Univerzalna serijska sabirnica (USB) vjerojatno je jedno od najsvestranijih sučelja na svijetu. Izvorno su ga pokrenuli Intel i Microsoft, a odlikuje se što je moguće bržim uključivanjem i korištenjem. Od uvođenja USB sučelja 1994. godine, nakon 26 godina razvoja, preko USB 1.0/1.1, USB 2.0, USB 3.x, konačno je razvijeno do današnjeg USB4; brzina prijenosa također se povećala s 1,5 Mbps na najnovijih 40 Gbps. Trenutno ne samo novo lansirani pametni telefoni u osnovi podržavaju Type-C sučelje, već i prijenosna računala, digitalni fotoaparati, pametni zvučnici, mobilna napajanja i drugi uređaji počeli su usvajati USB sučelje specifikacije TYPE-C, koje je uspješno uvedeno u automobilsku industriju. Umjesto USB-A, Teslin novi Model 3 ima USB-C priključke, a Apple je potpuno pretvorio svoje MacBookove i AirPods Pro u čiste USB Type-C priključke za prijenos podataka i punjenje. Osim toga, prema zahtjevima EU, Apple će također koristiti USB Type-C sučelje u budućem iPhoneu 15, i nema sumnje da će USB4 biti glavno sučelje proizvoda na budućem tržištu.
Zahtjevi za USB4 kabele
Najveća promjena u novom USB4 je uvođenje specifikacije Thunderbolt protokola koju je Intel podijelio s usb-if. Radeći preko dvostrukih veza, propusnost je udvostručena na 40 Gbps, a Tunnelling podržava više protokola za podatke i prikaz. Primjeri uključuju PCI Express i DisplayPort. Osim toga, USB4 održava dobru kompatibilnost s uvođenjem novog temeljnog protokola, unatrag kompatibilan s USB3.2/3.1/3.0/2.0, kao i Thunderbolt 3. Kao rezultat toga, USB4 je postao najsloženiji USB standard do danas, zahtijevajući od dizajnera da razumiju specifikacije USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C i USB Power Delivery. Osim toga, dizajneri moraju razumjeti specifikacije PCI Express i DisplayPort, kao i tehnologiju zaštite sadržaja HIGH-DEFINITION (HDCP) koja je kompatibilna s načinom rada USB4 DisplayPort, a kabeli i konektori s kojima smo upoznati imaju više zahtjeve kako bi zadovoljili zahtjeve električnih performansi gotovih proizvoda USB4 kabela.
Koaksijalna verzija USB4 pojavila se niotkuda.
U eri USB3.1 10G, mnogi proizvođači su usvojili koaksijalnu strukturu kako bi zadovoljili zahtjeve visokofrekventnih performansi. Koaksijalna verzija prije nije bila korištena u USB seriji, a njezini scenariji primjene uglavnom su prijenosna računala, mobilni telefoni, GPS, mjerni instrumenti, Bluetooth tehnologija itd. Opća primjena kabela je medicinska koaksijalna linija, teflonska koaksijalna elektronička linija, radiofrekvencijska koaksijalna žica itd. S obzirom na zahtjeve tržišta za kontrolu troškova, u eri USB3.1, navoji su brzo zauzeli tržište kako bi se zadovoljile performanse proizvoda, ali s USB4 tržištem koje zahtijeva sve stroži visokofrekventni prijenos, a brzi prijenos zahtijeva žicu koja ima snažnu sposobnost sprječavanja smetnji i stabilnost električnih performansi. Kako bi se osigurala stabilnost visokofrekventnog prijenosa, trenutni mainstream USB4 je i dalje glavna koaksijalna verzija. Proizvodnja koaksijalnog kabela i proizvodni proces su složeni procesi. Za rješavanje visokofrekventnih i brzih primjena potrebna je odgovarajuća proizvodna oprema te zreo i stabilan proizvodni proces. U proizvodnji proizvoda, odabiru materijala, parametrima procesa i kontroli procesa, električni parametri specijaliziranih laboratorijskih ispitivanja igraju ključnu ulogu, tijekom cijelog razvoja uskog grla koaksijalne strukture, osim vaših (troškovi materijala, skupi troškovi obrade) drugih su dobri, ali razvoj tržišta uvijek se vrti oko toga kako postići najveću cijenu serije, verzija s parom uvijanja oduvijek je bila u jazu istraživanja i razvoja koaksijalnog sustava i proboja.
To se može vidjeti iz strukture koaksijalnog voda, od unutarnje prema van, redom: središnji vodič, izolacijski sloj, vanjski vodljivi sloj (metalna mreža), žičana opna. Koaksijalni kabel je kompozitni materijal sastavljen od dva vodiča. Središnja žica koaksijalnog kabela koristi se za prijenos signala. Metalna zaštitna mreža ima dvije uloge: jedna je osigurati strujnu petlju za signal kao zajedničko uzemljenje, a druga je suzbiti smetnje elektromagnetske buke signala kao zaštitna mreža. Središnja žica i zaštitna mreža nalaze se između polupjenastog polipropilenskog izolacijskog sloja, izolacijski sloj određuje prijenosne karakteristike kabela i učinkovito štiti srednju žicu, što je skupo.
