Понимание максимальной скорости, которая может быть передана по кабелю

8

Я пытаюсь найти кабель FFC / FPC для USB3.0 (+ 5 Гбит / с). Это привело меня к вопросу о передаче сигнала. Я несколько новичок в этой теме. Я знаю, что вы должны согласовать полное сопротивление на вашей печатной плате с вашим разъемом / кабелем, чтобы минимизировать отражения.

Мне было интересно, как определить, насколько быстро сигнал можно передавать по проводам. В частности, какие параметры кабеля влияют на скорость передачи? Любая помощь приветствуется.

— Ник
источник

1

Быстрый вопрос: вас больше интересуют физические свойства проводов или вас больше интересуют особенности протоколов быстрой передачи.

— Саймон Марку

физические свойства

— Ник

2

не забудьте принять ответ, как только все ваши вопросы будут даны ответы.

— Саймон Марку

Когда вы увеличиваете частоту, волна em имеет тенденцию к свободному распространению (то же самое из антенн). Это является причиной использования волноводов или коаксиальных проводов (это одно и то же) для распространения микроволн. Внешний проводник заставляет волну следовать по пути

— Джанлука Конте

21

Максимальная частота в основном связана с частотно-зависимыми характеристиками потерь в кабеле. В конце концов вы попадаете на частоту, на которой вы просто не получаете достаточно сигнала на другом конце для использования.

Резистивные потери в проводниках (включая скин-эффект)
Диэлектрические потери в изоляционных материалах
Радиационные потери, если кабель не полностью экранирован

Все они имеют тенденцию увеличиваться с частотой.

Вот почему мы обычно переключаемся на другие технологии на очень высоких частотах: волноводы для микроволнового радиооборудования и оптические волокна для высокоскоростных данных.

— Дэйв Твид
источник

Я бы высказался, но мне не хватает респ. Спасибо за ваш ответ!

— Ник

Потеря сигнала из-за сопротивления в проводе?

— Ник

1

Частичное сопротивление в проводниках, а также диэлектрические потери. Существуют также потери излучения, если кабель не полностью экранирован. Все они имеют тенденцию увеличиваться с частотой.

— Дэйв Твид

2

Этот сигнал налагает изменяющееся во времени электрическое поле на диэлектрики, используемые в кабелях. Заряды в этих диэлектриках перемещаются в ответ на эти поля, и иногда они не сохраняют всю энергию, используемую в этом движении. Например, если материал вообще пьезоэлектрический, часть энергии искажает его физическую форму, которая в конечном итоге превращается в случайное тепло.

— Дэйв Твид

2

Не забывайте о диэлектрической дисперсии (разные фазовые скорости на разных частотах сигнала). Технически это не потеря, но вызывает искажения.

— Captainj2001

7

Вы не можете просто «исходить» от кабелей FFC / FPC для USB 3.x. Эти кабели (и соответствующие разъемы) не подходят для каналов USB 3.x. Кабели для USB 3.0 должны отвечать гораздо большему, чем просто параметры провода, а не только иметь определенный дифференциальный импеданс.

Чтобы использовать нестандартные (не входящие в USB-конфигурацию) кабели, вам нужно будет самостоятельно выполнить все квалификационные тесты USB-кабелей, обеспечить ограничения на вносимые потери, перекрестные помехи NEXT / FEXT, дифференциальное сопротивление на сопряженных разъемах и т. Д., Если Вы хотите, чтобы ваш продукт работал с любой разумной степенью надежности.

Для проведения вашей собственной квалификации вам понадобится как минимум осциллограф 8-16 ГГц и прибор TDR (рефлектометр во временной области) с частотой 20 ГГц, а также специальное устройство для автоматического доступа к сигналам. Список электрических требований для линий передачи USB 3.0 приведен в следующем документе USB-IF . Хотя документ предназначен в основном для квалификации стандартных кабелей и соединительных разъемов, в приложении к документу приведены общие электрические требования, которым необходимо соответствовать.

— Ale..chenski
источник

Вам нужно будет научиться использовать разъемы SMA.

— analogsystemsrf

@analogsystemsrf, разве вы не имели в виду, что «ОП нужно будет изучать разъемы SMA»? И не забудьте купить 5/16 правильно настроенный динамометрический ключ для них ... всего 216,26 $ у Пастернака, например ... :-)

— Ale..chenski

1

@analogsystemsrf Вы видели разъем USB 3 на материнской плате? Они - заголовки булавки.

— user71659

@ user71659, Вы видели какой-нибудь тестовый прибор USB 3.0? usb.org/developers/estoreinfo/SuperSpeedTestTopologies.pdf

— Ale..chenski

1

@ Ale..chenski Это потому, что вы хотите, чтобы прибор легко встраивался. Это не обязательно для нормальной работы USB 3.0.

— user71659

4

Частота, которая может использоваться внутри провода, сильно зависит от скин-эффекта. Проще говоря, чем больше провод, тем ниже частота, которую он может нести без потери сигнала, вызванной увеличением его полного сопротивления.

При низкой частоте сигнал будет равномерно распределяться по большей части провода, а при более высокой частоте сигнал будет преимущественно распределяться по периметру провода («оболочка»).

Провода, которые обеспечивают лучшие характеристики, всегда будут очень маленькими и с несколькими проводниками, чтобы уменьшить скин-эффект. Несмотря на это, чем выше вы идете, тем больше потерь вы получите. Затем протокол вступает в действие и будет увеличивать напряжение, использовать витые дифференциальные пары и расширять границы до максимума, пока вам не потребуется полностью перейти на другую технологию передачи.

— Саймон Марку
источник

0

Мне было интересно, как определить, насколько быстро сигнал можно передавать по проводам. В частности, какие параметры кабеля влияют на скорость передачи? Любая помощь приветствуется.

Кабельный модем Comcast XB6 будет работать со скоростью более 1,5 Гбит / с, используя стандартный коаксиальный кабель Cablevision. Скорость ограничена вашей скоростью последней мили, в противном случае она будет выше.

PCIe 5.0 обеспечивает ~ 4 ГБ / с (или x16 @ ~ 128 ГБ / с). Соединение x1, самое маленькое соединение PCIe, имеет одну линию, состоящую из четырех проводов. Он несет один бит за цикл в каждом направлении.

Таким образом, 2 куска провода на практике могут делать ~ 2 ГБ / с , теоретически вы можете выжать еще немного. Для простого провода коаксиального кабеля является самым быстрым , потому что он экранирован. Наряду с экранированием длина является следующим наиболее важным фактором, при этом кратчайшие расстояния (дюймы) являются лучшими.

— обкрадывать
источник