کابل SAS معرفی پارامتر فرکانس بالا

سیستم‌های ذخیره‌سازی امروزی نه تنها در ترابیت رشد می‌کنند و سرعت انتقال داده‌های بالاتری دارند، بلکه به انرژی کمتری نیاز دارند و ردپای کوچک‌تری را اشغال می‌کنند.این سیستم ها همچنین برای ارائه انعطاف پذیری بیشتر به اتصال بهتر نیاز دارند.طراحان برای ارائه نرخ داده مورد نیاز امروز یا آینده نیاز به اتصالات کوچکتر دارند.و یک هنجار از تولد تا رشد و به تدریج به بلوغ بسیار دور از یک روز کار است.به خصوص در صنعت IT، هر فناوری به طور مداوم در حال بهبود و تکامل است، همانطور که مشخصات SCSI (SAS) پیوست شده است.به عنوان جانشین SCSI موازی، مشخصات SAS مدتی است که وجود داشته است.

در سال هایی که SAS پشت سر گذاشته است، مشخصات آن بهبود یافته است، اگرچه پروتکل زیربنایی حفظ شده است، اساساً تغییرات زیادی وجود ندارد، اما مشخصات کانکتور رابط خارجی دستخوش تغییرات زیادی شده است که این یک تنظیم است که توسط SAS برای انطباق با محیط بازار، با این "گام های افزایشی تا هزار مایل" بهبود مستمر، مشخصات SAS به طور فزاینده ای بالغ شده اند.کانکتورهای رابط با مشخصات مختلف SAS نامیده می شوند و انتقال از موازی به سریال، از فناوری SCSI موازی به فناوری SCSI متصل سریال (SAS) طرح مسیریابی کابل را تا حد زیادی تغییر داده است.SCSI موازی قبلی می‌توانست تک سر یا دیفرانسیل را در 16 کانال تا 320 مگابیت بر ثانیه کار کند.در حال حاضر، رابط SAS3.0 که بیشتر در زمینه ذخیره سازی سازمانی رایج است، همچنان در بازار استفاده می شود، اما پهنای باند آن دو برابر سریعتر از SAS3 است که برای مدت طولانی ارتقاء نیافته است، یعنی 24 گیگابیت بر ثانیه، حدود 75. درصد از پهنای باند درایو حالت جامد PCIe3.0×4.آخرین کانکتور MiniSAS که در مشخصات SAS-4 توضیح داده شده است کوچکتر است و امکان چگالی بالاتر را فراهم می کند.اندازه آخرین کانکتور Mini-SAS نصف کانکتور SCSI اصلی و 70 درصد اندازه کانکتور SAS است.برخلاف کابل موازی اصلی SCSI، هر دو SAS و Mini SAS دارای چهار کانال هستند.با این حال، علاوه بر سرعت بیشتر، تراکم بیشتر و انعطاف پذیری بیشتر، پیچیدگی نیز افزایش می یابد.به دلیل اندازه کوچکتر کانکتور، سازنده اصلی کابل، مونتاژکننده کابل و طراح سیستم باید به پارامترهای یکپارچگی سیگنال در سرتاسر مجموعه کابل توجه زیادی داشته باشند.

همه مونتاژکنندگان کابل قادر به ارائه سیگنال های با سرعت بالا با کیفیت بالا برای پاسخگویی به نیازهای یکپارچگی سیگنال سیستم های ذخیره سازی نیستند.مونتاژکنندگان کابل به راه حل های با کیفیت بالا و مقرون به صرفه برای جدیدترین سیستم های ذخیره سازی نیاز دارند.برای تولید مجموعه های کابلی با سرعت بالا پایدار و بادوام، باید چندین فاکتور در نظر گرفته شود.علاوه بر حفظ کیفیت ماشین‌کاری و پردازش، طراحان باید به پارامترهای یکپارچگی سیگنال که کابل‌های دستگاه حافظه پرسرعت امروزی را ممکن می‌سازد، توجه زیادی داشته باشند.

مشخصات یکپارچگی سیگنال (چه سیگنالی کامل است؟)

برخی از پارامترهای اصلی یکپارچگی سیگنال عبارتند از از دست دادن درج، تداخل نزدیک و پایان دور، تلفات برگشتی، اعوجاج انحرافی جفت اختلاف در داخل، و دامنه حالت تفاوت به حالت مشترک.اگرچه این عوامل به هم مرتبط هستند و بر یکدیگر تأثیر می گذارند، اما برای بررسی تأثیر اصلی آن می توانیم یک عامل را در یک زمان در نظر بگیریم.

