차동 쌍 USB4 케이블

범용 직렬 버스(USB)는 아마도 세계에서 가장 다재다능한 인터페이스 중 하나일 것입니다. 원래 Intel과 Microsoft에서 제안했으며 가능한 한 핫 플러그 ​​앤 플레이를 특징으로 합니다. 1994년 USB 인터페이스가 도입된 이후 26년의 개발 끝에 USB 1.0/1.1, USB2.0, USB 3.x를 거쳐 마침내 현재의 USB4로 발전했습니다. 전송 속도도 1.5Mbps에서 최신 40Gbps로 향상되었습니다. 현재 새로 출시된 스마트폰뿐만 아니라 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 스마트 스피커, 모바일 전원 공급 장치 및 기타 장치도 TYPE-C 사양 USB 인터페이스를 채택하기 시작했으며 자동차 분야에 성공적으로 도입되었습니다. Tesla의 새로운 Model 3에는 USB-A 대신 USB-B-C 포트가 있으며 Apple은 데이터 전송 및 충전을 위해 MacBook과 AirPods Pro를 순수 USB Type-C 포트로 완전히 전환했습니다. 또한 EU의 요구 사항에 따라 애플은 향후 iPhone15에도 USB Type-C 인터페이스를 사용할 예정이며, USB4가 미래 시장에서 주요 제품 인터페이스가 될 것이라는 데 의심의 여지가 없습니다.

USB4 케이블 요구 사항

새로운 USB4의 가장 큰 변화는 Intel이 usb-if와 공유한 Thunderbolt 프로토콜 사양의 도입입니다.듀얼 링크를 통해 실행되어 대역폭이 40Gbps로 두 배가 되고 터널링은 여러 데이터 및 디스플레이 프로토콜을 지원합니다.예: PCI Express 및 DisplayPort.또한 USB4는 새로운 기반 프로토콜의 도입과 양호한 호환성을 유지하여 USB3.2/3.1/3.0/2.0 및 Thunderbolt 3과도 역호환됩니다.결과적으로 USB4는 현재까지 가장 복잡한 USB 표준이 되었으며 설계자는 USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C 및 USB Power Delivery 사양을 이해해야 합니다.또한 설계자는 PCI Express 및 DisplayPort 사양과 USB4 DisplayPort 모드와 호환되는 고화질 콘텐츠 보호(HDCP) 기술을 이해해야 하며, 익숙한 케이블과 커넥터는 USB4 케이블 완제품의 전기적 성능 요구 사항을 충족하기 위해 더 높은 요구 사항을 가지고 있습니다.

USB4의 동축 버전이 갑자기 등장했습니다.

USB3.1 10G 시대에 많은 제조업체가 고주파 성능 요구 사항을 충족하기 위해 동축 구조를 채택했습니다. 동축 버전은 이전에 USB 시리즈에 적용되지 않았으며, 그 적용 시나리오는 주로 노트북, 휴대폰, GPS, 계측기, 블루투스 기술 등입니다. 케이블 설명의 일반적인 적용 분야는 의료용 동축 선, 테프론 동축 전자 선, 무선 주파수 동축 전선 등이며, 시장의 대량 원가 제어 요구 사항으로 인해 USB3.1 시대에는 제품 성능을 충족하기 위해 스트랜드가 시장을 빠르게 점유했습니다. 그러나 USB4 시장의 고주파 전송 요구 사항이 점점 더 엄격해지고 고속 전송에는 강력한 간섭 방지 성능과 전기적 성능 안정성이 필요합니다. 고주파 전송의 안정성을 보장하기 위해 현재 주류인 USB4는 여전히 주요 동축 버전이며, 동축 생산 및 제조 공정은 복잡한 공정으로 고주파 및 고속 응용 분야를 해결하려면 적절한 생산 장비와 성숙되고 안정적인 생산 공정이 필요합니다. 제품 생산에서 재료 선택, 공정 매개변수 및 공정 제어, 전문 실험실 테스트의 전기적 매개변수는 동축 구조의 개발 병목 현상 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하며, (재료 비용, 가공 비용이 비싼) 기타 사항도 좋지만, 시장 발전은 항상 가장 큰 배치 가격을 달성하는 방법을 중심으로 이루어집니다. 트위스트 버전은 항상 동축 개발 연구 및 혁신의 틈새에 있었습니다.

동축 케이블의 구조에서 알 수 있듯이, 내부에서 외부로 각각 중심 도체, 절연층, 외부 도체층(금속 망사), 도선 외피로 구성됩니다. 동축 케이블은 두 개의 도체로 구성된 복합재입니다. 동축 케이블의 중심 도선은 신호 전송에 사용됩니다. 금속 차폐망은 두 가지 역할을 합니다. 하나는 공통 접지로서 신호에 전류 루프를 제공하고, 다른 하나는 차폐망으로서 신호에 대한 전자파 잡음 간섭을 억제하는 것입니다. 중심 도선과 차폐망 사이의 반발포 폴리프로필렌 절연층은 케이블의 전송 특성을 결정하고 중간 도선을 효과적으로 보호합니다. 가격이 비싼 이유는 ​​다음과 같습니다.

