Универзална серијска магистрала (USB) је вероватно један од најсвестранијих интерфејса на свету. Првобитно су га покренули Интел и Мајкрософт и нуди што је могуће више могућности „врућег укључивања и рада“. Од увођења USB интерфејса 1994. године, након 26 година развоја, преко USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, коначно је развијен до садашњег USB4; брзина преноса је такође повећана са 1,5 Mbps на најновијих 40 Gbps. Тренутно, не само да новолансирани паметни телефони у основи подржавају Type-C интерфејс, већ и лаптопови, дигитални фотоапарати, паметни звучници, мобилни уређаји за напајање и други уређаји почели су да усвајају USB интерфејс спецификације TYPE-C, који је успешно уведен у аутомобилску индустрију. Уместо USB-A, Теслин нови Модел 3 има USB-C портове, а Епл је потпуно претворио своје MacBook-ове и AirPods Pro у чисте USB Type-C портове за пренос података и пуњење. Поред тога, према захтевима ЕУ, Apple ће такође користити USB Type-C интерфејс у будућем iPhone-у 15, и нема сумње да ће USB4 бити главни производни интерфејс на будућем тржишту.
Захтеви за USB4 каблове
Највећа промена у новом USB4 је увођење спецификације протокола Thunderbolt коју је Intel поделио са usb-if. Радећи преко двоструких веза, пропусни опсег је удвостручен на 40 Gbps, а тунелирање подржава више протокола за податке и приказ. Примери укључују PCI Express и DisplayPort. Поред тога, USB4 одржава добру компатибилност са увођењем новог основног протокола, будући да је уназад компатибилан са USB3.2/3.1/3.0/2.0, као и са Thunderbolt 3. Као резултат тога, USB4 је постао најсложенији USB стандард до сада, захтевајући од дизајнера да разумеју спецификације USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C и USB Power Delivery. Поред тога, дизајнери морају да разумеју спецификације PCI Express и DisplayPort, као и технологију заштите садржаја HIGH-DEFINITION (HDCP) која је компатибилна са USB4 DisplayPort режимом, а каблови и конектори са којима смо упознати имају веће захтеве да би испунили захтеве за електричне перформансе готових производа USB4 каблова.
Коаксијална верзија USB4 се појавила ниоткуда
У ери USB3.1 10G, многи произвођачи су усвојили коаксијалну структуру како би испунили захтеве високофреквентних перформанси. Коаксијална верзија раније није коришћена у USB серијама, а њени сценарији примене су углавном лаптопови, мобилни телефони, GPS, мерни инструменти, Bluetooth технологија итд. Општа примена кабла је медицинска коаксијална линија, тефлонска коаксијална електронска линија, радио-фреквентна коаксијална жица итд. Са захтевима тржишта за контролу трошкова на велико, у ери USB3.1, каблови су брзо заузели тржиште како би се испуниле перформансе производа, али са све ригорознијим захтевима тржишта за високофреквентни пренос, брзи пренос захтева да жица има јаку способност отпорности на сметње и стабилност електричних перформанси. Да би се осигурала стабилност високофреквентног преноса, тренутни мејнстрим USB4 је и даље главна коаксијална верзија, производња коаксијалног кабла и процес производње су сложени процеси, а за решавање проблема високофреквентног и брзог преноса потребна је одговарајућа производна опрема и зрео и стабилан производни процес. У производњи производа, избору материјала, параметрима процеса и контроли процеса, електрични параметри специјализованих лабораторијских тестова играју кључну улогу, током целог развојног уског грла коаксијалне структуре, поред вашег (трошкови материјала, скупи трошкови обраде) други су добри, али развој тржишта се увек врти око тога како постићи највећу цену серије, Верзија са паром увијања је увек била у јазу истраживања и развоја коаксијалног развоја и продора.
То се може видети из структуре коаксијалне линије, од унутрашњости ка споља, респективно: централни проводник, изолациони слој, спољашњи проводни слој (метална мрежа), жичана облога. Коаксијални кабл је композитни материјал састављен од два проводника. Централна жица коаксијалног кабла се користи за пренос сигнала. Метална заштитна мрежа игра две улоге: једна је да обезбеди струјну петљу за сигнал као заједничко уземљење, а друга је да сузбије сметње електромагнетне буке на сигналу као заштитна мрежа. Централна жица и заштитна мрежа између полупенастог изолационог слоја од полипропилена, изолациони слој одређује карактеристике преноса кабла и ефикасно штити средњу жицу, што је скупо.
