Didelės spartos SAS kabeliai: jungtys ir signalo optimizavimas

Didelės spartos SAS kabeliai: jungtys ir signalo optimizavimas

Signalo vientisumo specifikacijos

Kai kurie pagrindiniai signalo vientisumo parametrai yra įterpties nuostoliai, artimojo ir tolimojo galo tarpiniai trukdžiai, grįžtamojo ryšio nuostoliai, iškraipymai diferencialinėse porose ir amplitudė iš diferencialinės modos į bendrą modą. Nors šie veiksniai yra tarpusavyje susiję ir daro įtaką vienas kitam, galime nagrinėti kiekvieną veiksnį atskirai, kad ištirtume jo pagrindinį poveikį.
Įterpties nuostoliai
Įterpties slopinimas – tai signalo amplitudės slopinimas nuo kabelio perdavimo galo iki priėmimo galo ir yra tiesiogiai proporcingas dažniui. Įterpties slopinimas taip pat priklauso nuo laido skersmens, kaip parodyta toliau pateiktoje silpninimo diagramoje. Trumpojo nuotolio vidiniams komponentams, naudojantiems 30 arba 28 AWG kabelius, aukštos kokybės kabelių slopinimas turėtų būti mažesnis nei 2 dB/m esant 1,5 GHz dažniui. Išoriniams 6 Gb/s SAS, naudojantiems 10 m kabelius, rekomenduojama naudoti kabelius, kurių vidutinis laido skersmuo yra 24, o slopinimas esant 3 GHz dažniui yra tik 13 dB. Jei norite pasiekti didesnę signalo ribą esant didesniam duomenų perdavimo greičiui, ilgesniems kabeliams nurodykite kabelius su mažesniu slopinimu esant aukštiems dažniams, pvz., SFF-8482 su POWER kabeliu arba SlimSAS SFF-8654 8i.

Kryžminė kalba
Kryžminis trukdis reiškia energijos kiekį, perduodamą iš vieno signalo ar diferencialinės poros į kitą signalą ar diferencialinę porą. SAS kabelių atveju, jei artimojo galo kryžminis trukdis (NEXT) nėra pakankamai mažas, jis sukels daugumą ryšio problemų. NEXT matavimas atliekamas tik viename kabelio gale ir tai yra energijos dydis, perduodamas iš išvesties perdavimo signalo poros į įvesties priėmimo porą. Tolimojo galo kryžminis trukdis (FEXT) matuojamas įpurškiant signalą į perdavimo porą viename kabelio gale ir stebint, kiek energijos vis dar išlieka perdavimo signale kitame kabelio gale. NEXT kabelių komponentuose ir jungtyse dažniausiai atsiranda dėl prastos signalo diferencialinės poros izoliacijos, galbūt dėl ​​lizdų ir kištukų, nepilno įžeminimo arba netinkamo kabelio užbaigimo srities tvarkymo. Sistemų projektuotojai turi užtikrinti, kad kabelių surinkėjai būtų išsprendę šias tris problemas, pavyzdžiui, tokiuose komponentuose kaip MINI SAS HD SFF-8644 arba OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 ir 28 yra tipinės 100 Ω kabelio nuostolių kreivės.

Aukštos kokybės kabelių mazgų NEXT, išmatuotas pagal „SFF-8410 – HSS vario bandymų ir eksploatacinių reikalavimų specifikaciją“, turėtų būti mažesnis nei 3 %. Kalbant apie S parametrą, NEXT turėtų būti didesnis nei 28 dB.
Grąžinimo nuostoliai
Atspindėjimo nuostoliai matuoja nuo sistemos ar kabelio atsispindinčios energijos dydį, kai signalas įšvirkščiamas. Ši atspindėta energija sumažina signalo amplitudę kabelio priimančiame gale ir gali sukelti signalo vientisumo problemų perdavimo gale, o tai savo ruožtu gali sukelti elektromagnetinių trukdžių problemų sistemai ir sistemų projektuotojams.
Šie grįžtamieji nuostoliai atsiranda dėl kabelio komponentų impedanso neatitikimo. Tik labai kruopščiai sprendžiant šią problemą, impedansas gali nepasikeisti, kai signalas praeina per lizdus, ​​kištukus ir kabelio gnybtus, kad būtų sumažintas impedanso svyravimas. Dabartinis SAS-4 standartas atnaujina impedanso vertę nuo ±10Ω SAS-2 iki ±3Ω. Aukštos kokybės kabeliai, pvz., SFF-8639 su SATA 15P arba MCIO 74 kontaktų kabeliu, turėtų išlaikyti reikalavimą dėl nominalios 85 arba 100 ± 3Ω tolerancijos.

Pasvirimo iškraipymas
SAS kabeliuose yra dviejų tipų iškreiptas iškraipymas: tarp diferencialinių porų ir diferencialinių porų viduje (signalo vientisumo teorija – diferencialinis signalas). Teoriškai, jei viename kabelio gale vienu metu įvedami keli signalai, jie kitą galą turėtų pasiekti vienu metu. Jei šie signalai nepasiekia vienu metu, šis reiškinys vadinamas kabelio iškreiptu iškraipymu arba vėlinimo dėl iškreipto iškraipymo. Diferencialinių porų atveju iškreiptas iškraipymas diferencialinėje poroje yra vėlavimas tarp dviejų diferencialinės poros laidininkų, o iškreiptas iškraipymas tarp diferencialinių porų yra vėlavimas tarp dviejų diferencialinių porų rinkinių. Didesnis iškreiptas iškraipymas diferencialinėje poroje gali pabloginti perduodamo signalo diferencinį balansą, sumažinti signalo amplitudę, padidinti laiko virpėjimą ir sukelti elektromagnetinių trukdžių problemų. Aukštos kokybės kabelių, pvz., SFF-8654 8i į SFF-8643 arba anti-misalignment insertion kabelių, iškreiptas iškraipymas diferencialinėje poroje turėtų būti mažesnis nei 10 ps.
Elektromagnetiniai trukdžiai
Elektromagnetinių trukdžių problemas kabeliuose gali sukelti daug priežasčių: prastas ekranavimas arba jo nebuvimas, neteisingas įžeminimo būdas, nesubalansuoti diferencialiniai signalai ir, be to, varžos neatitikimas taip pat yra viena iš priežasčių. Išoriniams kabeliams ekranavimas ir įžeminimas greičiausiai yra du svarbiausi veiksniai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį, pavyzdžiui, SFF-8087 su raudonu tinkleliu arba Cooperio tinklelio įžeminimo kabeliui.
Paprastai išorinis arba elektromagnetinių trukdžių ekranavimas turėtų būti dvigubas metalinės folijos ir pynimo sluoksnio ekranavimas, kurio bendra padengimo sritis yra bent 85 %. Tuo pačiu metu šis ekranavimas turėtų būti prijungtas prie jungties išorinio apvalkalo 360° pilnu sujungimu. Atskirų diferencialinių porų ekranavimas turėtų būti izoliuotas nuo išorinio ekranavimo, o jų filtravimo linijos turėtų baigtis ties sistemos signalo arba nuolatinės srovės įžeminimu, kad būtų užtikrintas vieningas jungties ir kabelio komponentų, pvz., SFF-8654 8i „Full Wrap“ apsaugos nuo įpjovimo arba „Scoop-proof“ jungties kabelio, varžos valdymas.