Nopeat SAS-kaapelit: Liittimet ja signaalin optimointi

Nopeat SAS-kaapelit: Liittimet ja signaalin optimointi

Signaalin eheyden tekniset tiedot

Signaalin eheyden pääparametreihin kuuluvat lisäysvaimennus, lähi- ja kaukopään ylikuuluminen, heijastusvaimennus, differentiaaliparien sisäinen vääristymä ja differentiaalimoodista yhteismoodiin siirtyvä amplitudi. Vaikka nämä tekijät ovat yhteydessä toisiinsa ja vaikuttavat toisiinsa, voimme tarkastella kutakin tekijää yksi kerrallaan tutkiaksemme sen ensisijaista vaikutusta.
Lisäyshäviö
Lisäysvaimennus on signaalin amplitudin vaimeneminen kaapelin lähetyspäästä vastaanottopäähän, ja se on suoraan verrannollinen taajuuteen. Lisäysvaimennus riippuu myös johtimen paksuudesta, kuten alla oleva vaimennuskaavio osoittaa. Lyhyen kantaman sisäisissä komponenteissa, joissa käytetään 30 tai 28 AWG:n kaapeleita, korkealaatuisten kaapeleiden vaimennuksen tulisi olla alle 2 dB/m 1,5 GHz:n taajuudella. Ulkoisissa 6 Gb/s SAS-järjestelmissä, joissa käytetään 10 metrin kaapeleita, on suositeltavaa käyttää kaapeleita, joiden keskimääräinen johdinpaksuus on 24 ja joiden vaimennus on vain 13 dB 3 GHz:n taajuudella. Jos haluat saavuttaa suuremman signaalimarginaalin suuremmilla tiedonsiirtonopeuksilla, valitse pidemmille kaapeleille kaapelit, joilla on pienempi vaimennus korkeilla taajuuksilla, kuten SFF-8482 POWER-kaapelilla tai SlimSAS SFF-8654 8i.

Ylikuuluminen
Ylikuulumisella tarkoitetaan energian määrää, joka siirtyy yhdestä signaalista tai differentiaaliparista toiseen signaaliin tai differentiaalipariin. SAS-kaapeleissa, jos lähipään ylikuuluminen (NEXT) ei ole riittävän pieni, se aiheuttaa suurimman osan linkkiongelmista. NEXT:n mittaus suoritetaan vain kaapelin toisessa päässä, ja se on lähtölähetyssignaaliparista tulovastaanottopariin siirtyvän energian määrä. Kaukopään ylikuulumisen (FEXT) mittaus suoritetaan syöttämällä signaali lähetyspariin kaapelin toisessa päässä ja tarkkailemalla, kuinka paljon energiaa jäljellä on lähetyssignaalissa kaapelin toisessa päässä. Kaapelikomponenttien ja -liittimien NEXT-häiriö johtuu yleensä signaalidifferentiaaliparin huonosta eristyksestä, joka voi johtua pistorasioista ja liittimistä, puutteellisesta maadoituksesta tai kaapelin päätealueen virheellisestä käsittelystä. Järjestelmäsuunnittelijoiden on varmistettava, että kaapeliasentajat ovat ratkaisseet nämä kolme ongelmaa, kuten komponenteissa, kuten MINI SAS HD SFF-8644 tai OCuLink SFF-8611 4i.

Kuvat 24, 26 ja 28 ovat tyypillisiä 100 Ω:n kaapelihäviökäyriä.

Korkealaatuisten kaapelikokoonpanojen NEXT-arvon, joka mitataan standardin ”SFF-8410 – Specification for HSS Copper Testing and Performance Requirements” mukaisesti, tulisi olla alle 3 %. S-parametrin osalta NEXT-arvon tulisi olla yli 28 dB.
Palautushäviö
Heijastushäviö mittaa järjestelmästä tai kaapelista heijastuneen energian suuruutta, kun signaali syötetään. Tämä heijastunut energia aiheuttaa signaalin amplitudin pienenemisen kaapelin vastaanottopäässä ja voi johtaa signaalin eheysongelmiin lähetyspäässä, mikä puolestaan ​​voi aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä järjestelmälle ja järjestelmäsuunnittelijoille.
Tämä heijastushäviö johtuu kaapelikomponenttien impedanssien epäsuhdasta. Vain käsittelemällä tätä ongelmaa erittäin huolellisesti voidaan varmistaa, että impedanssi ei muutu signaalin kulkiessa pistorasioiden, liittimien ja kaapeliliittimien läpi, jolloin impedanssin vaihtelu minimoituu. Nykyinen SAS-4-standardi päivittää impedanssin arvon SAS-2:n ±10 Ω:sta ±3 Ω:iin. Korkealaatuisten kaapeleiden, kuten SFF-8639:n ja SATA 15P:n tai MCIO 74-nastaisen kaapelin, tulisi pysyä nimellistoleranssin rajoissa.

Vino vääristymä
SAS-kaapeleissa on kahdenlaisia ​​vääristymiä: differentiaaliparien välillä ja differentiaaliparien sisällä (signaalin eheysteoria – differentiaalisignaali). Teoriassa, jos kaapelin toiseen päähän syötetään samanaikaisesti useita signaaleja, niiden pitäisi saavuttaa toinen pää samanaikaisesti. Jos nämä signaalit eivät saavu samanaikaisesti, tätä ilmiötä kutsutaan kaapelin vääristymäksi eli viive-vinoumaksi. Differentiaaliparien differentiaaliparin sisäinen vääristymä on differentiaaliparin kahden johtimen välinen viive, kun taas differentiaaliparien välinen vääristymä on kahden differentiaalipariryhmän välinen viive. Suurempi differentiaaliparin sisäinen vääristymä voi heikentää lähetetyn signaalin differentiaalitasapainoa, vähentää signaalin amplitudia, lisätä aikajitteriä ja aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä. Korkealaatuisissa kaapeleissa differentiaaliparin sisäisen vääristymän tulisi olla alle 10 ps, ​​kuten SFF-8654 8i - SFF-8643 tai Anti-misalignment Insertion -kaapelissa.
Sähkömagneettinen häiriö
Kaapeleiden sähkömagneettisten häiriöiden ongelmiin on monia syitä: huono suojaus tai suojauksen puuttuminen, väärä maadoitusmenetelmä, epätasapainoiset differentiaalisignaalit ja lisäksi impedanssin epäsuhta. Ulkoisten kaapeleiden osalta suojaus ja maadoitus ovat todennäköisesti kaksi tärkeintä käsiteltävää tekijää, kuten SFF-8087 punaisella verkolla tai Cooper-verkon maadoituskaapelilla.
Ulkoisen tai sähkömagneettisten häiriöiden suojauksen tulisi yleensä olla kaksoissuojaus, jossa on metallikalvo ja punos, ja jonka kokonaispeitto on vähintään 85 %. Samanaikaisesti tämä suojaus tulisi kytkeä liittimen ulkovaippaan 360° täydellisellä liitännällä. Yksittäisten differentiaaliparien suojaus tulisi eristää ulkoisesta suojauksesta, ja niiden suodatuslinjojen tulisi päättyä järjestelmäsignaaliin tai tasavirtamaahan, jotta varmistetaan liittimen ja kaapelikomponenttien, kuten SFF-8654 8i Full Wrap -viiltosuojatun tai Scoop-proof-liitinkaapelin, yhtenäinen impedanssisäätö.