สายเคเบิล SAS ความเร็วสูง: ขั้วต่อและการเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณ
ข้อมูลจำเพาะความสมบูรณ์ของสัญญาณ
พารามิเตอร์หลักบางประการของความสมบูรณ์ของสัญญาณ ได้แก่ การสูญเสียสัญญาณจากการแทรกสัญญาณ, ครอสทอล์คใกล้ปลายและไกล, การสูญเสียสัญญาณย้อนกลับ, ความเพี้ยนของสัญญาณเบ้ภายในคู่สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล และแอมพลิจูดจากโหมดดิฟเฟอเรนเชียลไปยังโหมดทั่วไป แม้ว่าปัจจัยเหล่านี้จะเชื่อมโยงกันและมีอิทธิพลต่อกันและกัน แต่เราสามารถพิจารณาปัจจัยแต่ละปัจจัยทีละปัจจัยเพื่อศึกษาผลกระทบหลัก
การสูญเสียการแทรก
การสูญเสียการแทรก (Insertion Loss) คือการลดทอนของแอมพลิจูดสัญญาณจากฝั่งส่งไปยังฝั่งรับของสายเคเบิล และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ การสูญเสียการแทรกยังขึ้นอยู่กับขนาดของสาย ดังที่แสดงในกราฟการลดทอนด้านล่าง สำหรับส่วนประกอบภายในระยะสั้นที่ใช้สายเคเบิลขนาด 30 หรือ 28 AWG สายเคเบิลคุณภาพสูงควรมีการลดทอนน้อยกว่า 2 dB/m ที่ความถี่ 1.5 GHz สำหรับ SAS ภายนอก 6 Gb/s ที่ใช้สายเคเบิลยาว 10 เมตร ขอแนะนำให้ใช้สายเคเบิลที่มีขนาดเส้นลวดเฉลี่ย 24 ซึ่งจะมีการลดทอนเพียง 13 dB ที่ความถี่ 3 GHz หากคุณต้องการเพิ่มระยะขอบสัญญาณที่อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงขึ้น ให้ระบุสายเคเบิลที่มีการลดทอนต่ำกว่าที่ความถี่สูงสำหรับสายเคเบิลที่ยาวกว่า เช่น SFF-8482 พร้อมสาย POWER หรือ SlimSAS SFF-8654 8i
การสนทนาข้ามกัน
ครอสทอล์ค (Crosstalk) หมายถึงปริมาณพลังงานที่ส่งจากสัญญาณหรือคู่สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลหนึ่งไปยังอีกสัญญาณหรือคู่สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลหนึ่ง สำหรับสายเคเบิล SAS หากครอสทอล์คใกล้ปลาย (NEXT) ไม่เล็กพอ จะทำให้เกิดปัญหากับการเชื่อมต่อส่วนใหญ่ การวัดค่า NEXT จะทำที่ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิลเท่านั้น โดยวัดจากพลังงานที่ถ่ายโอนจากคู่สัญญาณขาออกไปยังคู่สัญญาณขาเข้า การวัดครอสทอล์คไกลปลาย (FEXT) ทำได้โดยการใส่สัญญาณเข้าไปในคู่สัญญาณขาออกที่ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิล และสังเกตปริมาณพลังงานที่ยังคงอยู่บนสัญญาณขาออกที่ปลายอีกด้านหนึ่งของสายเคเบิล สาเหตุของ NEXT ในส่วนประกอบและขั้วต่อของสายเคเบิลมักเกิดจากการแยกสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลที่ไม่ดี ซึ่งอาจเกิดจากซ็อกเก็ตและปลั๊ก การต่อสายดินที่ไม่สมบูรณ์ หรือการจัดการพื้นที่ปลายสายที่ไม่ถูกต้อง นักออกแบบระบบจำเป็นต้องแน่ใจว่าผู้ประกอบสายเคเบิลได้แก้ไขปัญหาทั้งสามประการนี้แล้ว เช่น ในส่วนประกอบอย่าง MINI SAS HD SFF-8644 หรือ OCuLink SFF-8611 4i
24, 26 และ 28 คือเส้นโค้งการสูญเสียสายเคเบิล 100Ω ทั่วไป
สำหรับชุดสายเคเบิลคุณภาพสูง ค่า NEXT ที่วัดตาม “SFF-8410 – ข้อกำหนดสำหรับการทดสอบและประสิทธิภาพทองแดง HSS” ควรต่ำกว่า 3% ส่วนค่าพารามิเตอร์ S ค่า NEXT ควรมากกว่า 28 เดซิเบล
การสูญเสียผลตอบแทน
การสูญเสียพลังงานกลับวัดค่าพลังงานที่สะท้อนจากระบบหรือสายเคเบิลเมื่อสัญญาณถูกส่ง พลังงานที่สะท้อนกลับนี้ทำให้แอมพลิจูดของสัญญาณที่ปลายรับของสายเคเบิลลดลง และอาจนำไปสู่ปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ปลายส่งสัญญาณ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่อระบบและผู้ออกแบบระบบ
