Az univerzális soros busz (USB) valószínűleg a világ egyik legsokoldalúbb interfésze. Eredetileg az Intel és a Microsoft indította el, és a lehető leggyorsabban csatlakoztatható és használható (hot plug and play) technológiát kínálja. Az USB interfész 1994-es bevezetése óta, 26 évnyi fejlesztés után, az USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x szabványokon keresztül a jelenlegi USB 4-ig fejlődött; az átviteli sebesség is megnőtt 1,5 Mbps-ról a legújabb 40 Gbps-ra. Jelenleg nemcsak az újonnan piacra dobott okostelefonok támogatják alapvetően a Type-C interfészt, hanem a notebookok, digitális fényképezőgépek, okoshangszórók, mobil tápegységek és más eszközök is elkezdték átvenni a TYPE-C specifikációjú USB interfészt, amelyet sikeresen bevezettek az autóiparban. Az USB-A helyett a Tesla új Model 3-asa USB-C portokkal rendelkezik, az Apple pedig teljesen átalakította a MacBook és AirPods Pro készülékeit tisztán USB Type-C portokra az adatátvitelhez és a töltéshez. Ezenkívül az EU követelményeinek megfelelően az Apple a jövőbeli iPhone 15-ben is USB Type-C interfészt fog használni, és kétségtelen, hogy az USB4 lesz a fő termékinterfész a jövőbeli piacon.
USB4 kábelekre vonatkozó követelmények
Az új USB4 legnagyobb változása a Thunderbolt protokollspecifikáció bevezetése, amelyet az Intel megosztott az usb-if-fel. Kettős kapcsolaton keresztül futva a sávszélesség megduplázódik 40 Gbps-ra, és az Tunneling több adat- és megjelenítési protokollt támogat. Ilyen például a PCI Express és a DisplayPort. Ezenkívül az USB4 jó kompatibilitást tart fenn az új mögöttes protokoll bevezetésével, visszafelé kompatibilis az USB3.2/3.1/3.0/2.0, valamint a Thunderbolt 3 szabvánnyal. Ennek eredményeként az USB4 a mai napig a legösszetettebb USB-szabvánnyá vált, amely megköveteli a tervezőktől, hogy megértsék az USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C és USB Power Delivery specifikációit. Ezenkívül a tervezőknek meg kell érteniük a PCI Express és a DisplayPort specifikációkat, valamint a HIGH-DEFINITION tartalomvédelmi (HDCP) technológiát, amely kompatibilis az USB4 DisplayPort módjával, és az általunk ismert kábeleknek és csatlakozóknak magasabb követelményeik vannak az USB4 kábellel készült késztermékek elektromos teljesítménykövetelményeinek teljesítéséhez.
Az USB4 koaxiális változata a semmiből bukkant fel.
Az USB3.1 10G korszakában számos gyártó koaxiális struktúrát alkalmazott a nagyfrekvenciás teljesítménykövetelmények kielégítése érdekében. A koaxiális változatot korábban nem alkalmazták USB sorozatokban, alkalmazási forgatókönyvei főként notebookok, mobiltelefonok, GPS-ek, mérőeszközök, Bluetooth technológia stb. A kábel általános alkalmazási területei az orvosi koaxiális vonalak, a teflon koaxiális elektronikus vonalak, a rádiófrekvenciás koaxiális vezetékek stb. A piac nagykereskedelmi költségellenőrzési követelményeivel az USB3.1 korszakában a sodrás a termék teljesítményének kielégítése érdekében gyorsan elfoglalta a piacot, de az USB4 piacának egyre szigorúbb nagyfrekvenciás átviteli követelményeivel, és a nagysebességű átvitelhez erős interferencia-ellenállási képességgel és elektromos teljesítménystabilitási igényekkel kell rendelkeznie. A nagyfrekvenciás átvitel stabilitásának biztosítása érdekében a jelenlegi mainstream USB4 továbbra is a fő koaxiális változat, a koaxiális gyártási és gyártási folyamat összetett folyamat, a nagyfrekvenciás és nagysebességű alkalmazások megoldásához megfelelő gyártóberendezésekre és érett és stabil gyártási folyamatra van szükség. A termék gyártásában az anyagválasztás, a folyamatparaméterek és a folyamatirányítás, a speciális laboratóriumi vizsgálatok elektromos paraméterei kulcsszerepet játszanak, a koaxiális szerkezet fejlesztése során a szűk keresztmetszetek mellett az Ön (anyagköltség, drága feldolgozási költség) más jó tényezők is jók, de a piac fejlődése mindig a legnagyobb tételár elérésének módja körül forog. A páros sodrott változat mindig is a koaxiális fejlesztés, a kutatás és az áttörés résében volt.
A koaxiális vezeték szerkezetéből belülről kifelé haladva látható: központi vezető, szigetelőréteg, külső vezetőréteg (fémháló), vezetékburkolat. A koaxiális kábel két vezetőből álló kompozit anyag. A koaxiális kábel központi vezetéke jelek továbbítására szolgál. A fém árnyékoló háló két szerepet játszik: az egyik az áramhurok biztosítása a jel számára közös földként, a másik pedig az elektromágneses zaj interferenciájának elnyomása a jelben, mint árnyékoló háló. A középső vezeték és az árnyékoló hálózat között félig habosított polipropilén szigetelőréteg található, a szigetelőréteg meghatározza a kábel átviteli jellemzőit, és hatékonyan védi a középső vezetéket, ami drága okokból drága.
