Universal Serial Bus (USB) нь дэлхийн хамгийн олон талын интерфэйсүүдийн нэг байж магадгүй юм. Үүнийг анх Intel болон Microsoft компаниуд санаачилсан бөгөөд аль болох халуун залгаад тоглох боломжтой. 1994 онд USB интерфэйсийг нэвтрүүлснээс хойш 26 жилийн турш хөгжүүлсний дараа USB 1.0/1.1, USB2.0, USB 3.x-ээр дамжуулан эцэст нь одоогийн USB4 хүртэл хөгжсөн; Дамжуулах хурд нь 1.5Mbps-ээс хамгийн сүүлийн үеийн 40Gbps хүртэл нэмэгдсэн. Одоогийн байдлаар шинээр гарсан ухаалаг гар утаснууд нь үндсэндээ Type-C интерфэйсийг дэмждэг төдийгүй зөөврийн компьютер, дижитал камер, ухаалаг чанга яригч, гар утасны тэжээлийн хангамж болон бусад төхөөрөмжүүд TYPE-C үзүүлэлттэй USB интерфэйсийг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд үүнийг автомашины салбарт амжилттай нэвтрүүлсэн. USB-A-ийн оронд Tesla-ийн шинэ Model 3 нь usb-C порттой бөгөөд Apple компани macBooks болон AirPods Pro-оо өгөгдөл дамжуулах, цэнэглэх зориулалттай цэвэр USB Type-C порт болгон бүрэн хөрвүүлсэн. Үүнээс гадна, Европын Холбооны шаардлагын дагуу Apple компани ирээдүйн iPhone 15 утсандаа USB type-c интерфэйсийг ашиглах бөгөөд USB4 нь ирээдүйн зах зээл дээрх гол бүтээгдэхүүний интерфэйс байх нь эргэлзээгүй.
USB4 кабелиудад тавигдах шаардлага
Шинэ USB4-ийн хамгийн том өөрчлөлт бол Intel-ийн usb-if-тэй хуваалцсан Thunderbolt протоколын тодорхойлолтыг нэвтрүүлсэн явдал юм. Хос холбоосоор ажилладаг тул зурвасын өргөнийг 40Gbps болгон хоёр дахин нэмэгдүүлж, Tunnelling нь олон өгөгдөл болон дэлгэцийн протоколыг дэмждэг. Жишээ нь PCI Express болон DisplayPort юм. Үүнээс гадна, USB4 нь шинэ үндсэн протоколыг нэвтрүүлэхтэй хамт сайн нийцтэй байдлыг хадгалж, USB3.2/3.1/3.0/2.0, мөн Thunderbolt 3-тай ухраа нийцтэй байна. Үүний үр дүнд USB4 нь өнөөг хүртэл хамгийн төвөгтэй USB стандарт болсон бөгөөд дизайнеруудаас USB4, USB3.2, USB2.0, USB Type-C болон USB Power Delivery үзүүлэлтүүдийг ойлгохыг шаарддаг. Үүнээс гадна, дизайнерууд PCI Express болон DisplayPort үзүүлэлтүүд, мөн USB4 DisplayPort горимтой нийцтэй ӨНДӨР НЯГТРАЛТАЙ контент хамгаалалт (HDCP) технологийг ойлгох ёстой бөгөөд бидний мэддэг кабель болон холбогч нь USB4 кабелийн бэлэн бүтээгдэхүүний цахилгаан гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангах өндөр шаардлага тавьдаг.
