4.3 Conceptos básicos sobre señales y ruido en los sistemas de comunicación
4.3.8 Dispersión, fluctuación de fase y latencia
Nota para el instructor
  El propósito de este indicador de objetivos es destacar ante los estudiantes la importancia de la temporización en las redes informáticas de datos.

Si tiene acceso a un osciloscopio de doble trazo y a un generador de funciones, podrá mostrar el impulso prístino y luego el impulso ampliado si se utiliza un segmento de cable lo suficientemente largo.

La dispersión, la fluctuación de fase y la latencia en realidad son tres cosas diferentes que le pueden ocurrir a un bit. Se presentan en grupo porque todas afectan al mismo elemento: la temporización del bit. Como usted está tratando de comprender cuáles son los problemas que se pueden producir mientras millones y miles de millones de bits se desplazan por un medio en un segundo, la temporización es en elemento muy importante.

La dispersión es cuando la señal se ensancha con el tiempo. Esto se produce debido a los tipos de medios involucrados.  Si es muy grave, un bit puede comenzar a interferir con el bit siguiente y confundirlo con los bits que se encuentran antes y después de él. Como usted desea enviar miles de millones de bits por segundo, debe tener cuidado para que las señales no se dispersen. La dispersión se puede solucionar con el diseño de cables adecuado, limitando las longitudes de los cables y detectando cuál es la impedancia adecuada. En el caso de la fibra óptica, la dispersión se puede controlar usando luz láser con una longitud de onda muy específica. En el caso de las comunicaciones inalámbricas, la dispersión se puede reducir al mínimo mediante las frecuencias que se usan para realizar la transmisión.

Todos los sistemas digitales están cronometrados, lo que significa que los impulsos de reloj son lo que controlan todo. Los pulsos de reloj hacen que una CPU calcule, que los datos se guarden en la memoria y que la NIC envíe bits. Si el reloj del host origen no está sincronizado con el host destino, lo que es muy probable, se producirá una fluctuación de fase de temporización. Esto significa que los bits llegarán un poco antes o más tarde de lo esperado. La fluctuación de fase se puede solucionar mediante una serie de complicadas sincronizaciones de reloj, incluyendo sincronizaciones de hardware y software, o de protocolo.

La latencia, también denominada retardo, tiene dos causas principales. En primer lugar, la teoría de la relatividad de Einstein establece que, "ningún elemento puede trasladarse a mayor velocidad que la de la luz en el vacío (3,0 x 10 8metros/segundo)". Las señales inalámbricas de networking se trasladan a una velocidad levemente inferior a la velocidad de la luz en el vacío. Las señales de networking en medios de cobre se trasladan a una velocidad de 1,9x108 m/s a 2,4x108 m/s. Las señales de networking en la fibra óptica se trasladan a aproximadamente 2,0x108 m/s. De modo que para trasladarse a una determinada distancia, el bit tarda por lo menos una pequeña cantidad de tiempo para llegar hasta su destino. En segundo lugar, si el bit atraviesa cualquier dispositivo, los transistores y los dispositivos electrónicos introducen más latencia. La solución para el problema de la latencia es el uso cuidadoso de los dispositivos de internetworking, distintas estrategias de codificación y diversos protocolos de capa.

Las redes modernas normalmente operan a velocidades de 1 Mbps a 1000 Mbps (¡1 Gbps, mil millones de bits por segundo!). Si los bits se diseminan por dispersión, los 1 se pueden confundir con los 0 y los 0 con los 1. Si hay grupos de bits que se enrutan de forma distinta y no se presta atención a la temporización, la fluctuación de fase puede provocar errores cuando el computador que los recibe trata de recomponer los paquetes en un mensaje. Si hay grupos de bits que se demoran, los dispositivos de networking y los otros computadores destino pueden verse perdidos al recibir miles de millones de bits por segundo.