Yüksek Hızlı SAS Kabloları: Konnektörler ve Sinyal Optimizasyonu

Yüksek Hızlı SAS Kabloları: Konnektörler ve Sinyal Optimizasyonu

Sinyal Bütünlüğü Spesifikasyonları

Sinyal bütünlüğünün temel parametrelerinden bazıları arasında ekleme kaybı, yakın uç ve uzak uç karışması, geri dönüş kaybı, diferansiyel çiftler içindeki sapma bozulması ve diferansiyel moddan ortak moda genlik yer almaktadır. Bu faktörler birbirleriyle ilişkili ve birbirlerini etkilese de, her bir faktörün birincil etkisini incelemek için tek tek ele alabiliriz.
Ekleme Kaybı
Ekleme kaybı, bir kablonun verici ucundan alıcı ucuna kadar sinyal genliğinin zayıflamasıdır ve frekansla doğru orantılıdır. Ekleme kaybı ayrıca, aşağıdaki zayıflama grafiğinde gösterildiği gibi, kablo kalınlığına da bağlıdır. 30 veya 28 AWG kablolar kullanan kısa mesafeli dahili bileşenler için, yüksek kaliteli kabloların 1,5 GHz'de 2 dB/m'den daha düşük bir zayıflamaya sahip olması gerekir. 10 metrelik kablolar kullanan harici 6 Gb/s SAS için, 3 GHz'de yalnızca 13 dB zayıflamaya sahip ortalama 24 AWG kablo kalınlığına sahip kabloların kullanılması önerilir. Daha yüksek veri aktarım hızlarında daha fazla sinyal marjı elde etmek istiyorsanız, daha uzun kablolar için yüksek frekanslarda daha düşük zayıflamaya sahip kablolar belirtin; örneğin, POWER kablosuyla SFF-8482 veya SlimSAS SFF-8654 8i.

Çapraz konuşma
Çapraz karışma, bir sinyalden veya diferansiyel çiftten diğer bir sinyale veya diferansiyel çifte iletilen enerji miktarını ifade eder. SAS kabloları için, yakın uç çapraz karışması (NEXT) yeterince küçük değilse, bağlantı sorunlarının çoğuna neden olur. NEXT ölçümü yalnızca kablonun bir ucunda yapılır ve çıkış iletim sinyal çiftinden giriş alıcı çiftine aktarılan enerjinin büyüklüğüdür. Uzak uç çapraz karışması (FEXT) ölçümü, kablonun bir ucundaki iletim çiftine bir sinyal enjekte edilerek ve kablonun diğer ucunda iletim sinyalinde ne kadar enerji kaldığı gözlemlenerek gerçekleştirilir. Kablo bileşenlerinde ve konektörlerdeki NEXT genellikle sinyal diferansiyel çiftinin zayıf izolasyonundan kaynaklanır; bu durum muhtemelen soketler ve fişler, eksik topraklama veya kablo sonlandırma alanının yanlış kullanımı nedeniyle olabilir. Sistem tasarımcılarının, MINI SAS HD SFF-8644 veya OCuLink SFF-8611 4i gibi bileşenlerde olduğu gibi, kablo montajcılarının bu üç sorunu ele aldığından emin olmaları gerekir.

24, 26 ve 28, tipik 100Ω kablo kayıp eğrileridir.

Yüksek kaliteli kablo tertibatları için, “SFF-8410 – Yüksek Hızlı Bakır Testi ve Performans Gereksinimleri Spesifikasyonu” uyarınca ölçülen NEXT değeri %3'ten düşük olmalıdır. S parametresi için ise NEXT değeri 28 dB'den büyük olmalıdır.
Geri dönüş kaybı
Geri dönüş kaybı, bir sinyal sisteme veya kabloya iletildiğinde sistemden veya kablodan yansıyan enerjinin büyüklüğünü ölçer. Bu yansıyan enerji, kablonun alıcı ucunda sinyal genliğinde bir azalmaya neden olur ve verici ucunda sinyal bütünlüğü sorunlarına yol açabilir; bu da sistem ve sistem tasarımcıları için elektromanyetik girişim sorunlarına neden olabilir.
Bu geri dönüş kaybı, kablo bileşenlerindeki empedans uyumsuzluğundan kaynaklanır. Empedans değişimini en aza indirmek için, sinyal soketlerden, fişlerden ve kablo terminallerinden geçerken empedansın değişmemesi ancak bu soruna çok dikkatli yaklaşılarak sağlanabilir. Mevcut SAS-4 standardı, empedans değerini SAS-2'deki ±10Ω'dan ±3Ω'a yükseltmiştir. Yüksek kaliteli kablolar, nominal 85 veya 100 ± 3Ω toleransı dahilinde gereksinimi karşılamalıdır; örneğin, SATA 15P veya MCIO 74 Pin Kablolu SFF-8639 gibi.

Çarpıklık bozulması
SAS kablolarında iki tür sapma bozulması vardır: diferansiyel çiftler arasında ve diferansiyel çiftler içinde (sinyal bütünlüğü teorisi – diferansiyel sinyal). Teorik olarak, kablonun bir ucuna aynı anda birden fazla sinyal girerse, diğer uca da aynı anda ulaşmalıdırlar. Bu sinyaller aynı anda ulaşmazsa, bu olaya kablo sapma bozulması veya gecikme sapma bozulması denir. Diferansiyel çiftler için, diferansiyel çift içindeki sapma bozulması, diferansiyel çiftin iki iletkeni arasındaki gecikmedir; diferansiyel çiftler arasındaki sapma bozulması ise iki diferansiyel çift seti arasındaki gecikmedir. Diferansiyel çift içindeki daha büyük sapma bozulması, iletilen sinyalin diferansiyel dengesini bozabilir, sinyal genliğini azaltabilir, zaman titreşimini artırabilir ve elektromanyetik girişim sorunlarına neden olabilir. Yüksek kaliteli kablolar için, diferansiyel çift içindeki sapma bozulması 10 ps'den az olmalıdır, örneğin SFF-8654 8i - SFF-8643 veya Hizalama Önleyici Ekleme kablosu gibi.
Elektromanyetik girişim
Kablolarda elektromanyetik girişim sorunlarının birçok nedeni vardır: yetersiz veya hiç koruma olmaması, yanlış topraklama yöntemi, dengesiz diferansiyel sinyaller ve ayrıca empedans uyumsuzluğu da bir nedendir. Dış mekan kabloları için, koruma ve topraklama, ele alınması gereken en önemli iki faktördür; örneğin, kırmızı örgülü SFF-8087 veya bakır örgülü topraklama kablosu gibi.
Genellikle, harici veya elektromanyetik girişim koruması, en az %85'lik genel bir kapsama alanına sahip, metal folyo ve örgülü katmandan oluşan çift katmanlı bir koruma olmalıdır. Aynı zamanda, bu koruma, konektörün dış kılıfına 360° tam bağlantı ile bağlanmalıdır. Bireysel diferansiyel çiftlerin koruması, harici korumadan izole edilmeli ve filtreleme hatları, konektör ve kablo bileşenleri için birleşik empedans kontrolü sağlamak üzere sistem sinyaline veya DC toprağına bağlanmalıdır; örneğin SFF-8654 8i Tam Sargılı kesilmeye karşı dayanıklı veya Scoop-proof konektör kablosu gibi.