Le onde radio in aria, impulsi di luce in una fibra ottica e segnali elettronici in un rame filo tutti i viaggi a velocità finita, anche se alta. La velocità di un segnale cambia, a seconda del materiale attraverso il quale viaggia. Il tempo che un segnale impiega per viaggiare tra i suoi punti di trasmissione e ricezione è chiamato suo ritardo di propagazione. Essa limita la velocità massima alla quale è possibile comunicare utilizzando qualsiasi tipo di segnale, inclusi i dati del computer.
Velocità del segnale
La velocità più veloce di qualsiasi segnale può raggiungere è la velocità della luce nel vuoto, circa 186.000 miglia al secondo. Luce e energia elettrica hanno lo stesso limite di velocità, ed essi sono rallentati quando si viaggia in una sostanza. La velocità dei segnali elettrici in un filo di rame, per esempio, è 124.000 miglia al secondo, o circa 2/3 del massimo. Luce anche rallenta quando si muove attraverso aria, acqua o vetro. Anche se questa velocità sembra ancora incredibilmente alta, ha limitato informatica sin dalla fine del XX secolo. Ad esempio, la luce viaggia circa un piede a un miliardesimo di secondo, così energia elettrica in un filo si muove circa otto pollici in quel tempo. Orologio del computer invia impulsi di temporizzazione a circa 3 miliardi di cicli al secondo. A queste velocità, componenti possono essere al massimo pochi pollici di distanza dall'orologio e rimangano sincronizzati.
Tempo di ritardo
Si calcola il ritardo di propagazione del segnale per un segnale di come il tempo totale che richiesto per il passaggio tra il trasmettitore ed il ricevitore. Per un segnale di trasmissione radio, il tempo che un segnale impiega per raggiungere la Torre di trasmettitore da studio è piccolo rispetto al tempo che ci vuole dalla Torre alla vostra auto, quindi il tempo di ritardo di Torre-auto è più significativo. A 186.000 miglia al secondo, un segnale radio impiega circa 1/10.000 di secondo per raggiungere la vostra auto da 20 miglia di distanza. Per i circuiti di computer e comunicazioni che funzionano in miliardesimi di secondo, gli ingegneri devono prendere i piccoli ritardi di ogni componente in considerazione.
Limite di comunicazioni
Ritardi di propagazione del segnale diventano un problema per la sincronizzazione elettronica ad alta velocità e per comunicazioni bidirezionali simultanee. Ad esempio, per parlare con un amico su Marte, 100 milioni di miglia dalla terra, ci vogliono circa 10 minuti per il segnale radio per raggiungerla, in modo da non avere una risposta per 20 minuti. Per applicazioni terrestri, è necessario che nei computer elaborati protocolli di segnalazione per i dispositivi spaziati più di pochi pollici a pezzi. I protocolli garantiscono che dati si spostano da un posto a altro in modo affidabile.
Ritardo come strumento
Nel 1950 e ' 60, memoria del computer sfruttati i tempi relativamente lunghi di elettricità in alcuni metalli. Un circuito trasmessi una serie di bit di dati nel front-end di un dispositivo chiamato una linea di ritardo, ha ricevuto presso il back-end e amplificati e trasmessi i dati indietro nel front-end. I dati sono andati intorno in un cerchio, come auto su una pista di gara, riporlo in modo efficace. Più recentemente, la tecnologia di sistema di posizionamento globale, o GPS, si basa sulle differenze di tempo di ritardo tra i segnali provenienti da satelliti in orbita e un ricevitore GPS. Il ricevitore calcola la posizione dai pochi millesimi-di-un secondo ritardo differenze dei segnali satellitari.