SAS kablovi velike brzine: Konektori i optimizacija signala

SAS kablovi velike brzine: Konektori i optimizacija signala

Specifikacije integriteta signala

Neki od glavnih parametara integriteta signala uključuju uneseni gubitak, preslušavanje na bliskom i dalekom kraju, gubitak povratnog signala, izobličenje usljed asimetrije unutar diferencijalnih parova i amplitudu od diferencijalnog do zajedničkog moda. Iako su ovi faktori međusobno povezani i utiču jedan na drugi, možemo razmatrati svaki faktor pojedinačno kako bismo proučili njegov primarni uticaj.
Gubitak umetanja
Umetnuti gubitak je slabljenje amplitude signala od predajnog do prijemnog kraja kabla i direktno je proporcionalan frekvenciji. Umetnuti gubitak također zavisi od debljine žice, kao što je prikazano na grafikonu slabljenja ispod. Za interne komponente kratkog dometa koje koriste kablove 30 ili 28-AWG, visokokvalitetni kablovi trebaju imati slabljenje manje od 2 dB/m na 1,5 GHz. Za eksterni SAS od 6 Gb/s koji koristi kablove od 10 m, preporučuje se korištenje kablova sa prosječnim debljinom žice od 24, koji imaju slabljenje od samo 13 dB na 3 GHz. Ako želite postići veću marginu signala pri većim brzinama prijenosa podataka, odredite kablove sa nižim slabljenjem na visokim frekvencijama za duže kablove, kao što su SFF-8482 sa POWER kablom ili SlimSAS SFF-8654 8i.

Preslušavanje
Preslušavanje se odnosi na količinu energije koja se prenosi s jednog signalnog ili diferencijalnog para na drugi signalni ili diferencijalni par. Kod SAS kablova, ako preslušavanje na bliskom kraju (NEXT) nije dovoljno malo, to će uzrokovati većinu problema s vezom. Mjerenje NEXT-a se provodi samo na jednom kraju kabla i predstavlja veličinu energije prenesene s izlaznog para signala za prijenos na ulazni prijemni par. Mjerenje preslušavanja na dalekom kraju (FEXT) provodi se ubrizgavanjem signala u par za prijenos na jednom kraju kabla i promatranjem koliko je energije još zadržano na signalu za prijenos na drugom kraju kabla. NEXT u komponentama i konektorima kabla obično je uzrokovan lošom izolacijom diferencijalnog para signala, moguće zbog utičnica i utikača, nepotpunog uzemljenja ili nepravilnog rukovanja područjem završetka kabla. Dizajneri sistema moraju osigurati da su monteri kablova riješili ova tri problema, kao što je slučaj s komponentama poput MINI SAS HD SFF-8644 ili OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 i 28 su tipične krivulje gubitaka u kablu od 100Ω.

Za visokokvalitetne kablovske sklopove, NEXT vrijednost mjerena u skladu sa „SFF-8410 – Specifikacija za ispitivanje i zahtjeve za performanse bakra od visokobrzinske gume“ treba biti niža od 3%. Što se tiče S-parametra, NEXT vrijednost treba biti veća od 28 dB.
Gubitak povratka
Gubitak povratnog signala mjeri veličinu energije reflektirane od sistema ili kabla kada se ubrizga signal. Ova reflektirana energija uzrokuje smanjenje amplitude signala na prijemnom kraju kabla i može dovesti do problema s integritetom signala na predajnom kraju, što zauzvrat može uzrokovati probleme s elektromagnetskim smetnjama za sistem i dizajnere sistema.
Ovaj gubitak povratnog signala uzrokovan je neusklađenošću impedanse u komponentama kabla. Samo pažljivim tretiranjem ovog problema impedansa se može spriječiti promjena kada signal prolazi kroz utičnice, utikače i kablovske terminale, kako bi se minimizirale varijacije impedanse. Trenutni standard SAS-4 ažurira vrijednost impedanse sa ±10Ω u SAS-2 na ±3Ω. Visokokvalitetni kablovi trebaju održavati zahtjev unutar tolerancije od nominalnih 85 ili 100 ± 3Ω, kao što je SFF-8639 sa SATA 15P ili MCIO 74-pinskim kablom.

Iskrivljenje kosine
Kod SAS kablova postoje dvije vrste izobličenja asimetrije: između diferencijalnih parova i unutar diferencijalnih parova (teorija integriteta signala - diferencijalni signal). Teoretski, ako se više signala istovremeno unese na jedan kraj kabla, trebali bi istovremeno stići i do drugog kraja. Ako ovi signali ne stignu istovremeno, ova pojava se naziva izobličenje asimetrije kabla ili izobličenje zbog kašnjenja. Za diferencijalne parove, izobličenje asimetrije unutar diferencijalnog para je kašnjenje između dva provodnika diferencijalnog para, dok je izobličenje asimetrije između diferencijalnih parova kašnjenje između dva seta diferencijalnih parova. Veće izobličenje asimetrije unutar diferencijalnog para može pogoršati diferencijalnu ravnotežu prenesenog signala, smanjiti amplitudu signala, povećati vremensko podrhtavanje i uzrokovati probleme s elektromagnetnim smetnjama. Za visokokvalitetne kablove, izobličenje asimetrije unutar diferencijalnog para treba biti manje od 10 ps, ​​kao što su SFF-8654 8i do SFF-8643 ili kabel za umetanje protiv misalignmenta.
Elektromagnetska interferencija
Postoji mnogo uzroka problema sa elektromagnetnim smetnjama u kablovima: loša ili nikakva zaštita, nepravilan način uzemljenja, neuravnoteženi diferencijalni signali, a nadalje, uzrok je i neusklađenost impedanse. Kod vanjskih kablova, zaštita i uzemljenje su vjerovatno dva najvažnija faktora koja treba uzeti u obzir, kao što je SFF-8087 sa crvenom mrežicom ili kabel za uzemljenje sa Cooper mrežicom.
Obično, vanjska ili elektromagnetska zaštita od smetnji treba biti dvostruka zaštita od metalne folije i pletenog sloja, s ukupnim pokrivanjem od najmanje 85%. Istovremeno, ova zaštita treba biti spojena na vanjski omotač konektora, s potpunom vezom od 360°. Zaštita pojedinačnih diferencijalnih parova treba biti izolirana od vanjske zaštite, a njihove linije filtriranja trebaju se završavati na sistemskom signalu ili DC uzemljenju kako bi se osigurala ujednačena kontrola impedancije za konektor i komponente kabela, kao što je SFF-8654 8i Full Wrap anti-slash ili Scoop-proof konektorski kabel.