Universal Serial Bus (USB), ehtimol, dunyodagi eng ko'p qirrali interfeyslardan biridir. U dastlab Intel va Microsoft tomonidan ishlab chiqilgan va iloji boricha tezkor ulanish va ishga tushirish funksiyasiga ega. 1994-yilda USB interfeysi joriy etilganidan beri, 26 yillik rivojlanishdan so'ng, USB 1.0/1.1, USB2.0, USB 3.x orqali nihoyat hozirgi USB4 ga qadar rivojlandi; uzatish tezligi ham 1,5 Mbit/s dan eng so'nggi 40 Gbit/s gacha oshdi. Hozirgi vaqtda nafaqat yangi chiqarilgan smartfonlar asosan Type-C interfeysini qo'llab-quvvatlaydi, balki noutbuklar, raqamli kameralar, aqlli dinamiklar, mobil quvvat manbalari va boshqa qurilmalar ham TYPE-C spetsifikatsiyasidagi USB interfeysini qabul qila boshladilar, bu esa avtomobilsozlik sohasiga muvaffaqiyatli joriy etildi. USB-A o'rniga Teslaning yangi Model 3 da usb-C portlari mavjud va Apple macBooks va AirPods Pro-ni ma'lumotlarni uzatish va zaryadlash uchun sof USB Type-C portlariga to'liq o'zgartirdi. Bundan tashqari, Yevropa Ittifoqi talablariga muvofiq, Apple kelajakdagi iPhone 15 da USB type-c interfeysidan ham foydalanadi va shubhasiz, USB4 kelajakdagi bozorda asosiy mahsulot interfeysi bo'ladi.
USB4 kabellari uchun talablar
Yangi USB4dagi eng katta o'zgarish Intel usb-if bilan birgalikda taqdim etgan Thunderbolt protokoli spetsifikatsiyasining kiritilishidir. Ikkita havola orqali ishlaydigan tarmoqli kengligi 40 Gbit/s gacha ikki baravar oshiriladi va Tunnelling bir nechta ma'lumotlar va displey protokollarini qo'llab-quvvatlaydi. Bunga misollar sifatida PCI Express va DisplayPort kiradi. Bundan tashqari, USB4 yangi asosiy protokolning kiritilishi bilan yaxshi moslikni saqlab qoladi, USB3.2/3.1/3.0/2.0, shuningdek, Thunderbolt 3 bilan orqaga mos keladi. Natijada, USB4 bugungi kungacha eng murakkab USB standartiga aylandi, bu dizaynerlardan USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C va USB Power Delivery spetsifikatsiyalarini tushunishni talab qiladi. Bundan tashqari, dizaynerlar PCI Express va DisplayPort spetsifikatsiyalarini, shuningdek, USB4 DisplayPort rejimiga mos keladigan yuqori aniqlikdagi kontentni himoya qilish (HDCP) texnologiyasini tushunishlari kerak va bizga tanish bo'lgan kabellar va ulagichlar USB4 kabelining tayyor mahsulotlarining elektr ishlash talablariga javob berish uchun yuqori talablarga ega.
