لماذا يستخدم USB4 كبلا متحد المحور بدلا من الكابل الذي تقطعت به السبل؟

نوفمبر 11, 2020

مع تطوير كابلات USB 3.2 و USB4 و Thunderbolt 3 و Thunderbolt 4 و HDMI 2.1 ، أصبح معدل نقل البيانات أسرع وأسرع ، لكن قطر الكابل أصبح أصغر وأصغر. عندما يصبح قطر الكابل أصغر ، تصبح المعاوقة التفاضلية للموصل أكبر ، ويكون توهين الإشارة عالي التردد خطيرا (تتناسب المعاوقة التفاضلية للموصل عكسيا مع منطقة الموصل وتتناسب مع طول الكابل). لم يعد بإمكان كابل هيكل الموصل التقليدي الذي تقطعت به السبل تقابل متطلبات نقل البيانات للمعيار الجديد ، وبالتالي فإن الكبل المحوري الذي لم يكن يحظى بشعبية كبيرة يعود إلى مجال رؤية الناس 

ولكن، لماذا يستخدم USB4 كبلا متحد المحور بدلا من الكابل الذي تقطعت به السبل؟


   
يتميز الكبل المحوري بخصائص التدريع الذاتي. ميزته الواضحة هي أن هناك طبقة تدريع معدنية مضفرة خارج الموصل ، tهو معدن صافييمكن أن تحمي التداخل الكهرومغناطيسي. يأتي جزء من التداخل الكهرومغناطيسي للكابل من الخارج ، والجزء الآخر يأتي من المجال المغناطيسي الناتج عن نفسه عند إرسال الإشارات المتغيرة ، عندما يحتوي الكبل المحوري على شبكة تدريع معدنية ، لا يمكن للتداخل الكهرومغناطيسي الخارجي المرور عبر طبقة التدريع ، ولا يمكن للمجال المغناطيسي الداخلي المرور عبر طبقة التدريعايضا. لذلك ، فإن توهين الإشارة عند إرسالها في الكبل المحوري يرتبط فقط بمسافة الإرسال وتردد الإشارة نفسها
   
فرق واضح آخر بين الكبل المحوري والكابلات التقليديةالكبل المقطوع هو أن حلقة الكبل المحوري ليست ملتوية. ال sسيكون للكابل المقطوع معلمة معدل الالتواء ، أي إذا كان معدل الالتواء 1.1 ، فإننا نرى عندما يكون طول الكابل 1.0 متر، وطول السلك الأساسي الفعلي يساوي 1.1 متر، وعندما نلاحظ أن طول الكبل المحوري يساوي 1.0 متر، فإن طول السلك الأساسي الفعلي يظل 1.0 متر. الطول هو عامل مهم للغاية يؤثر على مقاومة التردد العالي. كلما كان الكابل أقصر ، كان الأداء أفضل. لذلك ، عادة ما يكون طول USB 3.1 GEN2 الذي نراه أقل من 1.0 متر ، و Thunderbolt 3 بشكل عام 0.7 متر ، و Apple Thunderbolt 3 0.8 متر

   إذن ، ما هي مزايا الكابلات المحورية مقارنة بالكابلات التي تقطعت بهم السبل؟                                                                                                                                                                                                 
 
S
ترانديد كابلهو وضع نقل الإشارة التقليدي. مقاومة التردد العالي ل sترانديد كابللديه فرق كبير في نطاق زائد أو ناقص 10 ٪ ، ويمكن أن يكون السلك المحوري زائد أو ناقص 3٪. من الناحية النظرية ، يمكن استخدام USB4 sترانديد كابلولكن في عملية الإنتاج الفعلية ، سيكون من الصعب جدا على sترانديد كابلات لتلبية المتطلبات
1. الكابل المحوري فائق النعومة.

2. مقاومة الانحناء: يمكن أن يكون عمر التأرجح أكثر من 5000 مرة ، و sالأسلاك المقطوعة حوالي 3000 مرة;

3. قطر صغير. التقليديةسلك متدفق ، يتم لف حلقة معا بواسطة سلكين ، وهو ما يعادل تقريبا سلكين جنبا إلى جنب ، لكن السلك المحوري يستخدم مضفر معدنيطبقة التدريع ك لهاحلقة ، والقطر أكبر قليلا من سلك واحد. القطر أصغر بكثير من السلك الذين تقطعت بهم السبل مع اثنين من الأسلاك جنبا إلى جنب ؛

    عيوب الكابلات المحورية:

1. باهظة الثمن: نظرا لأن كل سلك إشارة عالي التردد يحتاج إلى طبقة تدريع مضفرة منفصلة ، فإن كفاءة الإنتاج منخفضة ، ويتم استخدام التفلون الأكثر تكلفة لاستبدال مادة العزل PE الأصلية ؛

2. تقنية المعالجة معقدة: لأن الموصل رقيق جدا ، عند تجريد طبقة العزل الداخلية والخارجية والجديل المعدني من السلك الأساسيق ، لا يمكن استخدام الآلات التقليدية ، ولكن استخدام القطع بالليزر ؛

مع ظهور 5G حتى عصر البيانات الضخمة 6G ، يتطلب نقل البيانات عالي السرعة نطاقا تردديا عاليا وسرعة عالية. فقط الكابل المحوري يمكنه تلبية هذا المطلب. سيكون الكبل المحوري هو اتجاه الجيل التالي من الكابلات عالية السرعة.