Стиже ли USB4 верзија са увијеним парицама?
Како електронска кола раде на вишим фреквенцијама, електричне карактеристике електронских компоненти постају теже за савладавање. Када је величина компоненте или величина целог кола у поређењу са таласном дужином радне фреквенције већа од један, вредност индуктивности кола или паразитски ефекат својстава материјала компоненти и тако даље, чак и када користимо структуру са пар жица, тестирање основних фреквентних параметара не може да задовољи захтеве купаца, а флексибилнија је од коаксијалне верзије структуре и њен пречник је далеко већи. Зашто не могу да примењујем USB пар у серијама? Генерално, што је већа фреквенција коришћења кабла, краћа је таласна дужина сигнала и мањи је корак закривљености, бољи је ефекат балансирања. Међутим, премали корак спајања довешће до ниске ефикасности производње и уганућа изолованог језгра. Корак пара жица је веома мали, број торзија је велики, а торзиони напон на пресеку је озбиљно концентрисан, што резултира озбиљном деформацијом и оштећењем изолационог слоја и коначно узрокује изобличење електромагнетног поља, утичући на неке електричне индикаторе као што су вредност SRL и слабљење. Када постоји ексцентричност изолације, растојање између проводника се периодично мења због обртања и ротације изолационе једне линије, што доводи до периодичних флуктуација импедансе. Период флуктуације је релативно дуг. Код преноса високих фреквенција, ову спору промену могу детектовати електромагнетни таласи и утицати на вредност губитка повратка. Верзија са УСБ4 паром не може се користити у серијама.
Не на земљу, али не желим да користим свој смртоносни коаксијални кабл, па су људи почели да проверавају различите начине заштите USB4 кабла, највећи недостатак је лако увијање проводника, а разлика у односу на паралелни пакет директно за домаћи задатак, избегава угануће проводника, као што сви знамо, тренутно се користи разлика између SAS, SFP + итд. који се користе у брзим линијама, што је довољно да се покаже да његове перформансе морају бити боље од верзије са наслонцима, важна улога високофреквентне линије за пренос података је пренос сигнала података, али када је користимо, могу се појавити све врсте неуредних сметњи. Хајде да размислимо о томе да ли су ови сигнали сметњи ушли у унутрашњи проводник линије за податке и преклопили се са оригинално пренетим сигналом, да ли је могуће да ометају или мењају оригинално пренети сигнал, што би довело до губитка корисног сигнала или проблема? Разлика слоја алуминијумске фолије је у томе што преноси информације и игра улогу заштите и заштите, која се користи за смањење сметњи спољних независних сигнала за пренос. Главни материјал за паковање и затезање алуминијумске фолије користи алуминијумску фолију за заптивање и заштиту, једнострани или двострани премаз на пластичној фолији, лу: су композитна фолија која се користи као заштита кабла. Фолија кабла захтева мање уља на површини, нема рупа и има висока механичка својства. Процес омотавања је спајање две изоловане језгре и уземљене жице заједно помоћу машине за омотавање. Истовремено, слој алуминијумске фолије и слој самолепљиве полиестерске траке на спољном омотачу користе се за заштиту пара жица и стабилизацију структуре омотавања језгра. Овај процес има важан утицај на својства жице, укључујући импедансу, разлику кашњења, слабљење, јер се ово мора произвести строго према захтевима стручњака, спроводећи испитивања електричних својстава, како би се осигурало да је језгро омотача у складу са захтевима. Наравно, немају све линије података два слоја заштите. Неке имају више слојева, неке само један слој или га уопште немају. Заштита је метално раздвајање између два просторна подручја ради контроле индукције и зрачења електричних, магнетних и електромагнетних таласа из једног подручја у друго. Конкретно, језгро проводника је окружено заштитним телом како би се спречило да на њега утиче спољашње електромагнетно поље/сигнал сметњи и како би се спречило ширење електромагнетног поља/сигнала сметњи. Тестирање високофреквентног сигнала диференцијалног пара УСБ кабла може се упоредити са коаксијалним, УСБ4 каблом диференцијалног пара.
Време објаве: 16. август 2022.
