Universala Seria Buso (USB) estas probable unu el la plej multflankaj interfacoj en la mondo. Ĝi estis origine iniciatita de Intel kaj Microsoft kaj havas kiel eble plej rapidan ŝaltilon kaj uzon. Ekde la enkonduko de la USB-interfaco en 1994, post 26 jaroj da disvolviĝo, tra USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, fine evoluis al la nuna USB4; la transmisia rapido ankaŭ pliiĝis de 1.5 Mbps ĝis la plej novaj 40 Gbps. Nuntempe, ne nur la nove lanĉitaj inteligentaj telefonoj baze subtenas la Tipo-C-interfacon, sed ankaŭ tekokomputiloj, ciferecaj fotiloj, inteligentaj laŭtparoliloj, porteblaj elektrofontoj kaj aliaj aparatoj komencis adopti la USB-interfacon kun la specifa TIPO-C, kiu estis sukcese enkondukita en la aŭtomobilan kampon. Anstataŭ USB-A, la nova Modelo 3 de Tesla havas USB-C-pordojn, kaj Apple tute transformis siajn MacBook-ojn kaj AirPods Pro al puraj USB-Tipo-C-pordoj por datumtransigo kaj ŝargado. Krome, laŭ la postuloj de EU, Apple ankaŭ uzos USB-tipo-C-interfacon en la estonta iPhone15, kaj sendube USB4 estos la ĉefa produkta interfaco en la estonta merkato.
Postuloj por USB4-kabloj
La plej granda ŝanĝo en la nova USB4 estas la enkonduko de la Thunderbolt-protokola specifo, kiun Intel dividis kun usb-if. Funkciante per duoblaj ligiloj, la bendlarĝo duobliĝas al 40 Gbps, kaj Tunelado subtenas plurajn datenajn kaj ekranajn protokolojn. Ekzemploj inkluzivas PCI Express kaj DisplayPort. Krome, USB4 konservas bonan kongruecon kun la enkonduko de la nova subesta protokolo, estante retrokongrua kun USB3.2/3.1/3.0/2.0, same kiel Thunderbolt 3. Rezulte, USB4 fariĝis la plej kompleksa USB-normo ĝis nun, postulante ke projektistoj komprenu la specifojn USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C kaj USB Power Delivery. Krome, projektistoj devas kompreni la specifojn PCI Express kaj DisplayPort, same kiel la teknologion HIGH-DEFINITION content protection (HDCP), kiu kongruas kun la USB4 DisplayPort-reĝimo, kaj la kabloj kaj konektiloj, kiujn ni konas, havas pli altajn postulojn por plenumi la elektrajn rendimentajn postulojn de la finitaj produktoj de USB4-kabloj.
Koaksiala versio de USB4 aperis el nenie
En la epoko de USB3.1 10G, multaj fabrikantoj adoptis koaksialan strukturon por plenumi la postulojn de altfrekvenca funkciado. La koaksiala versio ne estis uzata antaŭe en la USB-serioj, ĝiaj aplikaj scenaroj estas ĉefe por tekokomputiloj, poŝtelefonoj, GPS, mezuriloj, Bluetooth-teknologio, ktp. Ĝeneralaj aplikoj de kablo estas medicinaj koaksiaj linioj, teflonaj koaksiaj elektronikaj linioj, radiofrekvencaj koaksiaj dratoj, ktp. Kun la postuloj de la merkato por pogranda kostokontrolo, en la epoko de USB3.1, la ŝnurfadenigo rapide okupis la merkaton por plenumi la funkciadon de la produkto. Sed kun la postuloj de USB4 pri altfrekvenca transdono pli kaj pli rigoraj, kaj la bezonoj de altrapida transdono de drato havas fortan kontraŭinterferan kapablon kaj elektran funkcian stabilecon. Por certigi la stabilecon de altfrekvenca transdono, la nuna ĉefa USB4 estas ankoraŭ la ĉefa koaksiala versio. La koaksiala produktado kaj fabrikada procezo estas kompleksa procezo. Solvi la problemojn pri altfrekvencaj kaj altrapidaj aplikoj postulas taŭgan produktadekipaĵon kaj maturan kaj stabilan produktadan procezon. En la produktado de la produkto, materiala elekto, procezaj parametroj kaj proceza kontrolo, la elektraj parametroj de specialigitaj laboratoriotestoj ludas ŝlosilan rolon. Tra la disvolva proplempunkto de la koaksiala strukturo, krom viaj (materiala kosto, prilabora kosto multekosta) aliaj estas bonaj, sed la disvolviĝo de la merkato ĉiam rondiras ĉirkaŭ kiel atingi la plej grandan aroprezon. La paro de torda versio ĉiam estis en la interspaco de koaksiala disvolviĝo, esplorado kaj disvolviĝo kaj sukceso.
Oni povas vidi el la strukturo de la koaksiala linio, de interne al ekstere, respektive: centra konduktilo, izola tavolo, ekstera kondukta tavolo (metala reto), drata haŭto. Koaksiala kablo estas kompozitaĵo konsistanta el du konduktiloj. La centra drato de la koaksiala kablo estas uzata por transdoni signalojn. La metala ŝirma reto ludas du rolojn: unu estas provizi la kurentan buklon por la signalo kiel komuna bazo, kaj la alia estas subpremi la interferon de elektromagneta bruo al la signalo kiel ŝirma reto. La centra drato kaj la ŝirma reto inter la duonŝaŭma polipropilena izola tavolo determinas la transmisiajn karakterizaĵojn de la kablo, kaj efike protektas la mezan draton, kio estas multekosta.
