უნივერსალური სერიული ავტობუსი (USB) ალბათ ერთ-ერთი ყველაზე მრავალმხრივი ინტერფეისია მსოფლიოში. თავდაპირველად ის Intel-მა და Microsoft-მა წამოიწყეს და მაქსიმალურად სწრაფი „შეაერთე და იმუშავე“ ფუნქციას ასრულებს. 1994 წელს USB ინტერფეისის დანერგვის შემდეგ, 26 წლიანი განვითარების შემდეგ, USB 1.0/1.1, USB2.0, USB 3.x-ის საშუალებით, საბოლოოდ განვითარდა დღევანდელ USB4-მდე; გადაცემის სიჩქარე ასევე გაიზარდა 1.5 Mbps-დან უახლეს 40 Gbps-მდე. ამჟამად, არა მხოლოდ ახლად გამოშვებული სმარტფონები ძირითადად მხარს უჭერენ Type-C ინტერფეისს, არამედ ნოუთბუქები, ციფრული კამერები, ჭკვიანი დინამიკები, მობილური კვების წყაროები და სხვა მოწყობილობებიც იწყებენ TYPE-C სპეციფიკაციის USB ინტერფეისის გამოყენებას, რომელიც წარმატებით დანერგილია საავტომობილო სფეროში. USB-A-ს ნაცვლად, Tesla-ს ახალ Model 3-ს აქვს USBB-C პორტები, ხოლო Apple-მა მთლიანად გადააკეთა თავისი MacBook-ები და AirPods Pro სუფთა USB Type-C პორტებად მონაცემთა გადაცემისა და დატენვისთვის. გარდა ამისა, ევროკავშირის მოთხოვნების შესაბამისად, Apple მომავალ iPhone 15-შიც გამოიყენებს USB Type-C ინტერფეისს და ეჭვგარეშეა, რომ USB4 მომავალი ბაზრის მთავარი ინტერფეისი იქნება.
USB4 კაბელების მოთხოვნები
ახალ USB4-ში ყველაზე დიდი ცვლილებაა Thunderbolt პროტოკოლის სპეციფიკაციის დანერგვა, რომელიც Intel-მა usb-if-თან გააზიარა. ორმაგი არხებით მუშაობისას, გამტარუნარიანობა ორმაგდება 40 გბ/წმ-მდე, ხოლო გვირაბული ტექნოლოგია მხარს უჭერს მონაცემთა და ეკრანის მრავალ პროტოკოლს. მაგალითებია PCI Express და DisplayPort. გარდა ამისა, USB4 ინარჩუნებს კარგ თავსებადობას ახალი ძირითადი პროტოკოლის დანერგვასთან, უკუთავსებადია USB3.2/3.1/3.0/2.0-თან, ასევე Thunderbolt 3-თან. შედეგად, USB4 დღემდე ყველაზე რთული USB სტანდარტი გახდა, რაც დიზაინერებისგან მოითხოვს USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C და USB Power Delivery სპეციფიკაციების გაგებას. გარდა ამისა, დიზაინერებმა უნდა გაიგონ PCI Express და DisplayPort სპეციფიკაციები, ასევე HIGH-DEFINITION კონტენტის დაცვის (HDCP) ტექნოლოგია, რომელიც თავსებადია USB4 DisplayPort რეჟიმთან, ხოლო ჩვენთვის ნაცნობ კაბელებსა და კონექტორებს უფრო მაღალი მოთხოვნები აქვთ USB4 კაბელის მზა პროდუქტების ელექტრული მუშაობის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.
USB4-ის კოაქსიალური ვერსია არსაიდან გაჩნდა
USB3.1 10G ეპოქაში, ბევრმა მწარმოებელმა გამოიყენა კოაქსიალური სტრუქტურა მაღალი სიხშირის შესრულების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. კოაქსიალური ვერსია ადრე არ გამოიყენებოდა USB სერიაში, მისი გამოყენების სცენარები ძირითადად ნოუთბუქებში, მობილურ ტელეფონებში, GPS-ში, საზომ ინსტრუმენტებში, Bluetooth ტექნოლოგიაში და ა.შ. კაბელის ზოგადი გამოყენებაა სამედიცინო კოაქსიალური ხაზი, ტეფლონის კოაქსიალური ელექტრონული ხაზი, რადიოსიხშირული კოაქსიალური მავთული და ა.შ., ბაზრის ნაყარი ხარჯების კონტროლის მოთხოვნების გათვალისწინებით, USB3.1 ეპოქაში პროდუქტის შესრულების დასაკმაყოფილებლად სტრინგმა სწრაფად დაიპყრო ბაზარი, მაგრამ USB4 ბაზარზე მაღალი სიხშირის გადაცემის მოთხოვნები სულ უფრო მკაცრია და მაღალსიჩქარიანი გადაცემის მავთულს სჭირდება ძლიერი ჩარევის საწინააღმდეგო უნარი და ელექტრული მუშაობის სტაბილურობა. მაღალი სიხშირის გადაცემის სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად, ამჟამინდელი მთავარი USB4 კვლავ კოაქსიალური ვერსიაა, კოაქსიალური წარმოება და წარმოების პროცესი რთული პროცესია, მაღალი სიხშირის და მაღალსიჩქარიანი გამოყენების გადასაჭრელად საჭიროა შესაბამისი საწარმოო აღჭურვილობა და მოწიფული და სტაბილური წარმოების პროცესი. პროდუქტის წარმოებაში, მასალის შერჩევაში, პროცესის პარამეტრებსა და პროცესის კონტროლში, სპეციალიზებული ლაბორატორიული ტესტების ელექტრული პარამეტრები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, კოაქსიალური სტრუქტურის განვითარების მთელი პერიოდის განმავლობაში, თქვენი (მასალის ღირებულება, დამუშავების ღირებულება ძვირი) გარდა, სხვა კარგია, მაგრამ ბაზრის განვითარება ყოველთვის ტრიალებს იმაზე, თუ როგორ მიაღწიოს ყველაზე დიდ პარტიულ ფასს. წყვილი გრეხილი ვერსია ყოველთვის იყო კოაქსიალური განვითარების კვლევისა და განვითარებისა და გარღვევის ხარვეზში.
