كابلات SAS عالية السرعة: الموصلات وتحسين الإشارة
مواصفات سلامة الإشارة
تشمل بعض المعايير الرئيسية لسلامة الإشارة: فقد الإدخال، والتشويش المتبادل بين الطرفين القريب والبعيد، وفقد العودة، وتشوه الانحراف ضمن الأزواج التفاضلية، وسعة الإشارة من الوضع التفاضلي إلى الوضع المشترك. ورغم أن هذه العوامل مترابطة وتؤثر على بعضها البعض، إلا أنه يمكننا دراسة كل عامل على حدة لفهم تأثيره الأساسي.
فقد الإدخال
يُعرف فقد الإدخال بأنه انخفاض سعة الإشارة من طرف الإرسال إلى طرف الاستقبال في الكابل، ويتناسب طرديًا مع التردد. كما يعتمد فقد الإدخال على سُمك السلك، كما هو موضح في الرسم البياني للتوهين أدناه. بالنسبة للمكونات الداخلية قصيرة المدى التي تستخدم كابلات 30 أو 28 AWG، يجب أن يكون توهين الكابلات عالية الجودة أقل من 2 ديسيبل/متر عند تردد 1.5 جيجاهرتز. أما بالنسبة لتقنية SAS الخارجية بسرعة 6 جيجابت/ثانية التي تستخدم كابلات بطول 10 أمتار، فيُنصح باستخدام كابلات بمتوسط سُمك سلك 24، والتي يبلغ توهينها 13 ديسيبل فقط عند تردد 3 جيجاهرتز. لتحقيق هامش إشارة أكبر عند معدلات نقل بيانات أعلى، يُنصح باستخدام كابلات ذات توهين أقل عند الترددات العالية للكابلات الأطول، مثل SFF-8482 مع كابل الطاقة أو SlimSAS SFF-8654 8i.
التداخل
يشير التشويش المتبادل إلى كمية الطاقة المنتقلة من زوج إشارات تفاضلي إلى زوج إشارات تفاضلي آخر. في كابلات SAS، إذا لم يكن التشويش المتبادل القريب (NEXT) منخفضًا بما يكفي، فسيؤدي ذلك إلى معظم مشاكل الربط. يُقاس التشويش المتبادل القريب عند أحد طرفي الكابل فقط، وهو مقدار الطاقة المنتقلة من زوج إشارات الإرسال إلى زوج إشارات الاستقبال. أما قياس التشويش المتبادل البعيد (FEXT) فيتم عن طريق حقن إشارة في زوج الإرسال عند أحد طرفي الكابل ومراقبة مقدار الطاقة المتبقية في إشارة الإرسال عند الطرف الآخر. عادةً ما ينتج التشويش المتبادل القريب في مكونات الكابلات والموصلات عن ضعف عزل زوج الإشارات التفاضلي، ربما بسبب المقابس والمآخذ، أو عدم اكتمال التأريض، أو سوء التعامل مع منطقة إنهاء الكابل. يحتاج مصممو الأنظمة إلى التأكد من أن شركات تجميع الكابلات قد عالجت هذه المشكلات الثلاث، كما هو الحال في مكونات مثل MINI SAS HD SFF-8644 أو OCuLink SFF-8611 4i.
24 و 26 و 28 هي منحنيات فقدان الكابلات النموذجية ذات مقاومة 100 أوم.
بالنسبة لتجميعات الكابلات عالية الجودة، يجب أن تكون قيمة NEXT المقاسة وفقًا للمواصفة "SFF-8410 - مواصفات اختبار النحاس عالي القوة ومتطلبات الأداء" أقل من 3%. أما بالنسبة لمعامل S، فيجب أن تكون قيمة NEXT أكبر من 28 ديسيبل.