USB4 ning koaksial versiyasi hech qayerdan paydo bo'ldi
USB3.1 10G davrida ko'plab ishlab chiqaruvchilar yuqori chastotali ishlash talablariga javob berish uchun koaksial tuzilmani qabul qilishdi. Koaksial versiya ilgari USB seriyalarida qo'llanilmagan, uning qo'llanilish stsenariylari asosan noutbuk, mobil telefon, GPS, o'lchash asbobi, Bluetooth texnologiyasi va boshqalar. Kabel tavsifining umumiy qo'llanilishi tibbiy koaksial liniya, teflon koaksial elektron liniya, radiochastotali koaksial sim va boshqalar bo'lib, bozorning katta xarajatlarni nazorat qilish talablari bilan, USB3.1 davrida mahsulotning ishlashiga mos keladigan stranding bozorni tezda egallab oldi, ammo USB4 bozorining yuqori chastotali uzatish talablari tobora qattiqlashib bormoqda va yuqori tezlikda uzatish simlari kuchli shovqinlarga qarshi qobiliyatga va elektr ishlash barqarorligiga ega. Yuqori chastotali uzatishning barqarorligini ta'minlash uchun hozirgi asosiy USB4 hali ham asosiy koaksial versiya hisoblanadi, koaksial ishlab chiqarish va ishlab chiqarish jarayoni murakkab jarayon bo'lib, yuqori chastotali va yuqori tezlikdagi qo'llanilishini hal qilish uchun tegishli ishlab chiqarish uskunalari va etuk va barqaror ishlab chiqarish jarayoni talab etiladi. Mahsulot ishlab chiqarishda, material tanlashda, jarayon parametrlarida va jarayonni boshqarishda ixtisoslashtirilgan laboratoriya sinovlarining elektr parametrlari muhim rol o'ynaydi, koaksial strukturaning rivojlanishdagi to'siqlari, shuningdek, sizning (material narxi, ishlov berish narxi qimmat) boshqalar ham yaxshi, ammo bozorning rivojlanishi har doim eng katta partiya narxiga qanday erishish atrofida aylanadi, juftlik versiyasi har doim koaksial rivojlanish tadqiqotlari va ishlanmalari oralig'ida bo'lib kelgan.
Buni koaksial liniyaning tuzilishidan ko'rish mumkin, mos ravishda ichkaridan tashqariga: markaziy o'tkazgich, izolyatsiya qatlami, tashqi o'tkazuvchan qatlam (metall to'r), sim qoplamasi. Koaksial kabel ikkita o'tkazgichdan tashkil topgan kompozit materialdir. Koaksial kabelning markaziy simi signallarni uzatish uchun ishlatiladi. Metall himoya tarmog'i ikkita rol o'ynaydi: biri signal uchun umumiy yerga ulash uchun oqim halqasini ta'minlash, ikkinchisi esa elektromagnit shovqinning signalga aralashuvini himoya tarmog'i sifatida bostirish. Markaziy sim va yarim ko'pikli polipropilen izolyatsiya qatlami orasidagi himoya tarmog'i izolyatsiya qatlami kabelning uzatish xususiyatlarini aniqlaydi va o'rta simni samarali himoya qiladi, bu qimmatga tushadigan sabablarga ko'ra qimmatga tushadi.
USB4 o'ralgan juftlik versiyasi chiqadimi?
Elektron sxemalar yuqori chastotalarda ishlaganda, elektron komponentlarning elektr xususiyatlarini o'zlashtirish qiyinlashadi. Komponent hajmi yoki butun sxema hajmi ish chastotasining to'lqin uzunligiga nisbatan birdan katta bo'lganda, sxema induktivligi sig'im qiymati yoki komponentlar material xususiyatlarining parazit ta'siri va boshqalar, hatto sim juftligi tuzilishidan foydalanganimizda ham, asosiy chastota parametrlarini sinash mijozlar talablariga javob bera olmaydi va strukturaning koaksial versiyasiga qaraganda moslashuvchan va uning diametri juda katta. Nima uchun USB juftligini partiyalarda qo'llay olmayman? Umuman olganda, kabeldan foydalanish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, signalning to'lqin uzunligi shunchalik qisqa va qiyshiq qadam qanchalik kichik bo'lsa, muvozanat effekti shunchalik yaxshi bo'ladi. Biroq, juda kichik biriktirish qadami past ishlab chiqarish samaradorligi va izolyatsiyalangan yadro simining cho'zilishiga olib keladi. Chiziq juftligining qadami juda kichik, burish soni juda ko'p va kesimdagi burish kuchlanishi jiddiy ravishda jamlangan bo'lib, izolyatsiya qatlamining jiddiy deformatsiyasi va shikastlanishiga olib keladi va nihoyat elektromagnit maydonning buzilishiga olib keladi, bu SRL qiymati va susayishi kabi ba'zi elektr ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi. Izolyatsiya eksantrikligi mavjud bo'lganda, o'tkazgichlar orasidagi masofa izolyatsiyalovchi bitta chiziqning aylanishi va aylanishi tufayli vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadi, bu esa impedansning davriy tebranishini keltirib chiqaradi. Tebranish davri nisbatan uzoq. Yuqori chastotali uzatishda bu sekin o'zgarish elektromagnit to'lqinlar tomonidan aniqlanishi va qaytish yo'qotish qiymatiga ta'sir qilishi mumkin. USB4 juftlik versiyasini partiyalarda ishlatib bo'lmaydi.
