Højhastigheds-SAS-kabler: Stik og signaloptimering

Højhastigheds-SAS-kabler: Stik og signaloptimering

Specifikationer for signalintegritet

Nogle af de vigtigste parametre for signalintegritet inkluderer indsættelsestab, krydstale i nær- og fjernsignaler, returtab, skæv forvrængning inden for differentialpar og amplituden fra differentialtilstand til fællestilstand. Selvom disse faktorer er indbyrdes forbundne og påvirker hinanden, kan vi betragte hver faktor én ad gangen for at studere dens primære indvirkning.
Indsættelsestab
Indsætningstab er dæmpningen af ​​signalamplituden fra den sendende ende til den modtagende ende af et kabel, og det er direkte proportionalt med frekvensen. Indsætningstab afhænger også af ledningstjækken, som vist i dæmpningsgrafen nedenfor. For interne komponenter med kort rækkevidde, der bruger 30- eller 28-AWG-kabler, bør kabler af høj kvalitet have en dæmpning på mindre end 2 dB/m ved 1,5 GHz. Til ekstern 6 Gb/s SAS, der bruger 10 m kabler, anbefales det at bruge kabler med en gennemsnitlig ledningstjække på 24, som kun har en dæmpning på 13 dB ved 3 GHz. Hvis du vil opnå større signalmargin ved højere dataoverførselshastigheder, skal du specificere kabler med lavere dæmpning ved høje frekvenser til længere kabler, såsom SFF-8482 med POWER-kabel eller SlimSAS SFF-8654 8i.

Krydstale
Krydstale refererer til den mængde energi, der transmitteres fra et signal- eller differentialpar til et andet signal- eller differentialpar. For SAS-kabler vil krydstale i nær-enden (NEXT) ikke være lille nok, hvilket vil forårsage de fleste linkproblemer. Målingen af ​​NEXT udføres kun i den ene ende af kablet, og det er størrelsen af ​​den energi, der overføres fra udgangstransmissionssignalparret til indgangsmodtagerparret. Målingen af ​​fjern-ende krydstale (FEXT) udføres ved at injicere et signal i transmissionsparret i den ene ende af kablet og observere, hvor meget energi der stadig er tilbage på transmissionssignalet i den anden ende af kablet. NEXT i kabelkomponenter og stik skyldes normalt dårlig isolering af signaldifferentialparret, muligvis på grund af stikkontakter, ufuldstændig jording eller forkert håndtering af kabeltermineringsområdet. Systemdesignere skal sikre, at kabelsamlere har adresseret disse tre problemer, f.eks. i komponenter som MINI SAS HD SFF-8644 eller OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 og 28 er de typiske 100Ω kabeltabskurver.

For kabelsamlinger af høj kvalitet bør NEXT målt i overensstemmelse med "SFF-8410 – Specifikation for HSS Copper Testing and Performance Requirements" være lavere end 3%. For S-parameteren bør NEXT være større end 28 dB.
Afkasttab
Returtab måler størrelsen af ​​den energi, der reflekteres fra systemet eller kablet, når et signal injiceres. Denne reflekterede energi forårsager et fald i signalamplituden i kablets modtagende ende og kan føre til problemer med signalintegriteten i transmitterenden, hvilket igen kan forårsage problemer med elektromagnetisk interferens for systemet og systemdesignerne.
Dette returtab skyldes impedansuoverensstemmelse i kabelkomponenterne. Kun ved at behandle dette problem meget omhyggeligt kan impedansen ikke ændres, når signalet passerer gennem stikkontakter, for at minimere impedansvariationen. Den nuværende SAS-4-standard opdaterer impedansværdien fra ±10Ω i SAS-2 til ±3Ω. Kabler af høj kvalitet bør overholde kravet inden for tolerancen på de nominelle 85 eller 100 ± 3Ω, såsom SFF-8639 med SATA 15P eller MCIO 74-bens kabel.

Skæv forvrængning
I SAS-kabler er der to typer skæv forvrængning: mellem differentialpar og inden for differentialpar (signalintegritetsteori – differentialsignal). Teoretisk set, hvis flere signaler indsendes samtidigt i den ene ende af kablet, bør de nå den anden ende samtidigt. Hvis disse signaler ikke ankommer samtidigt, kaldes dette fænomen kabelskæv forvrængning eller forsinkelses-skæv forvrængning. For differentialpar er skævforvrængning inden for differentialparret forsinkelsen mellem de to ledere i differentialparret, mens skævforvrængning mellem differentialpar er forsinkelsen mellem to sæt differentialpar. Større skæv forvrængning inden for differentialparret kan forringe differentialbalancen af ​​det transmitterede signal, reducere signalamplituden, øge tidsjitter og forårsage problemer med elektromagnetisk interferens. For kabler af høj kvalitet bør skævforvrængning inden for differentialparret være mindre end 10 ps, ​​såsom SFF-8654 8i til SFF-8643 eller Anti-misalignment Insertion-kabel.
Elektromagnetisk interferens
Der er mange årsager til problemer med elektromagnetisk interferens i kabler: dårlig eller ingen afskærmning, forkert jordingsmetode, ubalancerede differentialsignaler og yderligere impedansforskel. For eksterne kabler er afskærmning og jording sandsynligvis de to vigtigste faktorer, der skal tages hånd om, såsom SFF-8087 med rødt net eller Cooper-net-jordingskabel.
Normalt bør ekstern eller elektromagnetisk interferensafskærmning være en dobbelt afskærmning af metalfolie og et flettet lag med en samlet dækning på mindst 85 %. Samtidig bør denne afskærmning være forbundet til stikkets ydre kappe med en 360° komplet forbindelse. Afskærmningen af ​​individuelle differentialpar bør isoleres fra den eksterne afskærmning, og deres filterlinjer bør afsluttes ved systemsignalet eller DC-jord for at sikre ensartet impedanskontrol for stik- og kabelkomponenterne, såsom SFF-8654 8i Full Wrap anti-slash eller Scoop-proof stikkabel.