傳播延遲計算器 - 訊號傳輸時間
計算電磁波、聲音與資料傳輸介質的訊號傳播延遲、傳輸時間和距離。
選擇介質，輸入距離與選填頻率，然後按一下計算，即可查看延遲、往返時間和波長。
傳播延遲計算器 - 訊號傳輸時間
計算電磁波、聲音與資料傳輸介質的訊號傳播延遲、傳輸時間和距離。
299,792,458 m/s
關於傳播延遲計算器
傳播延遲是訊號透過特定介質從一點傳到另一點所需的時間。這個基礎概念在電信、物理與工程中至關重要，因為掌握訊號時序是系統設計與效能最佳化的關鍵。
基本公式很直接：延遲 = 距離 ÷ 速度。這裡的距離是以公尺為單位的路徑長度，速度則是訊號在所選介質中的傳播速度。雖然公式簡單，但傳播速度會因介質而大幅不同——從真空中電磁波近每秒 3 億公尺，到室溫空氣中聲音約每秒 343 公尺。
真空中的電磁波以精確的 299,792,458 m/s 傳播，也就是通用光速。在光纖中，由於玻璃芯折射率約為 1.5，訊號速度約為 200,000,000 m/s，約為 c 的三分之二。銅線中的電訊號約以 230,000,000 m/s 傳播，約為 c 的 77 %，取決於電纜的特性阻抗與介電常數。20 °C 空氣中的聲音約為 343 m/s，並且溫度每升高 1 攝氏度約增加 0.6 m/s。水中的聲音傳得更快，約 1,480 m/s，因為水比空氣密度更高且較不易壓縮。
溫度對聲學計算特別重要。30 °C 音樂廳的喇叭對齊延遲會與 10 °C 時略有不同，戶外 PA 系統在設定延遲抽頭時間時也必須考慮環境溫度。輸入溫度值後，計算器會自動調整空氣中的聲速。
頻率是選填輸入，用於計算所選介質中訊號的波長。關係式為：波長 = 速度 ÷ 頻率。知道波長有助於工程師決定天線尺寸、理解繞射效應，並診斷房間或波導中的駐波問題。
往返時間 (RTT) 就是單向傳播延遲的兩倍，是 TCP、衛星電話與雷達等互動式協定的關鍵指標。地球同步衛星位於赤道上空約 35,786 km，單向延遲約 119 ms，RTT 為 238 ms——足以讓即時語音感覺遲滯，也會使高吞吐量檔案傳輸需要較大的 TCP 壅塞視窗。
在網路工程中，傳播延遲是端對端延遲的四個組成之一，另外還有傳輸延遲（序列化）、處理延遲和佇列延遲。對資料中心內的短電纜來說，傳播成分可忽略不計；但對洲際光纖鏈路或衛星跳接而言，它通常占主導。使用此計算器可快速估算這些情境，並驗證系統時序預算。
傳播延遲範例
四個情境展示不同介質與距離下的傳播延遲。
| 情境 | 延遲 | 說明 |
|---|---|---|
| 真空中的光 — 1,000,000 m | ≈ 3.336 ms | 一百萬公尺（1,000 km），c = 299,792,458 m/s。往返時間 ≈ 6.67 ms。 |
| 20 °C 空氣中的聲音 — 1,000 m | ≈ 2.915 s | 343 m/s。適用於戶外喇叭擺位與回聲時序。 |
| 光纖 — 50,000 m | ≈ 0.250 ms | 200,000,000 m/s。典型的 50 km 都會光纖線路。 |
| 銅線 — 100 m | ≈ 435 ns | 230,000,000 m/s。適用於高頻 PCB 走線時序分析。 |
如何使用傳播延遲計算器
- 從下拉選單選擇介質類型——真空、光纖、銅線、空氣或水。傳播速度欄位會自動更新。
- 輸入以公尺為單位的距離。對電纜線路，請使用實際電纜長度，可能比直線距離更長。
- 若計算空氣中的聲音，請設定 °C 溫度。聲速約以每 °C 0.6 m/s 調整。
- 可選填以 Hz 為單位的訊號頻率，以計算所選介質中的波長。
- 按一下計算查看傳播延遲、往返時間和波長。按一下重設清除所有欄位。
傳播延遲常見問題
什麼是傳播延遲？
傳播延遲是訊號透過介質從來源到目的地所需的時間。它等於距離除以傳播速度，單位為秒或秒的分數。此延遲由介質的物理特性決定，除非縮短實體路徑，否則無法降低。
為什麼光纖中的速度低於光速？
光進入較致密的介質時會變慢。玻璃的折射率約為 1.5，因此光以 c ÷ 1.5 ≈ 200,000,000 m/s 傳播。針對特定波長最佳化的單模光纖可讓速度略高，但始終低於真空中的光速。
溫度如何影響傳播延遲？
溫度會明顯影響聲波——乾燥空氣中的聲速每升高 1 °C 約增加 0.6 m/s。0 °C 時聲速約 331 m/s；20 °C 時為 343 m/s。固體介質（銅線、光纖）中的電磁波在正常工作範圍內對溫度遠不敏感。
什麼是往返時間 (RTT)，為什麼重要？
RTT 是訊號到達目的地並返回所需的時間，是單向傳播延遲的兩倍。RTT 影響互動式協定的反應速度：TCP 確認必須完成一個 RTT 後，傳送端才能確認交付，因此高 RTT 鏈路（例如衛星）需要較大的接收緩衝區與謹慎的壅塞控制調校。
如何將傳播延遲換算成距離？
重新整理公式即可：距離 = 延遲 × 速度。如果在光纖鏈路上量到 RTT 為 0.5 ms，先除以 2 得到單向延遲（0.25 ms），再乘以光纖速度（200,000,000 m/s），即可得到 50,000 m 或 50 km。網路工程師會用這種技巧從 ping 時間估算電纜長度。
頻率會影響傳播延遲嗎？
在多數理想介質中，相速度固定，頻率不會影響延遲。不過在色散介質中——例如某些光纖或傳輸線——不同頻率會以略微不同的速度傳播（群速度色散）。這會造成長距離傳輸中的脈衝展寬，也是高頻寬光通訊的重要設計限制。