Dolazi li USB4 verzija s upletenim paricama?
Kako elektronički sklopovi rade na višim frekvencijama, električne karakteristike elektroničkih komponenti postaju teže za savladati. Kada je veličina komponente ili cijele veličine sklopa u usporedbi s valnom duljinom radne frekvencije veća od jedan, vrijednost induktiviteta sklopa ili parazitski učinak svojstava materijala komponenti i tako dalje, čak i kada koristimo strukturu parova žica, ispitivanje osnovnih frekvencijskih parametara ne može zadovoljiti zahtjeve kupaca, a fleksibilnija je od koaksijalne verzije strukture i njezin promjer su daleko veći. Zašto ne mogu koristiti USB par u serijama? Općenito, što je veća frekvencija korištenja kabela, to je kraća valna duljina signala i što je manji korak nagiba, to je bolji učinak uravnoteženja. Međutim, premali korak spajanja dovest će do niske učinkovitosti proizvodnje i uganuća izolirane jezgrene žice. Korak parova žica je vrlo mali, broj torzija je velik, a torzijsko naprezanje na presjeku je ozbiljno koncentrirano, što rezultira ozbiljnom deformacijom i oštećenjem izolacijskog sloja i konačno uzrokuje izobličenje elektromagnetskog polja, utječući na neke električne pokazatelje poput vrijednosti SRL-a i slabljenja. Kada postoji ekscentricitet izolacije, udaljenost između vodiča periodično se mijenja zbog rotacije i okretanja izolacijske linije, što dovodi do periodičnih fluktuacija impedancije. Period fluktuacije je relativno dug. Kod visokofrekventnog prijenosa, ova spora promjena može se detektirati elektromagnetskim valovima i utjecati na vrijednost povratnog gubitka. Verzija s USB4 parom ne može se koristiti u serijama.
Ne na zemlju, ali ne želim koristiti svoj smrtonosni koaksijalni kabel, pa su ljudi počeli provjeravati razliku u načinima zaštite USB4 kako bi napravili proizvod, najveći nedostatak je lako uvrnuti vodič, a razlika u odnosu na paralelni paket izravno za domaću zadaću, izbjegava uganuće vodiča, kao što svi znamo, trenutno se koristi razlika između SAS, SFP + itd. koji se koriste u brzim linijama, dovoljno je pokazati da njegove performanse moraju biti bolje od verzije s nasukanim vodičem, važna uloga visokofrekventne podatkovne linije je prijenos podatkovnih signala, ali kada je koristimo, mogu se pojaviti sve vrste neurednih informacija o smetnjama. Razmislimo o tome ako ti signali smetnji uđu u unutarnji vodič podatkovne linije i preklapaju se s izvorno prenesenim signalom, je li moguće ometati ili mijenjati izvorno preneseni signal, uzrokujući tako gubitak korisnog signala ili probleme? Razlika sloja aluminijske folije je u tome što prenosi informacije i igra ulogu zaštite i štita, koristi se za smanjenje smetnji vanjskih neovisnih signala za prijenos. Glavni materijal pakiranja i aluminijska folija koriste brtvljenje i zaštitu od aluminijske folije, jednostrani ili dvostrani premaz na plastičnoj foliji, lu:su kompozitna folija koja se koristi kao štit kabela. Kabelska folija zahtijeva manje ulja na površini, nema rupa i ima visoka mehanička svojstva. Proces omatanja je spajanje dvije izolirane jezgrene žice i žice za uzemljenje pomoću stroja za omatanje. Istovremeno, sloj aluminijske folije i sloj samoljepljive poliesterske trake na vanjskom omotaču koriste se za zaštitu para žica i stabilizaciju strukture omotanih jezgri. Ovaj proces ima važan utjecaj na svojstva žice, uključujući impedanciju, razliku kašnjenja, slabljenje, jer se to mora strogo provesti prema zahtjevima obrtnika, provesti ispitivanja električnih svojstava kako bi se osiguralo da je jezgra omotana u skladu sa zahtjevima. Naravno, nemaju sve podatkovne linije dva sloja zaštite. Neke imaju više slojeva, neke samo jedan sloj ili ga uopće nemaju. Zaštita je metalno odvajanje dvaju prostornih područja radi kontrole indukcije i zračenja električnih, magnetskih i elektromagnetskih valova iz jednog područja u drugo. Točnije, jezgra vodiča okružena je zaštitnim tijelom kako bi se spriječilo da na nju utječe vanjsko elektromagnetsko polje/signal smetnji i kako bi se spriječilo širenje elektromagnetskog polja/signala smetnji prema van. Ispitivanje visokofrekventnog signala USB diferencijalnog para može se usporediti s koaksijalnim, dolazi USB4 diferencijalnim kabelom.
Vrijeme objave: 16. kolovoza 2022.
