Cabos SAS de alta velocidade: Conectores e otimização de sinal

Cabos SAS de alta velocidade: Conectores e otimização de sinal

Especificações de integridade do sinal

Alguns dos principais parâmetros da integridade do sinal incluem perda de inserção, diafonia entre as extremidades próxima e distante, perda de retorno, distorção assimétrica dentro de 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 fator individualmente para estudar seu impacto primário.
Perda de inserção
Perda de inserção é a atenuação da amplitude do sinal da extremidade transmissora para a extremidade receptora de um cabo e é diretamente proporcional à frequência. A perda de inserção também depende da bitola do fio, conforme mostrado no gráfico de atenuação abaixo. Para componentes internos de curto alcance usando cabos 30 ou 28 AWG, cabos de alta qualidade devem ter uma atenuação inferior a 2 dB/m a 1,5 GHz. Para SAS externos de 6 Gb/s usando cabos de 10 m, recomenda-se usar cabos com bitola média de 24, que têm uma atenuação de apenas 13 dB a 3 GHz. Se você deseja 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 SFF-8482 com cabo POWER ou SlimSAS SFF-8654 8i.

Diafonia
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 na extremidade próxima (NEXT) não for pequena o suficiente, causará a maioria dos problemas de enlace. A medição de NEXT é realizada apenas em uma extremidade do cabo e representa a magnitude da energia transferida do par de sinais de transmissão de saída para o par de recepção de entrada. A medição de diafonia na extremidade distante (FEXT) é realizada injetando um sinal no par de transmissão em uma extremidade do cabo e observando quanta energia ainda é retida no sinal de transmissão na outra extremidade do cabo. A diafonia em componentes e conectores de cabos geralmente é causada por isolamento inadequado do par diferencial de sinais, 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 esses três problemas, como em componentes como o MINI SAS HD SFF-8644 ou o OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 e 28 são as curvas típicas de perda de cabo de 100Ω.

Para conjuntos de cabos de alta qualidade, o NEXT medido de acordo com a "SFF-8410 – Especificação para Testes e Requisitos de Desempenho de Cobre HSS" deve ser inferior a 3%. Quanto ao parâmetro S, o NEXT deve ser superior a 28 dB.
Perda de retorno
A perda de retorno mede a magnitude da energia refletida do 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 seus projetistas.
Essa perda de retorno é causada pela incompatibilidade de impedância nos componentes do cabo. Somente tratando esse problema com muito cuidado é possível manter a impedância estável quando o sinal passa por soquetes, plugues e terminais do cabo, minimizando a variação de impedância. O padrão SAS-4 atual atualiza o valor da impedância de ±10Ω no SAS-2 para ±3Ω. Cabos de alta qualidade devem manter o requisito dentro da tolerância nominal de 85 ou 100 ± 3Ω, como o SFF-8639 com cabo SATA 15P ou MCIO de 74 pinos.

Distorção enviesada
Em cabos SAS, existem dois tipos de distorção assimétrica: entre pares diferenciais e dentro de pares diferenciais (teoria da integridade do sinal – sinal diferencial). Teoricamente, se vários sinais forem recebidos simultaneamente em uma extremidade do cabo, eles devem chegar à outra extremidade simultaneamente. Se esses sinais não chegarem simultaneamente, esse fenômeno é chamado de distorção assimétrica do cabo ou distorção de atraso-distorção. Para pares diferenciais, a distorção assimétrica dentro do par diferencial é o atraso entre os dois condutores do par diferencial, enquanto a distorção assimétrica entre pares diferenciais é o atraso entre dois conjuntos de pares diferenciais. Uma distorção assimétrica maior dentro do par diferencial pode deteriorar o equilíbrio diferencial do sinal transmitido, reduzir a amplitude do sinal, aumentar o jitter de tempo e causar problemas de interferência eletromagnética. Para cabos de alta qualidade, a distorção assimétrica dentro do par diferencial deve ser inferior a 10 ps, ​​como o cabo SFF-8654 8i para SFF-8643 ou o cabo de inserção antidesalinhamento.
Interferência eletromagnética
Existem muitas causas para problemas de interferência eletromagnética em cabos: blindagem deficiente ou inexistente, método de aterramento incorreto, sinais diferenciais desbalanceados e, além disso, incompatibilidade de impedância também são causas. Para cabos externos, a blindagem e o aterramento são provavelmente os dois fatores mais importantes a serem considerados, como o cabo de aterramento SFF-8087 com malha vermelha ou malha Cooper.
Normalmente, a blindagem contra interferência externa ou eletromagnética deve ser uma blindagem dupla de folha metálica e camada trançada, com uma 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 dos pares diferenciais individuais 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 unificado da impedância para o conector e os componentes do cabo, como o cabo conector anti-corte Full Wrap SFF-8654 8i ou o cabo conector à prova de corte.