Jön az USB4 sodrott érpáras verzió?
Mivel az elektronikus áramkörök magasabb frekvenciákon működnek, az elektronikus alkatrészek elektromos jellemzői egyre nehezebben kezelhetők. Ha az alkatrész mérete vagy a teljes áramkör mérete a működési frekvencia hullámhosszához képest nagyobb, mint egy, az áramkör induktivitásának kapacitása, vagy az alkatrészek anyagtulajdonságainak parazita hatása stb. Még akkor is, ha vezetékpár-szerkezetet használunk, az alapvető frekvenciaparaméterek tesztelése nem tudja kielégíteni az ügyfelek igényeit, és rugalmasabb, mint a koaxiális szerkezet és átmérője. Miért nem lehet az USB-párt kötegekben alkalmazni? Általánosságban elmondható, hogy minél magasabb a kábelhasználat frekvenciája, minél rövidebb a jel hullámhossza és minél kisebb a ferdeségi osztás, annál jobb az egyensúlyi hatás. A túl kicsi toldási osztás azonban alacsony termelési hatékonyságot és a szigetelt magvezeték húzódását eredményezi. A vezetékpár osztása nagyon kicsi, a torziók száma sok, és a szakaszra ható torziós feszültség komolyan koncentrálódik, ami a szigetelőréteg súlyos deformációját és károsodását eredményezi, végül pedig az elektromágneses mező torzulását okozza, ami hatással van bizonyos elektromos mutatókra, például az SRL értékére és a csillapításra. Amikor a szigetelés excentricitása fennáll, a vezetők közötti távolság periodikusan változik a szigetelővezeték forgása és forgása miatt, ami az impedancia periodikus ingadozását okozza. Az ingadozási periódus viszonylag hosszú. Nagyfrekvenciás átvitel esetén ez a lassú változás elektromágneses hullámokkal érzékelhető, és befolyásolhatja a visszaverődési veszteség értékét. Az USB4 páros verzió nem használható kötegelt formában.
Nem a földre, de nem akarom a halálos koaxiális kábelt használni, ezért az emberek elkezdték ellenőrizni az USB4 árnyékolási módok különbségét a termék elkészítéséhez. A legnagyobb hátrány a könnyen csavarodó vezető, és a párhuzamos csomagok közötti különbség házi feladat, hogy elkerüljük a vezető ficamát. Mint mindannyian tudjuk, jelenleg a SAS, SFP + stb. közötti különbséget nagysebességű vonalakban használják. Elég ahhoz, hogy megmutassa, hogy a teljesítményének magasabbnak kell lennie, mint a sodrott verziónak. A nagyfrekvenciás adatvezeték fontos szerepe az adatjelek továbbítása, de amikor körülötte használjuk, mindenféle zavaró interferencia információ jelenhet meg. Gondoljuk át, hogy ha ezek az interferenciajelek belépnek az adatvezeték belső vezetőjébe, és rávetülnek az eredetileg átvitt jelre, lehetséges-e interferencia vagy változás az eredetileg átvitt jelben, ezáltal hasznos jelveszteséget vagy problémákat okozva? Az alumíniumfólia réteg lényege, hogy információt továbbít hozzánk, védő és árnyékoló szerepet tölt be, csökkenti a külső, független jelek interferenciáját az átvitel során. A fő csomagolóanyag és az alumíniumfólia bevonat alumíniumfólia tömítéssel és árnyékolással történik, egyoldalas vagy kétoldalas bevonattal a műanyag fólián, azaz kompozit fólián, amelyet a kábel árnyékolására használnak. A kábelfólia felületén kevesebb olaj szükséges, nincsenek lyukak és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A tekercselés folyamata az, hogy két szigetelt magvezetéket és földelővezetéket gyűjtenek össze egy csomagológép segítségével. Ugyanakkor egy réteg alumíniumfólia és egy réteg öntapadó poliészter szalag a külső héjon árnyékolja a vezetékpárt és stabilizálja a magvezetékek tekercselésének szerkezetét. Ez a folyamat fontos hatással van a vezeték tulajdonságaira, beleértve az impedanciát, a késleltetési különbséget és a csillapítást, mivel ezt szigorúan a gyártási követelményeknek kell megfeleltetni, és elektromos tulajdonságokat kell tesztelni annak érdekében, hogy a magvezeték tekercselése megfeleljen a követelményeknek. Természetesen nem minden adatvezeték rendelkezik kétrétegű árnyékolással. Némelyik több réteggel rendelkezik, némelyik csak egy réteggel, vagy egyáltalán nincs. Az árnyékolás két térbeli régió fémes elválasztása, amelynek célja az elektromos, mágneses és elektromágneses hullámok indukciójának és sugárzásának szabályozása az egyik régióból a másikba. Konkrétan a vezető magját egy árnyékoló test veszi körül, hogy megakadályozza a külső elektromágneses mező/interferenciajel hatását, és hogy megakadályozza az interferencia elektromágneses mező/jel kifelé terjedését. Az USB differenciálpáros nagyfrekvenciás jelvizsgálat összehasonlítható a koaxiális, differenciálpáros USB4 kábellel.
Közzététel ideje: 2022. augusztus 16.
