لماذا يستخدم USB4 كابل كوكسيل بدلا من الكابل المخطط؟

11 نوفمبر 2020

مع تطوير كابلات USB 3.2 وUSB4 وThunderbolt 3 وThunderbolt 4 وHDMI 2.1، أصبح معدل نقل البيانات أسرع وأسرع، لكن قطر الكابل أصبح أصغر وأصغر. عندما يصبح قطر الكابل أصغر، تصبح المعاوقة التفاضلية للموصل أكبر، ويصبح توهين الإشارة عالية التردد خطيرا (حيث تكون الممانعة التفاضلية للموصل عكسية التناسب مع مساحة الموصل ومتناسبة مع طول الكابل). لم يعد يمكن لكابل هيكل الموصل التقليدي أن يصلحتعرف على متطلبات نقل البيانات في المعيار الجديد، لذا يعود كابل الكوكسيل المحوري غير المحبوب سابقا إلى مجال رؤية الناس 

لكن، لماذا يستخدم كابل USB4 الكوكسيلي بدلا من الكابل المخطط؟


   
يتميز الكابل المحوري بخصائص الحماية الذاتية. ميزته الواضحة هي وجود طبقة درع معدنية مضفرة خارج الموصل، tهو ميتالالشبكةيمكنه حماية التداخل الكهرومغناطيسي. جزء من التداخل الكهرومغناطيسي للكابل يأتي من الخارج، والجزء الآخر يأتي من المجال المغناطيسي الذي تولده عند إرسال إشارات متغيرة، عندما يحتوي الكابل المحوري على شبكة حماية معدنية، لا يمكن للتداخل الكهرومغناطيسي الخارجي المرور عبر طبقة الحماية، ولا يمكن للمجال المغناطيسي الداخلي المرور عبر طبقة الحمايةأيضا. لذلك، فإن توهين الإشارة عند نقلها في الكابل المحوري مرتبط فقط بمسافة الإرسال وتردد الإشارة نفسها
   
فرق واضح آخر بين كابل الكوكسيل والسلك التقليدي Sالكابل الممدودة هو أن حلقة الكابل المحوري غير ملتوية. الsالكابل المموجد سيكون له معامل معدل التواء، أي إذا كان معدل الالتواء 1.1، فنحن نرىعندما يكون طول الكابل 1.0 متر، يكون طول سلك النواة الفعلي 1.1 متر، وعندما نرى أن طول الكابل المحوري هو 1.0 متر، فإن طول سلك النواة الفعلي لا يزال 1.0 متر. الطول عامل مهم جدا يؤثر على الممانعة عالية التردد. كلما كان الكابل أقصر، كان الأداء أفضل. لذلك، فإن طول USB 3.1 GEN2 الذي نراه عادة أقل من 1.0 متر، وثاندربولت 3 عادة 0.7 متر، وآبل ثاندربولت 3 0.8 متر

   فما هي مزايا الكابل المحوري مقارنة بالكابل المخطط؟                                                                                                                                                                                                 
 
S
ترانددالكابلهو وضع نقل إشارة تقليدي. مقاومة التردد العالي لsترانددالكابلله فرق كبير في النطاق زائد أو ناقص 10٪، ويمكن أن يكون السلك المحوري زائد أو ناقص 3٪. نظريا، يمكن ل USB4 استخدامsترانددالكابللكن في عملية الإنتاج الفعلية، سيكون من الصعب جدا علىsترانددكابلات لتلبية المتطلبات
1. الكابل المحوري ناعم جدا؛

2. مقاومة الانحناء: عمر التأرجح قد يكون أكثر من 5000 مرة، و sالسلك المائل حوالي 3000 مرة;

3. قطر صغير؛ ال S التقليديالسلك المموجع، يتم لف الحلقة معا بواسطة سلكين، وهو ما يعادل تقريبا سلكين جنبا إلى جنب، لكن السلك المحوري يستخدمضفيرة معدنيةطبقة الحماية كإنهحلقة، وقطرها أكبر قليلا فقط من سلك واحد. القطر أصغر بكثير منالسلك المجدولي مع سلكين جنبا إلى جنب؛

   عيوب الكابلات المحورية:

1. مكلف: نظرا لأن كل سلك إشارة عالي التردد يحتاج إلى طبقة حماية مضفرة منفصلة، فإن كفاءة الإنتاج منخفضة، ويستخدم التفلون الأغلى لاستبدال مادة عزل PE الأصلية؛

2. تقنية المعالجة معقدة: لأن الموصل رقيق جدا، عند إزالة طبقة العزل الداخلية والخارجية والضفيرة المعدنية من سلك النواةs ، لا يمكن استخدام الآلات التقليدية، بل تستخدم القطع بالليزر؛

مع ظهور عصر البيانات الضخمة 5G وحتى 6G، يتطلب نقل البيانات عالي السرعة عرض نطاق ترددي وسرعة عالية. فقط الكابل المحوري يمكنه تلبية هذا المتطلب. سيكون الكابل المحوري هو الاتجاه في الجيل القادم من الكابلات عالية السرعة.