Signalhastigheten

Signalhastigheten avser den hastighet med vilken en signal eller ett informationsbärande störning fortplantar sig genom ett medium. Begreppet används inom fysik och telekommunikation för att beskriva hur snabbt data, pulser eller vågpaket når en mottagare från en sändare. I praktiken beror signalhastigheten på mediets egenskaper och på vilken definition av hastighet som tillämpas.

Tre olika hastigheter är centrala: fas-hastigheten (v = ω/k) beskriver enskilda vågfasers fortskridande, grupphastigheten (v_g = dω/dk) beskriver förflyttningen av vågpaket eller envelopes och ofta associeras med informationsöverföring, samt fronthastigheten som anger snabbaste möjliga framträdande av en ny signalkomponent. I dispersiva medier kan fas- och grupphastigheter skilja sig väsentligt; grupphastigheten kan i vissa fall överstiga ljusets hastighet i vakuum utan att bryta mot kausalitetsprincipen eftersom fronthastigheten fortfarande begränsas av c.

I optiska fibrer är signalhastigheten typiskt nära c/n där n är mediets brytningsindex. I elektriska ledningar och mikrovågssystem påverkar impedans, permittivitet och permeabilitet hastigheten. Praktiska aspekter inkluderar tidsfördröjning (latens), dämpning och dispersion, vilka påverkar systemets bandbredd och prestanda. Signalhastighet mäts ofta med tid-av-flygningstekniker och är central för nätverksdesign, mätningar i fysik och tolkning av informationsöverföringens begränsningar.