USB4-ийн коаксиаль хувилбар гэнэт гарч ирэв
USB3.1 10G эрин үед олон үйлдвэрлэгчид өндөр давтамжийн гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангахын тулд коаксиаль бүтцийг ашигласан. Өмнө нь USB цувралд коаксиаль хувилбарыг ашигладаггүй байсан бөгөөд түүний хэрэглээний хувилбарууд нь голчлон зөөврийн компьютер, гар утас, GPS, хэмжих хэрэгсэл, Bluetooth технологи гэх мэт байв. Кабелийн ерөнхий хэрэглээ нь эмнэлгийн коаксиаль шугам, тефлон коаксиаль электрон шугам, радио давтамжийн коаксиаль утас гэх мэт бөгөөд зах зээлийн бөөн өртгийн хяналтын шаардлагад нийцсэн бөгөөд USB3.1 эрин үед бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг хангахын тулд утасдах нь зах зээлийг хурдан эзэлж байгаа боловч USB4 зах зээл өндөр давтамжийн дамжуулалтын шаардлага улам бүр чангарч, өндөр хурдны дамжуулалтын утас нь хүчтэй хөндлөнгийн эсрэг чадвар, цахилгаан гүйцэтгэлийн тогтвортой байдлыг шаарддаг. Өндөр давтамжийн дамжуулалтын тогтвортой байдлыг хангахын тулд одоогийн гол USB4 нь коаксиаль хувилбар хэвээр байгаа бөгөөд коаксиаль үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн процесс нь нарийн төвөгтэй процесс бөгөөд өндөр давтамжийн болон өндөр хурдны хэрэглээг шийдвэрлэхийн тулд зохих үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, боловсорсон, тогтвортой үйлдвэрлэлийн процесс шаардлагатай. Бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, материалын сонголт, процессын параметрүүд болон процессын хяналтад тусгай лабораторийн туршилтын цахилгаан параметрүүд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд коаксиаль бүтцийн хөгжлийн саад тотгорын туршид таны (материалын өртөг, боловсруулалтын өртөг өндөр) бусад сайн талуудаас гадна зах зээлийн хөгжил нь хамгийн том багцын үнийг хэрхэн олж авах талаар үргэлж эргэлддэг бөгөөд хос мушгирсан хувилбар нь коаксиаль хөгжлийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн завсарлага, нээлтийн завсар үргэлж байсаар ирсэн.
Үүнийг коаксиаль шугамын бүтцээс, дотроос гадна талаас нь харж болно: төв дамжуулагч, тусгаарлагч давхарга, гадна дамжуулагч давхарга (металл тор), утсан бүрхүүл. Коаксиаль кабель нь хоёр дамжуулагчаас бүрдсэн нийлмэл материал юм. Коаксиаль кабелийн төв утсыг дохио дамжуулахад ашигладаг. Металл хамгаалалтын тор нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг: нэг нь дохионы гүйдлийн гогцоог нийтлэг газардуулга болгон өгөх, нөгөө нь цахилгаан соронзон шуугианы дохионд үзүүлэх хөндлөнгийн оролцоог дарах, хамгаалалтын тор болгон ашиглах явдал юм. Төв утас ба хамгаалалтын сүлжээ нь хагас хөөсөн полипропилен тусгаарлагч давхаргын хооронд байрладаг бөгөөд тусгаарлагч давхарга нь кабелийн дамжуулах шинж чанарыг тодорхойлж, дунд утсыг үр дүнтэй хамгаалдаг тул үнэтэй байдаг.
USB4 эрчилсэн хос хувилбар гарах уу?
Электрон хэлхээ өндөр давтамжтай ажиллах тусам электрон эд ангиудын цахилгаан шинж чанарыг эзэмшихэд илүү хэцүү болдог. Бүрэлдэхүүн хэсгийн хэмжээ эсвэл хэлхээний нийт хэмжээ нь ажиллах давтамжийн долгионы урттай харьцуулахад нэгээс их байх үед хэлхээний индуктив багтаамжийн утга эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн материалын шинж чанарын паразит нөлөө гэх мэт, бид утсан хос бүтцийг ашиглаж байсан ч үндсэн давтамжийн параметрүүдийг турших нь хэрэглэгчдийн шаардлагыг хангаж чадахгүй бөгөөд коаксиаль хувилбараас уян хатан бөгөөд диаметр нь хол байдаг. Яагаад би USB хосыг багцаар нь хэрэглэж болохгүй вэ? Ерөнхийдөө кабелийн хэрэглээний давтамж өндөр байх тусам дохионы долгионы урт богино, хазайлтын алхам бага байх тусам тэнцвэрийн нөлөө сайн байдаг. Гэсэн хэдий ч хэт бага залгах алхам нь үйлдвэрлэлийн үр ашиг бага, тусгаарлагдсан цөмийн утсыг сунгах болно. Шугамын хосын алхам маш бага, мушгиралтын тоо олон бөгөөд хэсэгт мушгиралтын стресс ноцтой төвлөрч, тусгаарлагч давхаргын ноцтой деформаци, гэмтэлд хүргэж, эцэст нь цахилгаан соронзон орны гажуудал үүсгэж, SRL утга болон уналт зэрэг зарим цахилгаан үзүүлэлтүүдэд нөлөөлдөг. Тусгаарлалтын эксцентриситет байгаа үед тусгаарлагч дан шугамын эргэлт ба эргэлтийн улмаас дамжуулагчдын хоорондох зай үе үе өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь импедансын үе үе хэлбэлзэлд хүргэдэг. Хэлбэлзлийн хугацаа харьцангуй урт байдаг. Өндөр давтамжийн дамжуулалтад энэхүү удаан өөрчлөлтийг цахилгаан соронзон долгионоор илрүүлж, буцах алдагдлын утгад нөлөөлдөг. USB4 хос хувилбарыг багцаар ашиглах боломжгүй.