USB4 트위스트 페어 버전이 나올까요?

전자 회로가 더 높은 주파수에서 작동함에 따라 전자 부품의 전기적 특성을 파악하기가 더욱 어려워집니다. 부품 크기 또는 전체 회로 크기가 작동 주파수의 파장 대비 1보다 크거나, 회로 인덕턴스, 커패시턴스 값, 또는 부품의 기생 효과 등이 재료 특성에 미치는 영향 등이 고려됩니다. 와이어 페어 구조를 사용하더라도 기본 주파수 매개변수 테스트만으로는 고객 요구 사항을 충족할 수 없으며, 구조가 동축 케이블보다 유연하고 직경이 훨씬 큽니다. 왜 USB 페어를 일괄적으로 적용할 수 없는 걸까요? 일반적으로 케이블 사용 주파수가 높을수록 신호 파장이 짧아지고 스큐 피치가 작을수록 밸런스 효과가 더 좋습니다. 그러나 스플라이스 피치가 너무 작으면 생산 효율이 떨어지고 절연 심선이 꼬이게 됩니다. 와이어 페어의 피치가 매우 작고 비틀림이 많으며, 단면에 비틀림 응력이 심각하게 집중되어 절연층의 심각한 변형 및 손상을 초래하고, 궁극적으로 전자기장의 왜곡을 유발하여 SRL 값 및 감쇠와 같은 일부 전기적 지표에 영향을 미칩니다. 절연 편심이 존재하는 경우, 절연 단일 선의 회전 및 회전으로 인해 도체 간 거리가 주기적으로 변하여 임피던스가 주기적으로 변동합니다. 변동 주기는 비교적 깁니다. 고주파 전송에서는 이러한 느린 변화가 전자파에 의해 감지되어 반사 손실 값에 영향을 미칠 수 있습니다. USB4 페어 버전은 배치(batch) 방식으로 사용할 수 없습니다.

지면에 연결하지 않고, 동축 케이블을 사용하고 싶지 않아서 사람들은 USB4 차폐 방식의 차이점을 확인하기 시작했습니다. 가장 큰 단점은 도체가 쉽게 꼬인다는 것입니다. 병렬 패킷과의 차이점은 숙제를 위해 직접 테스트하여 도체 꼬임을 방지하는 것입니다. 우리 모두 알다시피, 현재 SAS, SFP+ 등의 차이점은 고속 회선에 사용됩니다. 성능이 연선 버전보다 높아야 함을 보여주기에 충분합니다. 고주파 데이터 회선의 중요한 역할은 데이터 신호를 전송하는 것이지만, 주변에서 사용하면 온갖 종류의 지저분한 간섭 정보가 나타날 수 있습니다. 이러한 간섭 신호가 데이터 회선의 내부 도체에 들어가 원래 전송된 신호에 중첩되면 원래 전송된 신호를 방해하거나 변경하여 유용한 신호 손실이나 문제를 일으킬 수 있을까요? 알루미늄 호일 층의 차이점은 정보를 우리에게 전달하여 보호 및 차폐 역할을 한다는 것입니다. 이는 외부 독립 신호의 간섭을 줄이는 데 사용됩니다. 주요 패키지 벨트 소재와 알루미늄 호일은 알루미늄 호일 밀봉 및 차폐를 사용하며, 플라스틱 필름에 단면 또는 양면 코팅을 합니다. 케이블 차폐에는 복합 호일이 사용됩니다. 케이블 호일은 표면에 기름이 덜 묻고 구멍이 없으며 기계적 특성이 우수합니다. 포장 공정은 두 개의 절연 심선과 접지선을 포장기를 통해 하나로 모으는 것입니다. 동시에, 외부 빵에는 알루미늄 호일 한 겹과 자가 접착 폴리에스터 테이프 한 겹을 사용하여 전선 쌍을 차폐하고 포장 심선의 구조를 안정화합니다. 이 공정은 임피던스, 지연 차이, 감쇠를 포함한 전선 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 이는 엄격한 기술 요건에 따라 제작되어야 하며, 포장 심선이 요건을 충족하는지 확인하기 위해 전기적 특성에 대한 테스트를 거쳐야 합니다. 물론 모든 데이터 회선이 두 겹의 차폐층을 갖는 것은 아닙니다. 여러 겹의 차폐층을 갖는 회선도 있고, 한 겹의 차폐층만 있는 회선도 있으며, 아예 차폐층이 없는 회선도 있습니다. 차폐는 두 공간 영역 사이에 금속을 설치하여 한 영역에서 다른 영역으로의 전기, 자기, 전자기파의 유도 및 복사를 제어하는 ​​것입니다. 구체적으로, 도체 코어는 차폐체로 둘러싸여 외부 전자기장/간섭 신호의 영향을 받지 않고, 간섭 전자기장/신호가 외부로 확산되는 것을 방지합니다. USB 차동 쌍 고주파 신호 테스트는 동축 케이블과 유사하며, 차동 쌍 USB4 케이블이 출시될 예정입니다.