Ĉu USB4-tordita para versio venos?
Ĉar elektronikaj cirkvitoj funkcias je pli altaj frekvencoj, la elektraj karakterizaĵoj de elektronikaj komponantoj fariĝas pli malfacile majstreblaj. Kiam la grandeco de la komponanto aŭ la tuta grandeco de la cirkvito kompare kun la ondolongo de la funkcianta frekvenco estas pli granda ol unu, la valoro de la induktanco kaj kapacitanco de la cirkvito, aŭ la parazita efiko de la materialaj ecoj de la komponantoj, ktp., eĉ kiam ni uzas la strukturon de dratparametroj, la testado de bazaj frekvencaj parametroj ne povas kontentigi la postulojn de la klientoj, kaj la strukturo kaj diametro de la koaksiala versio estas multe pli flekseblaj. Kial mi ne povas uzi la USB-paron en aroj? Ĝenerale, ju pli alta estas la ofteco de kablouzado, des pli mallonga estas la ondolongo de la signalo, kaj ju pli malgranda estas la oblikva paŝo, des pli bona estas la ekvilibra efiko. Tamen, tro malgranda splisa paŝo alportos malaltan produktadan efikecon kaj tordiĝon de la izolita kerna drato. La paŝo de la linia paro estas tre malgranda, la nombro da tordoj estas granda, kaj la torda streĉo sur la sekcio estas serioze koncentrita, rezultante en grava deformado kaj difekto de la izola tavolo, kaj fine kaŭzante la distordon de la elektromagneta kampo, influante iujn elektrajn indikilojn kiel la SRL-valoro kaj atenuiĝo. Kiam ekzistas izola ekscentreco, la distanco inter konduktiloj periode ŝanĝiĝas pro la rivoluo kaj rotacio de la izola unuopa linio, kio kaŭzas periodan fluktuon de impedanco. La fluktuoperiodo estas relative longa. En altfrekvenca dissendo, ĉi tiu malrapida ŝanĝo povas esti detektita per elektromagnetaj ondoj kaj influi la valoron de la revenperdo. La USB4-para versio ne povas esti uzata en aroj.
Ne al la tero, sed ne volas uzi vian mortkoaksian kablo-kablon, do homoj komencis kontroli la diferencojn inter USB4-ŝirmado kaj la manieroj fari la produkton. La plej granda malavantaĝo estas la facile tordita konduktilo, kaj la diferenco estas la diferenco kun paralelaj pakaĵoj rekte por hejmtasko, evitante tordiĝon de la konduktilo. Kiel ni ĉiuj scias, nuntempe oni uzas la diferencon inter SAS, SFP+ ktp. en altrapidaj linioj. Sufiĉas montri, ke ĝia rendimento devas esti pli alta ol la senŝnura versio. Grava rolo de altfrekvencaj datenlinioj estas la sendo de datensignaloj, sed kiam ni uzas ilin ĉirkaŭe, povas aperi ĉiaspecaj malordaj interferoj. Ni pripensu, se ĉi tiuj interferaj signaloj eniras la internan konduktilon de la datenlinio kaj supermetas sin al la originala sendita signalo. Ĉu eblas interferi aŭ ŝanĝi la originalan senditan signalon, tiel kaŭzante utilan signalperdon aŭ problemojn? Kaj la diferenco inter la tavoloj de aluminiofolio estas, ke ĝi transdonas informojn al ni kaj ludas la rolon de protekta kaj ŝirma afero, uzata por redukti la interferon de eksteraj sendependaj signaloj por transdono. La ĉefa materialo de la pakaĵo kaj la tiranta aluminiofolio estas sigelado kaj ŝirmado de aluminiofolio, unu- aŭ duflanka tegaĵo sur la plasta filmo, kaj kompozita folio estas uzata kiel ŝildo de la kablo. La kablofolio postulas malpli da oleo sur la surfaco, ne havas truojn kaj havas altajn mekanikajn ecojn. La procezo de envolvado estas kunigi du izolitajn kerndratojn kaj terdratojn per envolvmaŝino. Samtempe, tavolo de aluminiofolio kaj tavolo de memglua poliestera bendo sur la ekstera pano estas uzataj por ŝirmi la dratan paron kaj stabiligi la strukturon de la envolvaj kernaj dratoj. Ĉi tiu procezo havas gravan efikon al la dratproprecoj, inkluzive de impedanco, prokrastdiferenco, kaj atenuiĝo. Ĉar ĉi tio devas esti produktita strikte laŭ metiaj postuloj, kaj oni devas fari testojn pri elektraj ecoj por certigi, ke la envolva kerno de la drato konformas al la postuloj. Kompreneble, ne ĉiuj datenlinioj havas du tavolojn de ŝirmado. Kelkaj havas plurajn tavolojn, kelkaj havas nur unu tavolon, aŭ eĉ neniun. Ŝirmado estas metala apartigo inter du spacaj regionoj por kontroli la indukton kaj radiadon de elektraj, magnetaj kaj elektromagnetaj ondoj de unu regiono al la alia. Pli specife, la konduktila kerno estas ĉirkaŭita de ŝirma korpo por malhelpi ĝin esti influita de la ekstera elektromagneta kampo/interfersignalo, kaj por malhelpi la interferan elektromagnetan kampon/signalon disvastiĝi eksteren. Testado de USB-diferenciala paro per altfrekvenca signalo povas esti komparebla al koaksiala, ĉar venas USB4-kablo per diferenciala paro.
Afiŝtempo: 16-a de aŭgusto 2022