Газар дээр биш, гэхдээ үхлийн коаксиаль холболтоо ашиглахыг хүсэхгүй байгаа тул хүмүүс USB4 хамгаалалтын ялгааг шалгаж эхэлсэн бөгөөд бүтээгдэхүүнийг хэрхэн хийх талаар хамгийн том сул тал нь дамжуулагчийг амархан мушгирах явдал бөгөөд зэрэгцээ багцын ялгаа нь гэрийн даалгаврын хувьд шууд дамжуулагчийн мушгиралтаас зайлсхийх явдал юм. Бидний мэдэж байгаагаар одоогоор SAS, SFP гэх мэтийг өндөр хурдны шугамд ашигладаг. Үүний гүйцэтгэл нь сунгасан хувилбараас өндөр байх ёстой гэдгийг харуулахад хангалттай бөгөөд өндөр давтамжийн өгөгдлийн шугамын чухал үүрэг нь өгөгдлийн дохиог дамжуулах явдал юм. Гэхдээ бид үүнийг ашиглах үед бүх төрлийн замбараагүй хөндлөнгийн мэдээлэл гарч ирж магадгүй юм. Хэрэв эдгээр хөндлөнгийн дохио нь өгөгдлийн шугамын дотоод дамжуулагч руу орж, анхны дамжуулсан дохион дээр давхардвал анхны дамжуулсан дохионд хөндлөнгөөс оролцох эсвэл өөрчлөх боломжтой юу, ингэснээр ашигтай дохионы алдагдал эсвэл асуудал үүсгэж болох уу? Хөнгөн цагаан тугалган давхаргын ялгаа нь мэдээллийг бидэнд дамжуулах, хамгаалалтын болон хамгаалалтын үүрэг гүйцэтгэх, дамжуулахад гадны бие даасан дохионы хөндлөнгийн оролцоог багасгахад ашигладаг явдал юм. Үндсэн багцын туузны материал болон хөнгөн цагаан тугалган татах нь хөнгөн цагаан тугалган битүүмжлэл болон хамгаалалтыг ашигладаг, хуванцар хальсан дээр нэг талт эсвэл хоёр талт бүрхүүлтэй, кабелийн бамбай болгон ашигладаг нийлмэл тугалган цаас юм. Кабелийн тугалган цаас нь гадаргуу дээр бага тос шаарддаг, нүхгүй, өндөр механик шинж чанартай байдаг. Боох үйл явц нь хоёр тусгаарлагдсан цөмийн утас болон газардуулгын утсыг боох машинаар цуглуулах явдал юм. Үүний зэрэгцээ, хөнгөн цагаан тугалган цаасны давхарга болон гадна талын өөрөө наалддаг полиэстр туузны давхаргыг утсан хосыг хамгаалж, боох цөмийн утсан бүтцийг тогтворжуулахад ашигладаг. Энэ үйл явц нь утсан шинж чанарт чухал нөлөө үзүүлдэг бөгөөд үүнд импеданс, саатлын зөрүү, сулрал зэрэг орно, учир нь үүнийг гар урлалын шаардлагаар хатуу чанд үйлдвэрлэх, цахилгаан шинж чанарыг турших, боох цөмийн утас шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгах шаардлагатай. Мэдээжийн хэрэг, бүх өгөгдлийн шугамууд хоёр давхар хамгаалалттай байдаггүй. Зарим нь олон давхаргатай, зарим нь зөвхөн нэг давхаргатай эсвэл огт байдаггүй. Хамгаалалт гэдэг нь цахилгаан, соронзон болон цахилгаан соронзон долгионы нэг бүсээс нөгөө бүс рүү индукц болон цацрагийг хянахын тулд хоёр орон зайн бүсийн хоорондох металл тусгаарлалт юм. Тодруулбал, дамжуулагчийн цөм нь гадаад цахилгаан соронзон орон/хөндлөнгийн дохионд өртөхөөс сэргийлж, хөндлөнгийн цахилгаан соронзон орон/дохио гадагшаа тархахаас сэргийлж хамгаалалтын биетээр хүрээлэгдсэн байдаг. USB дифференциал хос өндөр давтамжийн дохионы туршилтыг коаксиаль, дифференциал хос USB4 кабельтай харьцуулж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 8-р сарын 16
