كابلات SAS عالية السرعة: الموصلات وتحسين الإشارة
مواصفات سلامة الإشارة
تشمل بعض المعايير الرئيسية لسلامة الإشارة فقدان الإدخال، والتداخل بين الطرفين القريب والبعيد، وفقدان الارتداد، والتشويه الانحرافي ضمن أزواج الترددات التفاضلية، وسعة النطاق من الوضع التفاضلي إلى الوضع المشترك. على الرغم من ترابط هذه العوامل وتأثيرها على بعضها البعض، يُمكننا دراسة كل عامل على حدة لدراسة تأثيره الرئيسي.
خسارة الإدراج
فقدان الإدخال هو توهين سعة الإشارة من طرف الإرسال إلى طرف الاستقبال في الكابل، ويتناسب طرديًا مع التردد. يعتمد فقدان الإدخال أيضًا على مقياس السلك، كما هو موضح في الرسم البياني للتوهين أدناه. بالنسبة للمكونات الداخلية قصيرة المدى التي تستخدم كابلات مقاس 30 أو 28 AWG، يجب أن يكون التوهين في الكابلات عالية الجودة أقل من 2 ديسيبل/متر عند تردد 1.5 جيجاهرتز. بالنسبة لمحركات SAS الخارجية بسرعة 6 جيجابت/ثانية باستخدام كابلات بطول 10 أمتار، يُنصح باستخدام كابلات بمتوسط مقياس سلك 24، والتي يكون توهينها 13 ديسيبل فقط عند تردد 3 جيجاهرتز. إذا كنت ترغب في تحقيق هامش إشارة أكبر بمعدلات نقل بيانات أعلى، فحدد كابلات ذات توهين أقل عند الترددات العالية للكابلات الأطول، مثل SFF-8482 مع كابل POWER أو SlimSAS SFF-8654 8i.
التداخل
يشير التداخل إلى كمية الطاقة المنقولة من إشارة أو زوج تفاضلي إلى إشارة أو زوج تفاضلي آخر. في كابلات SAS، إذا لم يكن التداخل القريب (NEXT) صغيرًا بما يكفي، فسيؤدي ذلك إلى معظم مشاكل الوصلة. يُجرى قياس التداخل القريب (NEXT) عند أحد طرفي الكابل فقط، وهو حجم الطاقة المنقولة من زوج إشارة الإرسال الخارج إلى زوج الاستقبال الداخل. يُجرى قياس التداخل البعيد (FEXT) عن طريق حقن إشارة في زوج الإرسال عند أحد طرفي الكابل وملاحظة مقدار الطاقة المتبقية في إشارة الإرسال عند الطرف الآخر. عادةً ما يكون سبب التداخل القريب (NEXT) في مكونات الكابلات والموصلات هو ضعف عزل زوج الإشارة التفاضلي، ربما بسبب المقابس والمقابس الكهربائية، أو التأريض غير الكامل، أو سوء التعامل مع منطقة إنهاء الكابل. يتعين على مصممي النظام التأكد من أن مجمعي الكابلات قد عالجوا هذه المشكلات الثلاث، كما هو الحال في المكونات مثل MINI SAS HD SFF-8644 أو OCuLink SFF-8611 4i.
24 و 26 و 28 هي المنحنيات النموذجية لفقدان الكابل 100Ω.
بالنسبة لتجميعات الكابلات عالية الجودة، يجب أن يكون مؤشر NEXT المُقاس وفقًا لـ "SFF-8410 - مواصفات اختبار وأداء نحاس HSS" أقل من 3%. أما بالنسبة لمعامل S، فيجب أن يكون مؤشر NEXT أكبر من 28 ديسيبل.
