Visokohitrostni SAS kabli: konektorji in optimizacija signala

Visokohitrostni SAS kabli: konektorji in optimizacija signala

Specifikacije integritete signala

Nekateri glavni parametri integritete signala vključujejo vstavljeno izgubo, presluh na bližnjem in daljnem koncu, povratno izgubo, popačenje zaradi asimetrije znotraj diferencialnih parov in amplitudo od diferencialnega do skupnega načina. Čeprav so ti dejavniki medsebojno povezani in vplivajo drug na drugega, lahko vsak dejavnik obravnavamo posebej, da preučimo njegov primarni vpliv.
Vstavljena izguba
Vstavljena izguba je slabljenje amplitude signala od oddajnega do sprejemnega konca kabla in je neposredno sorazmerna s frekvenco. Vstavljena izguba je odvisna tudi od premera žice, kot je prikazano na spodnjem grafu slabljenja. Za notranje komponente kratkega dosega, ki uporabljajo kable 30 ali 28-AWG, morajo imeti visokokakovostni kabli slabljenje manjše od 2 dB/m pri 1,5 GHz. Za zunanje 6 Gb/s SAS, ki uporabljajo 10 m kable, je priporočljivo uporabljati kable s povprečnim premerom žice 24, ki imajo slabljenje le 13 dB pri 3 GHz. Če želite doseči večjo signalno rezervo pri višjih hitrostih prenosa podatkov, za daljše kable izberite kable z nižjim slabljenjem pri visokih frekvencah, kot sta SFF-8482 s kablom POWER ali SlimSAS SFF-8654 8i.

Presluh
Presluh se nanaša na količino energije, ki se prenaša iz enega signalnega ali diferencialnega para v drugega signalnega ali diferencialnega para. Pri kablih SAS, če presluh na bližnjem koncu (NEXT) ni dovolj majhen, bo povzročil večino težav s povezavo. Meritev NEXT se izvaja samo na enem koncu kabla in predstavlja velikost energije, ki se prenese iz izhodnega prenosnega signalnega para v vhodni sprejemni par. Meritev presluha na daljnem koncu (FEXT) se izvede tako, da se signal vbrizga v prenosni par na enem koncu kabla in opazuje, koliko energije je še vedno zadržane v prenosnem signalu na drugem koncu kabla. NEXT v kabelskih komponentah in konektorjih običajno povzroči slaba izolacija signalnega diferencialnega para, morda zaradi vtičnic in vtičev, nepopolne ozemljitve ali nepravilnega ravnanja z območjem zaključka kabla. Sistemski načrtovalci morajo zagotoviti, da so sestavljavci kablov obravnavali te tri težave, na primer pri komponentah, kot sta MINI SAS HD SFF-8644 ali OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 in 28 so tipične krivulje izgub v kablu pri 100 Ω.

Pri visokokakovostnih kabelskih sklopih mora biti NEXT, izmerjen v skladu s standardom »SFF-8410 – Specifikacija za testiranje in zahteve glede zmogljivosti bakra HSS«, nižji od 3 %. Kar zadeva parameter S, mora biti NEXT večji od 28 dB.
Izguba povratka
Izguba povratka meri velikost energije, ki se odbije od sistema ali kabla, ko je signal vbrizgan. Ta odbita energija povzroči zmanjšanje amplitude signala na sprejemnem koncu kabla in lahko povzroči težave z integriteto signala na oddajnem koncu, kar lahko posledično povzroči težave z elektromagnetnimi motnjami za sistem in sistemske oblikovalce.
To izgubo povratka povzroča neusklajenost impedance v komponentah kabla. Le s skrbno obravnavo te težave se lahko impedanca ne spremeni, ko signal prehaja skozi vtičnice, vtiče in kabelske priključke, da se čim bolj zmanjša nihanje impedance. Trenutni standard SAS-4 posodablja vrednost impedance z ±10 Ω v SAS-2 na ±3 Ω. Visokokakovostni kabli bi morali ohraniti zahtevo znotraj tolerance nominalnih 85 ali 100 ± 3 Ω, kot je na primer SFF-8639 s kablom SATA 15P ali MCIO 74 Pin.

Poševno popačenje
V kablih SAS obstajata dve vrsti popačenja zaradi poševnosti: med diferencialnimi pari in znotraj diferencialnih parov (teorija integritete signala – diferencialni signal). Teoretično, če se na enem koncu kabla hkrati vnese več signalov, bi morali hkrati doseči tudi drugi konec. Če ti signali ne prispejo hkrati, se ta pojav imenuje popačenje zaradi poševnosti kabla ali popačenje zaradi zakasnitve. Pri diferencialnih parih je popačenje zaradi poševnosti znotraj diferencialnega para zakasnitev med dvema vodnikoma diferencialnega para, medtem ko je popačenje zaradi poševnosti med diferencialnimi pari zakasnitev med dvema nizoma diferencialnih parov. Večje popačenje zaradi poševnosti znotraj diferencialnega para lahko poslabša diferencialno ravnovesje prenesenega signala, zmanjša amplitudo signala, poveča časovno tresenje in povzroči težave z elektromagnetnimi motnjami. Pri visokokakovostnih kablih mora biti popačenje zaradi poševnosti znotraj diferencialnega para manjše od 10 ps, ​​kot na primer kabli SFF-8654 8i do SFF-8643 ali kabli proti neenakomernemu vstavljanju.
Elektromagnetne motnje
Vzrokov za težave z elektromagnetnimi motnjami v kablih je veliko: slaba zaščita ali njena odsotnost, nepravilna metoda ozemljitve, neuravnoteženi diferencialni signali in nadalje neusklajenost impedance. Pri zunanjih kablih sta zaščita in ozemljitev verjetno najpomembnejša dejavnika, ki ju je treba upoštevati, na primer pri ozemljitvenem kablu SFF-8087 z rdečo mrežico ali ozemljitvenem kablu Cooper.
Običajno mora biti zunanja ali elektromagnetna zaščita dvojna zaščita iz kovinske folije in pletenice, s skupno pokritostjo vsaj 85 %. Hkrati mora biti ta zaščita priključena na zunanji plašč konektorja s 360° popolno povezavo. Zaščita posameznih diferencialnih parov mora biti izolirana od zunanje zaščite, njihove filtrirne linije pa se morajo končati na sistemskem signalu ali ozemljitvi enosmernega toka, da se zagotovi enoten nadzor impedance za konektor in kabelske komponente, kot je na primer konektorski kabel SFF-8654 8i Full Wrap, odporen proti rezanju ali Scoop-proof.