SAS-kablar för hög hastighet: Kontakter och signaloptimering

SAS-kablar för hög hastighet: Kontakter och signaloptimering

Specifikationer för signalintegritet

Några av de viktigaste parametrarna för signalintegritet inkluderar insättningsförlust, överhörning i när- och fjärränden, returförlust, skev distorsion inom differentialpar och amplituden från differentialläge till gemensamt läge. Även om dessa faktorer är sammanhängande och påverkar varandra, kan vi beakta varje faktor en i taget för att studera dess primära inverkan.
Insättningsförlust
Insättningsförlust är dämpningen av signalamplituden från sändningsänden till mottagaränden av en kabel, och den är direkt proportionell mot frekvensen. Insättningsförlusten beror också på trådtjockleken, vilket visas i dämpningsdiagrammet nedan. För interna komponenter med kort räckvidd som använder 30- eller 28-AWG-kablar bör högkvalitativa kablar ha en dämpning på mindre än 2 dB/m vid 1,5 GHz. För extern 6 Gb/s SAS med 10 m kablar rekommenderas det att använda kablar med en genomsnittlig trådtjocklek på 24, vilka endast har en dämpning på 13 dB vid 3 GHz. Om du vill uppnå större signalmarginal vid högre dataöverföringshastigheter, specificera kablar med lägre dämpning vid höga frekvenser för längre kablar, till exempel SFF-8482 med POWER-kabel eller SlimSAS SFF-8654 8i.

Överhörning
Överhörning avser den mängd energi som överförs från ett signal- eller differentialpar till ett annat signal- eller differentialpar. För SAS-kablar, om näröverhörningen (NEXT) inte är tillräckligt liten, kommer den att orsaka de flesta länkproblem. Mätningen av NEXT utförs endast i ena änden av kabeln, och det är storleken på den energi som överförs från utgångsöverföringssignalparet till ingångsmottagningsparet. Mätningen av fjärröverhörning (FEXT) utförs genom att injicera en signal i överföringsparet i ena änden av kabeln och observera hur mycket energi som fortfarande finns kvar på överföringssignalen i den andra änden av kabeln. NEXT i kabelkomponenter och kontakter orsakas vanligtvis av dålig isolering av signaldifferentialparet, möjligen på grund av uttag och kontakter, ofullständig jordning eller felaktig hantering av kabelavslutningsområdet. Systemkonstruktörer måste se till att kabelmontörer har åtgärdat dessa tre problem, till exempel i komponenter som MINI SAS HD SFF-8644 eller OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 och 28 är de typiska förlustkurvorna för 100Ω-kablar.

För högkvalitativa kabelaggregat bör NEXT-värdet mätt enligt "SFF-8410 – Specifikation för HSS-kopparprovning och prestandakrav" vara lägre än 3 %. När det gäller S-parametern bör NEXT-värdet vara större än 28 dB.
Avkastningsförlust
Returförlust mäter magnituden av den energi som reflekteras från systemet eller kabeln när en signal injiceras. Denna reflekterade energi orsakar en minskning av signalamplituden vid kabelns mottagande ände och kan leda till problem med signalintegriteten vid sändningsänden, vilket i sin tur kan orsaka problem med elektromagnetiska störningar för systemet och systemkonstruktörerna.
Denna returförlust orsakas av impedansavvikelser i kabelkomponenterna. Endast genom att hantera detta problem mycket noggrant kan impedansen inte ändras när signalen passerar genom uttag, kontakter och kabelterminaler, för att minimera impedansvariationen. Den nuvarande SAS-4-standarden uppdaterar impedansvärdet från ±10Ω i SAS-2 till ±3Ω. Högkvalitativa kablar bör hålla kravet inom toleransen på det nominella 85 eller 100 ± 3Ω, såsom SFF-8639 med SATA 15P eller MCIO 74-pinskabel.

Skev distorsion
I SAS-kablar finns det två typer av skevförvrängning: mellan differentialpar och inom differentialpar (signalintegritetsteori – differentialsignal). Teoretiskt sett, om flera signaler matas in samtidigt i ena änden av kabeln, bör de nå den andra änden samtidigt. Om dessa signaler inte anländer samtidigt kallas detta fenomen för kabelskevförvrängning eller fördröjningsskevförvrängning. För differentialpar är skevförvrängningen inom differentialparet fördröjningen mellan de två ledarna i differentialparet, medan skevförvrängningen mellan differentialpar är fördröjningen mellan två uppsättningar differentialpar. Större skevförvrängning inom differentialparet kan försämra den sända signalens differentialbalans, minska signalamplituden, öka tidsjitter och orsaka problem med elektromagnetiska störningar. För högkvalitativa kablar bör skevförvrängningen inom differentialparet vara mindre än 10 ps, ​​såsom SFF-8654 8i till SFF-8643 eller Anti-misalignment Insertion-kabel.
Elektromagnetisk störning
Det finns många orsaker till problem med elektromagnetiska störningar i kablar: dålig skärmning eller ingen skärmning, felaktig jordningsmetod, obalanserade differentialsignaler och vidare är impedansavvikelse också en orsak. För externa kablar är skärmning och jordning sannolikt de två viktigaste faktorerna att åtgärda, till exempel SFF-8087 med rödnäts- eller Coopernäts-jordningskabel.
Vanligtvis bör extern eller elektromagnetisk störningsskärmning vara en dubbel skärmning av metallfolie och flätat lager, med en total täckning på minst 85 %. Samtidigt bör denna skärmning anslutas till kontaktens yttermantel, med en 360° komplett anslutning. Skärmningen av individuella differentialpar bör isoleras från den externa skärmningen, och deras filterledningar bör sluta vid systemsignalen eller DC-jord för att säkerställa enhetlig impedanskontroll för kontakt- och kabelkomponenterna, såsom SFF-8654 8i Full Wrap anti-slash eller Scoop-proof kontaktkabel.