از دست دادن درج (پارامترهای فرکانس بالا مبانی 01- پارامترهای تضعیف)

تلفات درج عبارت است از از دست دادن دامنه سیگنال از انتهای فرستنده کابل به انتهای گیرنده که مستقیماً با فرکانس متناسب است.همانطور که در نمودار تضعیف زیر نشان داده شده است، تلفات درج به شماره سیم نیز بستگی دارد.برای قطعات داخلی با برد کوتاه یک کابل 30 یا 28 AWG، یک کابل با کیفیت خوب باید کمتر از 2dB/m در فرکانس 1.5GHz تضعیف داشته باشد.برای SAS خارجی 6 گیگابیت بر ثانیه با استفاده از کابل های 10 متری، کابلی با میانگین خط گیج 24 توصیه می شود که تنها 13 دسی بل تضعیف در 3 گیگاهرتز دارد.اگر می‌خواهید حاشیه سیگنال بیشتری در نرخ‌های داده بالاتر داشته باشید، برای کابل‌های بلندتر، کابلی با تضعیف کمتر در فرکانس‌های بالا مشخص کنید.

Crosstalk (اصول پارامترهای فرکانس بالا 03- پارامترهای Crosstalk)

مقدار انرژی منتقل شده از یک سیگنال یا جفت تفاوت به دیگری.برای کابل های SAS، اگر تداخل نزدیک (NEXT) به اندازه کافی کوچک نباشد، باعث ایجاد اکثر مشکلات پیوند می شود.اندازه گیری NEXT تنها در یک انتهای کابل انجام می شود و مقدار انرژی است که از جفت سیگنال انتقال خروجی به جفت گیرنده ورودی منتقل می شود.تداخل انتهای دور (FEXT) با تزریق یک سیگنال برای جفت انتقال در یک سر کابل و مشاهده میزان انرژی باقی مانده در سیگنال انتقال در انتهای دیگر کابل اندازه گیری می شود.

NEXT در مجموعه کابل و کانکتور معمولاً به دلیل جداسازی ضعیف جفت‌های دیفرانسیل سیگنال ایجاد می‌شود که ممکن است به دلیل خروجی‌ها و دوشاخه‌ها، اتصال زمین ناقص یا مدیریت ضعیف ناحیه پایانه کابل ایجاد شود.طراح سیستم باید اطمینان حاصل کند که مونتاژکننده کابل به این سه موضوع رسیدگی کرده است.

منحنی تلفات برای کابل های معمولی 100Ω 24، 26 و 28

مونتاژ کابل با کیفیت خوب مطابق با "SFF-8410-Specification for HSS Copper Testing and Performance Requirements" اندازه گیری شده در NEXT باید کمتر از 3٪ باشد.تا آنجا که به پارامتر s مربوط می شود، NEXT باید بیشتر از 28 دسی بل باشد.

ضرر برگشتی (اصول پارامترهای فرکانس بالا 06- ضرر برگشتی)

تلفات برگشتی مقدار انرژی بازتاب شده از یک سیستم یا کابل را هنگام تزریق سیگنال اندازه گیری می کند.این انرژی منعکس شده می تواند باعث افت دامنه سیگنال در انتهای گیرنده کابل شود و می تواند باعث مشکلات یکپارچگی سیگنال در انتهای فرستنده شود که می تواند باعث ایجاد مشکلات تداخل الکترومغناطیسی برای سیستم و طراحان سیستم شود.

این تلفات برگشتی ناشی از عدم تطابق امپدانس در مجموعه کابل است.تنها با درمان این مشکل با دقت زیاد، امپدانس سیگنال در هنگام عبور از سوکت، دوشاخه و ترمینال سیم تغییر نمی کند، به طوری که تغییر امپدانس به حداقل می رسد.استاندارد فعلی SAS-4 به مقدار امپدانس ± 3Ω در مقایسه با ± 10Ω SAS-2 به روز می شود و الزامات کابل های با کیفیت خوب باید در تلرانس اسمی 85 یا 100±3Ω نگه داشته شود.

اعوجاج انحرافی

در کابل‌های SAS، دو اعوجاج انحرافی وجود دارد: بین جفت‌های تفاوت و درون جفت‌های تفاوت (سیگنال تفاوت نظریه یکپارچگی سیگنال).در تئوری، اگر چندین سیگنال در یک سر کابل وارد شود، باید به طور همزمان به انتهای دیگر کابل برسد.اگر این سیگنال ها به طور همزمان نرسند، این پدیده را اعوجاج کج کابل یا اعوجاج تاخیری- انحرافی می نامند.برای جفت‌های اختلاف، اعوجاج کج در داخل جفت اختلاف، تأخیر بین دو سیم جفت اختلاف است و اعوجاج کجی بین جفت‌های اختلاف، تأخیر بین دو مجموعه جفت اختلاف است.اعوجاج انحرافی بزرگ جفت اختلاف باعث بدتر شدن تعادل اختلاف سیگنال ارسالی، کاهش دامنه سیگنال، افزایش لرزش زمانی و ایجاد مشکلات تداخل الکترومغناطیسی می شود.تفاوت یک کابل با کیفیت خوب با اعوجاج داخلی باید کمتر از 10ps باشد