การสูญเสียการสะท้อนกลับนี้เกิดจากความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ในส่วนประกอบของสายเคเบิล การแก้ไขปัญหานี้ด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่งยวดเท่านั้นจึงจะทำให้อิมพีแดนซ์ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสัญญาณผ่านซ็อกเก็ต ปลั๊ก และขั้วต่อสายเคเบิล เพื่อลดความแปรผันของอิมพีแดนซ์ให้น้อยที่สุด มาตรฐาน SAS-4 ในปัจจุบันได้ปรับปรุงค่าอิมพีแดนซ์จาก ±10Ω ใน SAS-2 เป็น ±3Ω สายเคเบิลคุณภาพสูงควรรักษาข้อกำหนดให้อยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของค่ามาตรฐานที่ 85 หรือ 100 ± 3Ω เช่น SFF-8639 ที่ใช้สาย SATA 15P หรือ MCIO 74 พิน
การบิดเบือนแบบเอียง
ในสายเคเบิล SAS ความเพี้ยนของสัญญาณเบ้มีสองประเภท ได้แก่ ระหว่างคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลและภายในคู่สายดิฟเฟอเรนเชียล (ทฤษฎีความสมบูรณ์ของสัญญาณ – สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล) ในทางทฤษฎี หากสัญญาณหลายสัญญาณถูกส่งเข้าพร้อมกันที่ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิล สัญญาณเหล่านั้นควรจะไปถึงปลายอีกด้านหนึ่งพร้อมกัน หากสัญญาณเหล่านี้ไม่มาถึงพร้อมกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความเพี้ยนของสายเคเบิลเบ้ หรือความเพี้ยนของความล่าช้า-เบ้ สำหรับคู่สายดิฟเฟอเรนเชียล ความเพี้ยนเบ้ภายในคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลคือความล่าช้าระหว่างตัวนำทั้งสองของคู่สายดิฟเฟอเรนเชียล ในขณะที่ความเพี้ยนเบ้ระหว่างคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลคือความล่าช้าระหว่างคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลสองชุด ความเพี้ยนเบ้ที่มากขึ้นภายในคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลอาจทำให้สมดุลของสัญญาณที่ส่งออกลดลง ลดแอมพลิจูดของสัญญาณ เพิ่มค่าความเพี้ยนของเวลา และก่อให้เกิดปัญหาสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับสายเคเบิลคุณภาพสูง ความผิดเพี้ยนของมุมเอียงภายในคู่ดิฟเฟอเรนเชียลควรน้อยกว่า 10 ps เช่น SFF-8654 8i ถึง SFF-8643 หรือสายเคเบิลป้องกันการเรียงซ้อน
การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ปัญหาสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าในสายเคเบิลมีสาเหตุหลายประการ ได้แก่ การป้องกันสัญญาณที่ไม่ดีหรือไม่มีการป้องกันสัญญาณ วิธีการต่อสายดินที่ไม่ถูกต้อง สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลไม่สมดุล และยิ่งไปกว่านั้น ความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ก็เป็นสาเหตุหนึ่งเช่นกัน สำหรับสายเคเบิลภายนอก การป้องกันสัญญาณและการต่อสายดินน่าจะเป็นสองปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ต้องแก้ไข เช่น สายกราวด์ SFF-8087 ที่มีตาข่ายสีแดง หรือสายกราวด์ Cooper mesh
โดยทั่วไป การป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอกหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าควรเป็นการป้องกันแบบสองชั้นด้วยแผ่นโลหะและชั้นถัก โดยครอบคลุมพื้นที่โดยรวมอย่างน้อย 85% ในขณะเดียวกัน ควรเชื่อมต่อการป้องกันนี้เข้ากับปลอกหุ้มด้านนอกของขั้วต่อ โดยเชื่อมต่อแบบ 360° การป้องกันของคู่สายดิฟเฟอเรนเชียลแต่ละคู่ควรแยกออกจากการป้องกันภายนอก และสายกรองควรสิ้นสุดที่สัญญาณระบบหรือกราวด์ DC เพื่อให้มั่นใจว่ามีการควบคุมอิมพีแดนซ์แบบรวมสำหรับส่วนประกอบของขั้วต่อและสายเคเบิล เช่น สายเชื่อมต่อ SFF-8654 8i Full Wrap ป้องกันการเฉือน หรือสายเชื่อมต่อป้องกันการตัก
เวลาโพสต์: 8 ส.ค. 2568