خسارة العودة
يقيس فقدان العودة مقدار الطاقة المنعكسة من النظام أو الكابل عند إدخال إشارة. تتسبب هذه الطاقة المنعكسة في انخفاض سعة الإشارة عند طرف الاستقبال في الكابل، وقد تؤدي إلى مشاكل في سلامة الإشارة عند طرف الإرسال، مما قد يتسبب بدوره في مشاكل تداخل كهرومغناطيسي للنظام ومصمميه.
ينتج فقدان الإشارة العائدة عن عدم تطابق المعاوقة في مكونات الكابل. ولا يمكن ضمان عدم تغير المعاوقة عند مرور الإشارة عبر المقابس والمنافذ وأطراف الكابل إلا بمعالجة هذه المشكلة بعناية فائقة، وذلك لتقليل تباين المعاوقة إلى أدنى حد. يُحدِّث معيار SAS-4 الحالي قيمة المعاوقة من ±10 أوم في SAS-2 إلى ±3 أوم. يجب أن تحافظ الكابلات عالية الجودة على هذا الشرط ضمن نطاق التفاوت الاسمي البالغ 85 أو 100 ± 3 أوم، مثل كابل SFF-8639 المزود بمنفذ SATA ذي 15 سنًا أو كابل MCIO ذي 74 سنًا.
تشوه الانحراف
في كابلات SAS، يوجد نوعان من تشوه الانحراف: بين الأزواج التفاضلية وداخل الأزواج التفاضلية (نظرية سلامة الإشارة - الإشارة التفاضلية). نظريًا، إذا تم إدخال إشارات متعددة في وقت واحد إلى أحد طرفي الكابل، فيجب أن تصل إلى الطرف الآخر في وقت واحد. إذا لم تصل هذه الإشارات في وقت واحد، تُسمى هذه الظاهرة تشوه انحراف الكابل، أو تشوه انحراف التأخير. بالنسبة للأزواج التفاضلية، يُمثل تشوه الانحراف داخل الزوج التفاضلي التأخير بين موصلي الزوج التفاضلي، بينما يُمثل تشوه الانحراف بين الأزواج التفاضلية التأخير بين مجموعتين من الأزواج التفاضلية. يمكن أن يؤدي تشوه الانحراف الكبير داخل الزوج التفاضلي إلى تدهور التوازن التفاضلي للإشارة المرسلة، وتقليل سعة الإشارة، وزيادة التذبذب الزمني، والتسبب في مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي. بالنسبة للكابلات عالية الجودة، يجب أن يكون تشوه الانحراف داخل الزوج التفاضلي أقل من 10 بيكو ثانية، مثل كابل SFF-8654 8i إلى SFF-8643 أو كابل الإدخال المضاد للمحاذاة.
التداخل الكهرومغناطيسي
تتعدد أسباب مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي في الكابلات، منها: ضعف الحماية أو انعدامها، وطريقة التأريض غير الصحيحة، وعدم توازن الإشارات التفاضلية، بالإضافة إلى عدم تطابق المعاوقة. بالنسبة للكابلات الخارجية، يُرجّح أن تكون الحماية والتأريض أهم عاملين يجب مراعاتهما، كما هو الحال في كابلات SFF-8087 ذات الشبكة الحمراء أو كابلات التأريض بشبكة النحاس.
عادةً، يجب أن يكون التدريع الخارجي أو الكهرومغناطيسي مزدوجًا، يتكون من طبقة من رقائق معدنية وطبقة مضفرة، بتغطية إجمالية لا تقل عن 85%. في الوقت نفسه، يجب توصيل هذا التدريع بالغلاف الخارجي للموصل، مع اتصال كامل بزاوية 360 درجة. يجب عزل تدريع الأزواج التفاضلية الفردية عن التدريع الخارجي، ويجب أن تنتهي خطوط الترشيح الخاصة بها عند إشارة النظام أو أرضي التيار المستمر لضمان تحكم موحد في المعاوقة لمكونات الموصل والكابل، مثل كابل موصل SFF-8654 8i Full Wrap المقاوم للقطع أو الانحناء.
تاريخ النشر: 8 أغسطس 2025