კოაქსიალური ხაზის სტრუქტურიდან ჩანს, რომ შიგნიდან გარედან შესაბამისად: ცენტრალური გამტარი, საიზოლაციო ფენა, გარე გამტარი ფენა (ლითონის ბადე), მავთულის გარსი. კოაქსიალური კაბელი არის კომპოზიტი, რომელიც შედგება ორი გამტარისგან. კოაქსიალური კაბელის ცენტრალური მავთული გამოიყენება სიგნალების გადასაცემად. ლითონის დამცავი ბადე ასრულებს ორ როლს: ერთი არის სიგნალისთვის დენის მარყუჟის უზრუნველყოფა, როგორც საერთო დამიწება, ხოლო მეორე არის სიგნალზე ელექტრომაგნიტური ხმაურის ჩარევის ჩახშობა, როგორც დამცავი ბადე. ცენტრალური მავთული და დამცავი ქსელი ნახევრად ქაფიან პოლიპროპილენის საიზოლაციო ფენას შორის, საიზოლაციო ფენა განსაზღვრავს კაბელის გადაცემის მახასიათებლებს და ეფექტურად იცავს შუა მავთულს, სიძვირის მიზეზი კი ძვირია.
USB4 გრეხილი წყვილი ვერსია გამოვა?
რადგან ელექტრონული სქემები მაღალ სიხშირეებზე მუშაობენ, ელექტრონული კომპონენტების ელექტრული მახასიათებლების ათვისება უფრო რთული ხდება. როდესაც კომპონენტის ზომა ან მთლიანი წრედის ზომა სამუშაო სიხშირის ტალღის სიგრძესთან შედარებით ერთზე მეტია, წრედის ინდუქციური ტევადობის მნიშვნელობა ან კომპონენტების პარაზიტული ეფექტი მატერიალური თვისებების მიმართ და ა.შ., მაშინაც კი, როდესაც ჩვენ ვიყენებთ მავთულის წყვილის სტრუქტურას, ძირითადი სიხშირის პარამეტრების ტესტირება ვერ აკმაყოფილებს მომხმარებლის მოთხოვნებს და მოქნილია, ვიდრე სტრუქტურის კოაქსიალური ვერსია და მისი დიამეტრი გაცილებით დიდია. რატომ არ შემიძლია USB წყვილის გამოყენება პარტიებად? ზოგადად, რაც უფრო მაღალია კაბელის გამოყენების სიხშირე, რაც უფრო მოკლეა სიგნალის ტალღის სიგრძე და რაც უფრო მცირეა დახრილობის დახრილობა, მით უკეთესია ბალანსის ეფექტი. თუმცა, ძალიან მცირე შეერთების დახრილობა გამოიწვევს წარმოების დაბალ ეფექტურობას და იზოლირებული ბირთვის მავთულის დაჭიმვას. ხაზის წყვილის დახრილობა ძალიან მცირეა, ბრუნვის რაოდენობა დიდია და მონაკვეთზე ბრუნვის სტრესი სერიოზულად არის კონცენტრირებული, რაც იწვევს იზოლაციის ფენის სერიოზულ დეფორმაციას და დაზიანებას და საბოლოოდ იწვევს ელექტრომაგნიტური ველის დამახინჯებას, რაც გავლენას ახდენს ზოგიერთ ელექტრულ მაჩვენებელზე, როგორიცაა SRL მნიშვნელობა და შესუსტება. როდესაც იზოლაციის ექსცენტრულობა არსებობს, გამტარებს შორის მანძილი პერიოდულად იცვლება იზოლირებული ერთი ხაზის ბრუნვისა და გამოწვევის გამო, რაც იწვევს წინაღობის პერიოდულ რყევას. რყევის პერიოდი შედარებით გრძელია. მაღალი სიხშირის გადაცემისას, ეს ნელი ცვლილება შეიძლება დაფიქსირდეს ელექტრომაგნიტური ტალღებით და გავლენა მოახდინოს დაბრუნების დანაკარგის მნიშვნელობაზე. USB4 წყვილის ვერსიის გამოყენება პარტიებად არ შეიძლება.
