Yüksek Hızlı SAS Kabloları: Konnektörler ve Sinyal Optimizasyonu

Yüksek Hızlı SAS Kabloları: Konnektörler ve Sinyal Optimizasyonu

Sinyal Bütünlüğü Özellikleri

Sinyal bütünlüğünün temel parametrelerinden bazıları ekleme kaybı, yakın ve uzak uç çapraz konuşması, geri dönüş kaybı, diferansiyel çiftler içindeki eğik bozulma ve diferansiyel moddan ortak moda geçiş genliğidir. Bu faktörler birbiriyle ilişkili olsa ve birbirini etkilese de, birincil etkisini incelemek için her bir faktörü tek tek ele alabiliriz.
Ekleme Kaybı
Ekleme kaybı, bir kablonun verici ucundan alıcı ucuna sinyal genliğinin zayıflamasıdır ve frekansla doğru orantılıdır. Ekleme kaybı, aşağıdaki zayıflama grafiğinde gösterildiği gibi, tel kalınlığına da bağlıdır. 30 veya 28 AWG kablolar kullanan kısa menzilli dahili bileşenler için, yüksek kaliteli kabloların 1,5 GHz'de 2 dB/m'den az zayıflaması gerekir. 10 m kablolar kullanan harici 6 Gb/sn SAS'ler için, 3 GHz'de yalnızca 13 dB zayıflamaya sahip olan ortalama tel kalınlığı 24 olan 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 kullanın; örneğin, POWER kablolu SFF-8482 veya SlimSAS SFF-8654 8i.

Çapraz konuşma
Çapraz konuşma, bir sinyalden veya diferansiyel çiftten başka bir sinyale veya diferansiyel çifte iletilen enerji miktarını ifade eder. SAS kabloları için, yakın uç çapraz konuşması (NEXT) yeterince küçük değilse, bağlantı sorunlarının çoğuna neden olur. NEXT ölçümü yalnızca kablonun bir ucunda gerçekleştirilir ve çıkış iletim sinyali çiftinden giriş alıcı çiftine aktarılan enerjinin büyüklüğüdür. Uzak uç çapraz konuşmasının (FEXT) ölçümü, kablonun bir ucundaki iletim çiftine bir sinyal enjekte edilerek ve kablonun diğer ucundaki iletim sinyalinde ne kadar enerjinin hala tutulduğunun gözlemlenmesiyle gerçekleştirilir. Kablo bileşenlerindeki ve konektörlerindeki NEXT genellikle sinyal diferansiyel çiftinin zayıf izolasyonundan, muhtemelen soketler ve fişler, eksik topraklama veya kablo sonlandırma alanının yanlış kullanımından kaynaklanır. 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 montajları için, "SFF-8410 - HSS Bakır Testi ve Performans Gereksinimleri Spesifikasyonu"na uygun olarak 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 enjekte edildiğinde sistemden veya kablodan yansıyan enerjinin büyüklüğünü ölçer. Yansıyan bu enerji, kablonun alıcı ucundaki sinyal genliğinde bir azalmaya neden olur ve iletici uçta sinyal bütünlüğü sorunlarına yol açabilir; bu da sistem ve sistem tasarımcıları için elektromanyetik girişim sorunlarına yol açabilir.
Bu geri dönüş kaybı, kablo bileşenlerindeki empedans uyumsuzluğundan kaynaklanır. Sinyal prizlerden, fişlerden ve kablo terminallerinden geçerken empedans değişimini en aza indirmek için, bu soruna çok dikkatli yaklaşılması gerekir. Mevcut SAS-4 standardı, empedans değerini SAS-2'de ±10Ω'dan ±3Ω'a günceller. Yüksek kaliteli kablolar, bu gereksinimi nominal 85 veya 100 ± 3Ω toleransı dahilinde tutmalıdır; örneğin SATA 15P veya MCIO 74 Pin Kablolu SFF-8639.

Eğim bozulması
SAS kablolarında iki tür eğik bozulma vardır: diferansiyel çiftler arasında ve diferansiyel çiftler içinde (sinyal bütünlüğü teorisi - diferansiyel sinyal). Teorik olarak, kablonun bir ucuna aynı anda birden fazla sinyal girilirse, diğer uca aynı anda ulaşmaları gerekir. Bu sinyaller aynı anda ulaşmazsa, bu olguya kablo eğik bozulması veya gecikme-eğik bozulması denir. Diferansiyel çiftler için, diferansiyel çift içindeki eğik bozulma, diferansiyel çiftin iki iletkeni arasındaki gecikmedir, diferansiyel çiftler arasındaki eğik bozulma ise iki diferansiyel çift seti arasındaki gecikmedir. Diferansiyel çift içindeki daha büyük eğik bozulma, iletilen sinyalin diferansiyel dengesini bozabilir, sinyal genliğini azaltabilir, zaman titreşimini artırabilir ve elektromanyetik girişim sorunlarına neden olabilir. Yüksek kaliteli kablolar için, diferansiyel çift içindeki eğik bozulma, SFF-8654 8i ila SFF-8643 veya Hizalama Önleyici Ekleme kablosu gibi 10 ps'den az olmalıdır.
Elektromanyetik girişim
Kablolarda elektromanyetik girişim sorunlarının birçok nedeni vardır: zayıf ekranlama veya ekranlama olmaması, yanlış topraklama yöntemi, dengesiz diferansiyel sinyaller ve empedans uyumsuzluğu da birer nedendir. Harici kablolar için, örneğin kırmızı örgülü SFF-8087 veya Cooper örgülü topraklama kablosu gibi, ekranlama ve topraklama muhtemelen ele alınması gereken en önemli iki faktördür.
Genellikle, harici veya elektromanyetik parazit koruma, en az %85 genel kapsama alanına sahip, metal folyo ve örgülü katmandan oluşan çift katmanlı bir koruma olmalıdır. Aynı zamanda, bu koruma, konnektörün dış kılıfına 360° tam bağlantıyla bağlanmalıdır. Ayrı diferansiyel çiftlerin koruması, harici korumadan izole edilmeli ve filtreleme hatları, konnektör ve kablo bileşenleri (örneğin SFF-8654 8i Tam Sarma, Kesilmeye Dayanıklı veya Kepçeye Dayanıklı konnektör kablosu) için birleşik empedans kontrolü sağlamak üzere sistem sinyalinde veya DC topraklamada sonlanmalıdır.