خسارة العودة
يقيس فقدان الارتداد مقدار الطاقة المنعكسة من النظام أو الكابل عند إدخال إشارة. تُسبب هذه الطاقة المنعكسة انخفاضًا في سعة الإشارة عند الطرف المُستقبِل للكابل، وقد تُسبب مشاكل في سلامة الإشارة عند الطرف المُرسِل، مما قد يُسبب بدوره مشاكل تداخل كهرومغناطيسي للنظام ومصمميه.
يحدث فقدان الإرجاع هذا بسبب عدم توافق معاوقة مكونات الكابل. لا يمكن الحفاظ على المعاوقة عند مرور الإشارة عبر المقابس والوصلات الطرفية إلا بمعالجة هذه المشكلة بعناية فائقة، مما يقلل من تباين المعاوقة. يُحدّث معيار SAS-4 الحالي قيمة المعاوقة من ±10Ω في SAS-2 إلى ±3Ω. يجب أن تحافظ الكابلات عالية الجودة على هذا الشرط ضمن حدود التسامح الاسمية البالغة 85 أو 100 ±3Ω، مثل كابل SFF-8639 المزود بمنفذ SATA 15P أو كابل MCIO ذي 74 سنًا.
تشوه الانحراف
في كابلات SAS، يوجد نوعان من التشوه الانحرافي: بين الأزواج التفاضلية وداخل الأزواج التفاضلية (نظرية سلامة الإشارة - الإشارة التفاضلية). نظريًا، إذا تم إدخال إشارات متعددة في وقت واحد من أحد طرفي الكابل، فيجب أن تصل إلى الطرف الآخر في نفس الوقت. إذا لم تصل هذه الإشارات في وقت واحد، تُسمى هذه الظاهرة تشوه انحراف الكابل، أو تشوه التأخير الانحرافي. بالنسبة للأزواج التفاضلية، يكون تشوه الانحراف داخل الزوج التفاضلي هو التأخير بين موصلي الزوج التفاضلي، بينما يكون تشوه الانحراف بين الأزواج التفاضلية هو التأخير بين مجموعتين من الأزواج التفاضلية. يمكن أن يؤدي تشوه الانحراف الأكبر داخل الزوج التفاضلي إلى تدهور التوازن التفاضلي للإشارة المرسلة، وتقليل سعة الإشارة، وزيادة تذبذب الوقت، والتسبب في مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي. بالنسبة للكابلات عالية الجودة، يجب أن يكون التشوه الانحرافي داخل الزوج التفاضلي أقل من 10 بيكو ثانية، مثل كابل SFF-8654 8i إلى SFF-8643 أو كابل الإدخال المضاد لعدم المحاذاة.
التداخل الكهرومغناطيسي
هناك أسباب عديدة لمشاكل التداخل الكهرومغناطيسي في الكابلات، منها ضعف الحماية أو انعدامها، وطريقة التأريض الخاطئة، وعدم توازن الإشارات التفاضلية، بالإضافة إلى عدم تطابق المعاوقة. بالنسبة للكابلات الخارجية، يُرجَّح أن يكون التأريض والحماية من أهم العوامل التي يجب معالجتها، مثل كابل SFF-8087 ذي الشبكة الحمراء أو كابل التأريض ذي الشبكة النحاسية.
عادةً، يجب أن يكون حجب التداخل الخارجي أو الكهرومغناطيسي حجبًا مزدوجًا من رقاقة معدنية وطبقة مضفرة، بتغطية إجمالية لا تقل عن 85%. وفي الوقت نفسه، يجب توصيل هذا الحجب بالغلاف الخارجي للموصل، بزاوية 360 درجة. يجب عزل حجب أزواج التفاضل الفردية عن الحجب الخارجي، ويجب أن تنتهي خطوط ترشيحها عند إشارة النظام أو تأريض التيار المستمر لضمان تحكم موحد في معاوقة الموصل ومكونات الكابل، مثل كابل SFF-8654 8i Full Wrap المضاد للتقطيع أو كابل الموصل Scoop-proof.
وقت النشر: ٨ أغسطس ٢٠٢٥