მიწასთან არ მიახლოვდება, მაგრამ არ მინდა კოაქსიალური კაბელის გამოყენება, ამიტომ ხალხმა დაიწყო USB4 ეკრანირების განსხვავების შემოწმება პროდუქტის გასაკეთებლად. ყველაზე დიდი ნაკლი ის არის, რომ დირიჟორი ადვილად იხვევა და განსხვავება პარალელურ პაკეტთან პირდაპირ საშინაო დავალების შესასრულებლად, დირიჟორის დაჭიმვის თავიდან ასაცილებლად. როგორც ყველამ ვიცით, ამჟამად SAS, SFP + და ა.შ. განსხვავება გამოიყენება მაღალსიჩქარიან ხაზებში. საკმარისია იმის საჩვენებლად, რომ მისი მუშაობა უფრო მაღალი უნდა იყოს, ვიდრე ჩაჭედილი ვერსია. მაღალი სიხშირის მონაცემთა ხაზის მნიშვნელოვანი როლი მონაცემთა სიგნალების გადაცემაა, მაგრამ მისი გამოყენებისას შეიძლება გამოჩნდეს ყველანაირი არეული ჩარევის ინფორმაცია. მოდით დავფიქრდეთ, თუ ეს ჩარევის სიგნალები შევა მონაცემთა ხაზის შიდა დირიჟორში და გადაიცემა ორიგინალურ გადაცემულ სიგნალზე, შესაძლებელია თუ არა ორიგინალური გადაცემულ სიგნალში ჩარევა ან შეცვლა, რითაც სასარგებლო სიგნალის დაკარგვა ან პრობლემები წარმოიქმნება? ალუმინის ფოლგის ფენის განსხვავება ისაა, რომ ის ჩვენთვის ინფორმაციის გადაცემას და დამცავ და ეკრანირების როლს ასრულებს, რომელიც გამოიყენება გადაცემისთვის გარე დამოუკიდებელი სიგნალების ჩარევის შესამცირებლად. ძირითადი შეფუთვის მასალა და ალუმინის ფოლგა გამოიყენება ალუმინის ფოლგის დალუქვისა და ეკრანირებისთვის, პლასტმასის ფირზე ცალმხრივი ან ორმხრივი საფარით, კომპოზიტური ფოლგა გამოიყენება კაბელის ეკრანად. კაბელის ფოლგა მოითხოვს ნაკლებ ზეთს ზედაპირზე, არ აქვს ხვრელები და აქვს მაღალი მექანიკური თვისებები. შეფუთვის პროცესი გულისხმობს ორი იზოლირებული ბირთვის მავთულის და დამიწების შეკრებას შეფუთვის აპარატის მეშვეობით. ამავდროულად, გარე ზედაპირზე ალუმინის ფოლგის ფენა და თვითწებვადი პოლიესტერის ლენტის ფენა გამოიყენება მავთულის წყვილის დასაცავად და ბირთვის მავთულის შეფუთვის სტრუქტურის სტაბილიზაციისთვის. ეს პროცესი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მავთულის თვისებებზე, მათ შორის წინაღობაზე, შეფერხების სხვაობაზე, შესუსტებაზე, რადგან ეს მკაცრად უნდა იყოს დამოკიდებული ტექნიკის მოთხოვნებზე. ელექტრო თვისებების ტესტირება უნდა ჩატარდეს იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ბირთვის მავთულის შეფუთვისას შეესაბამებოდეს მოთხოვნებს. რა თქმა უნდა, ყველა მონაცემთა ხაზს არ აქვს დამცავი ფენის ორი ფენა. ზოგს აქვს მრავალი ფენა, ზოგს მხოლოდ ერთი ფენა, ან საერთოდ არ აქვს. ეკრანირება არის მეტალის გამიჯვნა ორ სივრცულ რეგიონს შორის, რათა გააკონტროლოს ელექტრული, მაგნიტური და ელექტრომაგნიტური ტალღების ინდუქცია და გამოსხივება ერთი რეგიონიდან მეორეში. კერძოდ, გამტარ ბირთვს გარს აკრავს დამცავი სხეული, რათა თავიდან აიცილოს გარე ელექტრომაგნიტური ველის/ჩარევის სიგნალის გავლენა მათზე და ხელი შეუშალოს ჩარევის ელექტრომაგნიტური ველის/სიგნალის გარეთ გავრცელებას. USB დიფერენციალური წყვილის მაღალი სიხშირის სიგნალის ტესტირება შეიძლება შევადაროთ კოაქსიალურ, დიფერენციალური წყვილის USB4 კაბელს.
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 16 აგვისტო