Yerga emas, balki o'lim koaksialini ishlatishni xohlamayman, shuning uchun odamlar mahsulotni USB4 ekranlash usullaridan farqini tekshirishni boshladilar, eng katta kamchilik - bu osonlikcha buralib ketadigan o'tkazgich va parallel paket bilan to'g'ridan-to'g'ri uy vazifasi uchun farq, o'tkazgichning buzilmasligidan qochish, barchamizga ma'lumki, hozirda SAS, SFP + va boshqalar yuqori tezlikdagi liniyalarda ishlatiladi. Uning ishlashi torli versiyadan yuqori bo'lishi kerakligini ko'rsatish kifoya, yuqori chastotali ma'lumotlar liniyasining muhim roli ma'lumotlar signallarini uzatishdir, lekin biz uni ishlatganda har xil tartibsiz shovqin ma'lumotlari paydo bo'lishi mumkin. Keling, o'ylab ko'raylik, agar bu shovqin signallari ma'lumotlar liniyasining ichki o'tkazgichiga kirib, asl uzatilgan signal ustiga qo'yilsa, asl uzatilgan signalga xalaqit berish yoki o'zgartirish mumkinmi, shu bilan foydali signal yo'qolishi yoki muammolarga olib keladimi? Alyuminiy folga qatlamining farqi shundaki, bizga ma'lumotni himoya va himoya rolini o'ynash uchun uzatish, tashqi mustaqil signallarning shovqinini kamaytirish uchun ishlatiladi, asosiy paket kamar materiali va alyuminiy folga tortish alyuminiy folga muhrlash va himoya qilish, plastik plyonkaga bir tomonlama yoki ikki tomonlama qoplama, lu: kabelning qalqoni sifatida ishlatiladigan kompozit folga. Kabel folgasi sirtda kamroq yog 'talab qiladi, teshiklar yo'q va yuqori mexanik xususiyatlarga ega. O'rash jarayoni ikkita izolyatsiyalangan yadro simlari va yer simlarini o'rash mashinasi orqali birlashtirishdan iborat. Shu bilan birga, sim juftligini himoya qilish va o'rash yadro simlarining tuzilishini barqarorlashtirish uchun tashqi non ustidagi alyuminiy folga qatlami va o'z-o'zidan yopishqoq poliester lenta qatlami ishlatiladi. Bu jarayon sim xususiyatlariga muhim ta'sir ko'rsatadi, jumladan, impedans, kechikish farqi, susayish, chunki bu qat'iy ravishda ishlab chiqarilishi kerak, elektr xususiyatlarini sinovdan o'tkazish, o'rash yadro simining talabga javob berishini ta'minlash uchun. Albatta, barcha ma'lumotlar liniyalarida ikki qatlamli himoya mavjud emas. Ba'zilarida bir nechta qatlamlar mavjud, ba'zilarida faqat bitta qatlam mavjud yoki umuman yo'q. Ekranlash - bu elektr, magnit va elektromagnit to'lqinlarning bir mintaqadan ikkinchisiga induksiyasi va nurlanishini boshqarish uchun ikkita fazoviy mintaqa o'rtasida metall ajratishdir. Aniqrog'i, o'tkazgich yadrosi tashqi elektromagnit maydon/parazit signalining ta'sirlanishiga yo'l qo'ymaslik va parazit elektromagnit maydoni/signalining tashqariga tarqalishiga yo'l qo'ymaslik uchun ekranlovchi korpus bilan o'ralgan. USB differentsial juftligi yuqori chastotali signalni sinovdan o'tkazishni koaksial, differentsial juftlik USB4 kabeli bilan taqqoslash mumkin.
Nashr vaqti: 2022-yil 16-avgust
