Kabel SAS Berkecepatan Tinggi: Konektor dan Optimalisasi Sinyal

Kabel SAS Berkecepatan Tinggi: Konektor dan Optimalisasi Sinyal

Spesifikasi Integritas Sinyal

Beberapa parameter utama integritas sinyal meliputi rugi penyisipan, crosstalk dekat dan jauh, rugi balik, distorsi skew dalam pasangan diferensial, dan amplitudo dari mode diferensial ke mode umum. Meskipun faktor-faktor ini saling terkait dan memengaruhi, kita dapat mempertimbangkan setiap faktor satu per satu untuk mempelajari dampak utamanya.
Kehilangan Penyisipan
Rugi penyisipan adalah atenuasi amplitudo sinyal dari ujung transmisi ke ujung penerima kabel, dan berbanding lurus dengan frekuensi. Rugi penyisipan juga bergantung pada ukuran kabel, seperti yang ditunjukkan pada grafik atenuasi di bawah ini. Untuk komponen internal jarak pendek yang menggunakan kabel 30 atau 28-AWG, kabel berkualitas tinggi harus memiliki atenuasi kurang dari 2 dB/m pada 1,5 GHz. Untuk SAS eksternal 6 Gb/s yang menggunakan kabel 10 m, disarankan untuk menggunakan kabel dengan ukuran kabel rata-rata 24, yang memiliki atenuasi hanya 13 dB pada 3 GHz. Jika Anda ingin mendapatkan margin sinyal yang lebih besar pada kecepatan transfer data yang lebih tinggi, pilih kabel dengan atenuasi yang lebih rendah pada frekuensi tinggi untuk kabel yang lebih panjang, seperti SFF-8482 dengan kabel POWER atau SlimSAS SFF-8654 8i.

Pembicaraan silang
Crosstalk mengacu pada jumlah energi yang ditransmisikan dari satu pasangan sinyal atau diferensial ke pasangan sinyal atau diferensial lainnya. Untuk kabel SAS, jika crosstalk near-end (NEXT) tidak cukup kecil, hal ini akan menyebabkan sebagian besar masalah sambungan. Pengukuran NEXT hanya dilakukan di salah satu ujung kabel, dan merupakan ukuran energi yang ditransfer dari pasangan sinyal transmisi keluaran ke pasangan penerima masukan. Pengukuran crosstalk far-end (FEXT) dilakukan dengan menyuntikkan sinyal ke pasangan transmisi di salah satu ujung kabel dan mengamati berapa banyak energi yang masih tertahan pada sinyal transmisi di ujung kabel yang lain. NEXT pada komponen dan konektor kabel biasanya disebabkan oleh isolasi yang buruk dari pasangan sinyal diferensial, kemungkinan karena soket dan colokan, pentanahan yang tidak lengkap, atau penanganan area terminasi kabel yang tidak tepat. Perancang sistem perlu memastikan bahwa perakit kabel telah mengatasi ketiga masalah ini, seperti pada komponen seperti MINI SAS HD SFF-8644 atau OCuLink SFF-8611 4i.

24, 26 dan 28 adalah kurva kehilangan kabel 100Ω yang umum.

Untuk rakitan kabel berkualitas tinggi, NEXT yang diukur sesuai dengan "SFF-8410 – Spesifikasi Pengujian Tembaga HSS dan Persyaratan Kinerja" harus lebih rendah dari 3%. Sedangkan untuk parameter S, NEXT harus lebih besar dari 28 dB.
Kehilangan pengembalian
Rugi balik mengukur besarnya energi yang dipantulkan dari sistem atau kabel ketika sinyal disuntikkan. Energi yang dipantulkan ini menyebabkan penurunan amplitudo sinyal di ujung penerima kabel dan dapat menyebabkan masalah integritas sinyal di ujung transmisi, yang pada gilirannya dapat menyebabkan masalah interferensi elektromagnetik bagi sistem dan perancang sistem.
Rugi balik ini disebabkan oleh ketidaksesuaian impedansi pada komponen kabel. Hanya dengan menangani masalah ini dengan sangat hati-hati, impedansi tidak akan berubah ketika sinyal melewati soket, colokan, dan terminal kabel, sehingga variasi impedansi dapat diminimalkan. Standar SAS-4 saat ini memperbarui nilai impedansi dari ±10Ω pada SAS-2 menjadi ±3Ω. Kabel berkualitas tinggi harus mempertahankan persyaratan dalam toleransi nominal 85 atau 100 ±3Ω, seperti SFF-8639 dengan SATA 15P atau Kabel MCIO 74 Pin.

Distorsi kemiringan
Pada kabel SAS, terdapat dua jenis distorsi kemiringan: antar pasangan diferensial dan di dalam pasangan diferensial (teori integritas sinyal – sinyal diferensial). Secara teoritis, jika beberapa sinyal dimasukkan secara bersamaan di salah satu ujung kabel, sinyal-sinyal tersebut seharusnya sampai di ujung lainnya secara bersamaan. Jika sinyal-sinyal ini tidak sampai secara bersamaan, fenomena ini disebut distorsi kemiringan kabel, atau distorsi kemiringan tunda. Untuk pasangan diferensial, distorsi kemiringan di dalam pasangan diferensial adalah tunda antara dua konduktor dari pasangan diferensial tersebut, sedangkan distorsi kemiringan di antara pasangan diferensial adalah tunda antara dua set pasangan diferensial. Distorsi kemiringan yang lebih besar di dalam pasangan diferensial dapat memperburuk keseimbangan diferensial dari sinyal yang ditransmisikan, mengurangi amplitudo sinyal, meningkatkan jitter waktu, dan menyebabkan masalah interferensi elektromagnetik. Untuk kabel berkualitas tinggi, distorsi kemiringan di dalam pasangan diferensial harus kurang dari 10 ps, ​​seperti kabel SFF-8654 8i hingga SFF-8643 atau kabel Penyisipan Anti-misalignment.
Interferensi elektromagnetik
Ada banyak penyebab masalah interferensi elektromagnetik pada kabel: pelindung yang buruk atau tidak ada pelindung sama sekali, metode pentanahan yang salah, sinyal diferensial yang tidak seimbang, dan lebih lanjut, ketidaksesuaian impedansi juga merupakan penyebabnya. Untuk kabel eksternal, pelindung dan pentanahan kemungkinan besar merupakan dua faktor terpenting yang perlu diperhatikan, seperti kabel pentanahan SFF-8087 dengan jaring merah atau kabel pentanahan jaring Cooper.
Umumnya, pelindung interferensi eksternal atau elektromagnetik harus berupa pelindung ganda yang terbuat dari foil logam dan lapisan anyaman, dengan cakupan keseluruhan minimal 85%. Pelindung ini juga harus terhubung ke selubung luar konektor dengan koneksi 360° yang lengkap. Pelindung masing-masing pasangan diferensial harus diisolasi dari pelindung eksternal, dan saluran penyaringannya harus berakhir di sinyal sistem atau ground DC untuk memastikan kontrol impedansi terpadu bagi komponen konektor dan kabel, seperti kabel konektor anti-slash atau Scoop-proof SFF-8654 8i Full Wrap.