dei mezzi impiegati per la comunicazione quali cavi di categoria 5 e le linee di trasmissione per radiocomunicazioni. Un cavo dati Plenum tipicamente ha un VF tra 0,42 e 0,72 (tra il 42% e il 72% della velocità della luce nel vuoto) e altri cavi intorno a 0,70. Un VF di 0,70 corrisponde a una velocità di circa 210.000.000 m/s ossia a un metro percorso in 4,76 ns.

Fattori di velocità minimi per cavi di rete :

| VF (%) | Cavo | livello fisico Ethernet |
| - | - | - |
| 74–79 | Doppino ritorto Cat-7 | |
| 77 | RG-8/U | Minimo per 10BASE5 |
| 67 | Fibra ottica | Minimo per 10BASE-FL, 100BASE-FX, ... |
| 65 | RG-58A/U | Minimo per 10BASE2 |
| 65 | Doppino ritorto Cat-6A | 10GBASE-T |
| 64 | Doppino ritorto Cat-5e | 100BASE-TX, 1000BASE-T |
| 58.5 | Doppino ritorto Cat-3 | Minimo per 10BASE-T |

Alcuni valori tipici del fattore di velocità per cavi per radiocomunicazioni indicati nei manuali e nei testi sono dati nella seguente tabella:

| VF (%) | Linea di trasmissione |
| - | - |
| 95–99 | "Ladder" Line a filo aperto |
| 93 | Cavo coassiale HJ8-50B 3 inch Heliax (dielettrico ad aria) |
| 86 | Cavo coassiale RG-8 Belden 7810A (gas-injected foam high-density polyethylene) |
| 83 | Cavo coassiale RG-6 Belden 1189A, Cavo coassiale RG-11 Belden 1523A |
| 82 | Cavo coassiale RG-8X Belden 9258 (foamed polyethylene dielectric) |
| 80 | Belden 9085 twin-lead |
| 77 | RG-8/U generico (foamed polyethylene) |
| 66 | Belden 8723 twin shielded twisted pair stranded (polypropylene insulator) |
| 66 | RG-213 CXP213 (dielettrico al polietilene solido) |

## Calcolo del fattore di velocità

### Segnali elettrici

Il fattore di velocità VF è uguale al reciproco della radice quadrata della costante dielettrica relativa $\epsilon _{\mathrm {r} }$, del mezzo attraverso il quale si propaga il signale:

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

nel caso tipico in cui la permeabilità magnetica relativa, $\mu _{\mathrm {r} }$, è uguale a 1. Nel caso più generale:

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

includendo materiali conduttori magnetici non utilizzati abitualmente, come la ferrite.

Il fattore di velocità per una linea di trasmissione non dissipativa è dato da:

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

dove $L'$ è l'induttanza distribuita (in henry per unità di lunghezza), $C'$ è la capacità distribuita tra i due conduttori (in farad per unità di lunghezza) e $c_{\mathrm {0} }$ è la velocità della luce nel vuoto.

### Segnali ottici

Il fattore di velocità VF è uguale al reciproco dell'indice di rifrazione ${n}$ del mezzo, solitamente la fibra ottica.

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