Kiire SAS-kaablid: pistikud ja signaali optimeerimine

Kiire SAS-kaablid: pistikud ja signaali optimeerimine

Signaali terviklikkuse spetsifikatsioonid

Mõned signaali terviklikkuse peamised parameetrid hõlmavad sisestamise kadu, lähi- ja kaugotsa läbikostet, tagasikadu, diferentsiaalpaaride sees esinevat moonutust ja amplituudi diferentsiaalmoodist ühismoodi. Kuigi need tegurid on omavahel seotud ja mõjutavad üksteist, saame iga teguri peamise mõju uurimiseks vaadelda iga tegurit eraldi.
Sisestamise kaotus
Sisestuskaotus on signaali amplituudi sumbumine kaabli saatja otsast vastuvõtu otsani ning see on otseselt proportsionaalne sagedusega. Sisestuskaotus sõltub ka juhtme mõõtmetest, nagu on näidatud alloleval sumbumisgraafikul. Lühikese ulatusega sisemiste komponentide puhul, mis kasutavad 30 või 28-AWG kaableid, peaks kvaliteetsete kaablite sumbuvus olema alla 2 dB/m sagedusel 1,5 GHz. Välise 6 Gb/s SAS-i puhul, mis kasutab 10 m kaableid, on soovitatav kasutada kaableid, mille keskmine juhtme mõõtme on 24 ja mille sumbuvus on 3 GHz juures vaid 13 dB. Kui soovite saavutada suurema signaalimarginaali suurema andmeedastuskiiruse juures, määrake pikemate kaablite jaoks kaablid, millel on kõrgematel sagedustel madalam sumbuvus, näiteks SFF-8482 koos POWER-kaabliga või SlimSAS SFF-8654 8i.

Läbikõlav
Läbikoste viitab energiahulgale, mis edastatakse ühelt signaalilt või diferentsiaalpaarist teisele signaalile või diferentsiaalpaarile. SAS-kaablite puhul põhjustab lähiotsa läbikoste (NEXT) enamiku ühendusprobleemidest, kui see pole piisavalt väike. NEXT-i mõõtmine toimub ainult kaabli ühes otsas ja see on energia suurus, mis kandub väljundülekande signaalipaarist sisend-vastuvõtupaari. Kaugotsa läbikoste (FEXT) mõõtmine toimub signaali sisestamise teel kaabli ühes otsas asuvasse ülekandepaari ja jälgides, kui palju energiat on kaabli teises otsas ülekandesignaalis veel alles. Kaablikomponentide ja pistikute NEXT-i põhjustab tavaliselt signaali diferentsiaalpaari halb isolatsioon, mis võib olla tingitud pistikupesadest ja pistikutest, mittetäielikust maandusest või kaabli lõpp-ala ebaõigest käsitsemisest. Süsteemide projekteerijad peavad tagama, et kaablikokkupanijad on need kolm probleemi lahendanud, näiteks selliste komponentide puhul nagu MINI SAS HD SFF-8644 või OCuLink SFF-8611 4i.

Joonised 24, 26 ja 28 on tüüpilised 100Ω kaabli kadude kõverad.

Kvaliteetsete kaablikomplektide puhul peaks NEXT, mis on mõõdetud vastavalt standardile „SFF-8410 – HSS vase testimise ja jõudlusnõuete spetsifikatsioon”, olema alla 3%. S-parameetri puhul peaks NEXT olema suurem kui 28 dB.
Tagasikaotus
Tagasikaod mõõdavad süsteemist või kaablist peegelduva energia suurust signaali sisestamisel. See peegeldunud energia põhjustab signaali amplituudi vähenemist kaabli vastuvõtvas otsas ja võib viia signaali terviklikkuse probleemideni saatvas otsas, mis omakorda võib põhjustada elektromagnetiliste häirete probleeme süsteemile ja süsteemi projekteerijatele.
See tagasikaod on põhjustatud kaablikomponentide impedantsi mittevastavusest. Ainult selle probleemi väga hoolika käsitlemisega on võimalik, et impedants ei muutu, kui signaal läbib pistikupesasid, pistikuid ja kaabliklemme, ning et minimeerida impedantsi kõikumist. Praegune SAS-4 standard uuendab impedantsi väärtust SAS-2 puhul ±10 Ω-lt ±3 Ω-ni. Kvaliteetsed kaablid peaksid jääma nimiväärtuse 85 või 100 ± 3 Ω piiresse, näiteks SFF-8639 koos SATA 15P või MCIO 74-pin kaabliga.

Kaldmoonutus
SAS-kaablites esineb kahte tüüpi kaldemoonutusi: diferentsiaalpaaride vahel ja diferentsiaalpaaride sees (signaali terviklikkuse teooria – diferentsiaalsignaal). Teoreetiliselt, kui kaabli ühte otsa sisestatakse samaaegselt mitu signaali, peaksid need teise otsa jõudma samaaegselt. Kui need signaalid ei saabu samaaegselt, nimetatakse seda nähtust kaabli kaldemoonutuseks ehk viivitus-kaldemoonutuseks. Diferentsiaalpaaride puhul on diferentsiaalpaari sees olev kaldemoonutus viivitus diferentsiaalpaari kahe juhi vahel, samas kui diferentsiaalpaaride vaheline kaldemoonutus on viivitus kahe diferentsiaalpaaride komplekti vahel. Suurem kaldemoonutus diferentsiaalpaari sees võib halvendada edastatava signaali diferentsiaalbalanssi, vähendada signaali amplituudi, suurendada ajavärinat ja põhjustada elektromagnetiliste häirete probleeme. Kvaliteetsete kaablite puhul peaks diferentsiaalpaari sees olev kaldemoonutus olema väiksem kui 10 ps, ​​näiteks SFF-8654 8i kuni SFF-8643 või joondusvastase sisestuskaabli puhul.
Elektromagnetiline häire
Kaablite elektromagnetiliste häirete probleemidel on palju põhjuseid: halb varjestus või varjestuse puudumine, vale maandusmeetod, tasakaalustamata diferentsiaalsignaalid ja lisaks on põhjuseks ka impedantsi mittevastavus. Väliste kaablite puhul on varjestus ja maandus tõenäoliselt kaks kõige olulisemat tegurit, millega tuleb tegeleda, näiteks punase võrguga SFF-8087 või Cooperi võrgust maanduskaabel.
Tavaliselt peaks välise või elektromagnetilise häire varjestus olema kahekordne metallfooliumist ja punutud kihist koosnev varjestus, mille üldine katvus on vähemalt 85%. Samal ajal peaks see varjestus olema ühendatud pistiku väliskestaga 360° täieliku ühendusega. Üksikute diferentsiaalpaaride varjestus peaks olema välisest varjestusest isoleeritud ja nende filtreerimisliinid peaksid lõppema süsteemisignaali või alalisvoolu maandusega, et tagada pistiku ja kaablikomponentide, näiteks SFF-8654 8i täismähisega kaldekindla või kühvelduskindla pistikkaabli, ühtne impedantsi kontroll.