Cabos SAS de alta velocidade: Conectores e otimização de sinal

Cabos SAS de alta velocidade: Conectores e otimização de sinal

Especificações de Integridade de Sinal

Alguns dos principais parâmetros de integridade de sinal incluem perda de inserção, diafonia próxima e distante, perda de retorno, distorção de assimetria em pares diferenciais e a amplitude do modo diferencial para o modo comum. Embora esses fatores estejam inter-relacionados e se influenciem mutuamente, podemos considerar cada um individualmente para estudar seu impacto principal.
Perda de inserção
A perda de inserção é a atenuação da amplitude do sinal da extremidade transmissora até a extremidade receptora de um cabo, sendo diretamente proporcional à frequência. A perda de inserção também depende da bitola do fio, como mostrado no gráfico de atenuação abaixo. Para componentes internos de curto alcance que utilizam cabos de 30 ou 28 AWG, cabos de alta qualidade devem apresentar uma atenuação inferior a 2 dB/m a 1,5 GHz. Para SAS externo de 6 Gb/s utilizando cabos de 10 m, recomenda-se o uso de cabos com bitola média de 24 AWG, que apresentam uma atenuação de apenas 13 dB a 3 GHz. Se desejar obter maior margem de sinal em taxas de transferência de dados mais altas, especifique cabos com menor atenuação em altas frequências para cabos mais longos, como o SFF-8482 com cabo POWER ou o SlimSAS SFF-8654 8i.

Interrogatório
A diafonia refere-se à quantidade de energia transmitida de um sinal ou par diferencial para outro sinal ou par diferencial. Em cabos SAS, se a diafonia de extremidade próxima (NEXT) não for suficientemente baixa, causará a maioria dos problemas de enlace. A medição da NEXT é realizada apenas em uma extremidade do cabo e representa a quantidade de energia transferida do par de sinais de transmissão de saída para o par de sinais de recepção de entrada. A medição da diafonia de extremidade distante (FEXT) é realizada injetando-se um sinal no par de transmissão em uma extremidade do cabo e observando-se quanta energia ainda é retida no sinal de transmissão na outra extremidade. A NEXT em componentes e conectores de cabos geralmente é causada por isolamento inadequado do par diferencial do sinal, possivelmente devido a soquetes e plugues, aterramento incompleto ou manuseio inadequado da área de terminação do cabo. Os projetistas de sistemas precisam garantir que os montadores de cabos tenham abordado essas três questões, como em componentes como o MINI SAS HD SFF-8644 ou o OCuLink SFF-8611 4i.

Os números 24, 26 e 28 representam as curvas de perda típicas para cabos de 100 Ω.

Para conjuntos de cabos de alta qualidade, o NEXT medido de acordo com a norma “SFF-8410 – Especificação para Testes e Requisitos de Desempenho de Cobre HSS” deve ser inferior a 3%. Já para o parâmetro S, o NEXT deve ser superior a 28 dB.
Perda de retorno
A perda de retorno mede a magnitude da energia refletida pelo sistema ou cabo quando um sinal é injetado. Essa energia refletida causa uma diminuição na amplitude do sinal na extremidade receptora do cabo e pode levar a problemas de integridade do sinal na extremidade transmissora, o que, por sua vez, pode causar problemas de interferência eletromagnética para o sistema e para os projetistas do sistema.
Essa perda de retorno é causada pela incompatibilidade de impedância nos componentes do cabo. Somente tratando esse problema com muito cuidado é possível evitar que a impedância se altere quando o sinal passa por conectores, plugues e terminais do cabo, minimizando assim a variação de impedância. O padrão SAS-4 atualiza o valor de impedância de ±10Ω no SAS-2 para ±3Ω. Cabos de alta qualidade devem manter o valor dentro da tolerância nominal de 85 ou 100 ± 3Ω, como o SFF-8639 com SATA 15P ou o cabo MCIO de 74 pinos.

distorção de assimetria
Em cabos SAS, existem dois tipos de distorção de assimetria: entre pares diferenciais e dentro de pares diferenciais (teoria da integridade do sinal – sinal diferencial). Teoricamente, se múltiplos sinais forem inseridos simultaneamente em uma extremidade do cabo, eles deveriam chegar à outra extremidade simultaneamente. Se esses sinais não chegarem simultaneamente, esse fenômeno é chamado de distorção de assimetria do cabo, ou distorção de assimetria de atraso. Para pares diferenciais, a distorção de assimetria dentro do par diferencial é o atraso entre os dois condutores do par diferencial, enquanto a distorção de assimetria entre pares diferenciais é o atraso entre dois conjuntos de pares diferenciais. Uma distorção de assimetria maior dentro do par diferencial pode deteriorar o equilíbrio diferencial do sinal transmitido, reduzir a amplitude do sinal, aumentar a instabilidade temporal (jitter) e causar problemas de interferência eletromagnética. Para cabos de alta qualidade, a distorção de assimetria dentro do par diferencial deve ser inferior a 10 ps, ​​como no caso do cabo SFF-8654 8i para SFF-8643 ou do cabo com inserção antidesalinhamento.
Interferência eletromagnética
Existem muitas causas para problemas de interferência eletromagnética em cabos: blindagem inadequada ou ausente, método de aterramento incorreto, sinais diferenciais desbalanceados e, além disso, a incompatibilidade de impedância também é uma causa. Para cabos externos, a blindagem e o aterramento provavelmente são os dois fatores mais importantes a serem considerados, como o cabo SFF-8087 com malha vermelha ou o cabo de aterramento com malha de cobre.
Normalmente, a blindagem contra interferência eletromagnética externa deve ser dupla, composta por folha metálica e malha trançada, com cobertura total de pelo menos 85%. Ao mesmo tempo, essa blindagem deve ser conectada à capa externa do conector, com uma conexão completa de 360°. A blindagem de cada par diferencial deve ser isolada da blindagem externa, e suas linhas de filtragem devem terminar no sinal do sistema ou no terra CC para garantir o controle de impedância unificado para o conector e os componentes do cabo, como o cabo com conector SFF-8654 8i Full Wrap anti-corte ou à prova de impacto.