Warum verwendet USB4 ein Koaxialkabel anstelle eines Litzenkabels?
11. November 2020
Mit der Entwicklung von USB 3.2-, USB4-, Thunderbolt 3-, Thunderbolt 4- und HDMI 2.1-Kabeln wird die Datenübertragungsrate immer schneller, aber der Durchmesser des Kabels wird immer kleiner.Wenn der Kabeldurchmesser kleiner wird, wird die differentielle Impedanz des Leiters größer, und die Dämpfung des hochfrequenten Signals ist schwerwiegend (die differentielle Impedanz des Leiters ist umgekehrt proportional zur Leiterfläche und proportional zur Länge des Kabels). Das herkömmliche Litzenstrukturkabel kann nicht mehr treffendie Anforderungen an die Datenübertragung durch den neuen Standard, so dass das bisher ungeliebte Koaxialkabel wieder ins Blickfeld der Menschen rückt
Aber warum verwendet USB4 ein Koaxialkabel anstelle eines Litzenkabels?
Das Koaxialkabel hat selbstabschirmende Eigenschaften. Sein offensichtliches Merkmal ist, dass sich außerhalb des Leiters eine metallgeflochtene Abschirmschicht befindet,tDas Metall nettokann die elektromagnetischen Störungen abschirmen. Ein Teil der elektromagnetischen Interferenz des Kabels kommt von außen, der andere Teil stammt von dem Magnetfeld, das von ihm selbst bei der Übertragung wechselnder Signale erzeugt wird.Wenn das Koaxialkabel über ein Metallabschirmnetz verfügt, können externe elektromagnetische Störungen die Abschirmschicht nicht durchdringen, und das interne Magnetfeld kann die Abschirmschicht nicht durchdringenauch. Daher hängt die Dämpfung des Signals bei der Übertragung im Koaxialkabel nur mit der Übertragungsdistanz und der Frequenz des Signals selbst zusammen Ein weiterer offensichtlicher Unterschied zwischen dem Koaxialkabel und dem herkömmlichen sKabelverbindung ist, dass die Schlaufe des Koaxialkabels nicht verdrillt ist. das sDas verkabelte Kabel hat einen Parameter für die Verdrillungsrate, d.h. wenn die Verdrillungsrate 1,1 beträgt, sehen wir Wenn die Länge des Kabels 1,0 Meter beträgt, beträgt die tatsächliche Kerndrahtlänge 1,1 Meter, und wenn wir sehen, dass die Länge des Koaxialkabels 1,0 Meter beträgt, beträgt die tatsächliche Kerndrahtlänge immer noch 1,0 Meter. Die Länge ist ein sehr wichtiger Faktor, der die Hochfrequenzimpedanz beeinflusst. Je kürzer das Kabel, desto besser die Leistung. Daher beträgt die Länge des USB 3.1 GEN2, den wir sehen, in der Regel weniger als 1,0 m, der Thunderbolt 3 beträgt im Allgemeinen 0,7 Meter und der Apple Thunderbolt 3 0,8 Meter
Was sind also die Vorteile von Koaxialkabeln im Vergleich zu Litzenkabeln? Stranded Kabelist ein traditioneller Signalübertragungsmodus. Die hochfrequente Impedanz der stranded Kabelhat eine große Differenz im Bereich von plus oder minus 10 %, und der Koaxialdraht kann plus oder minus 3 % betragen. Theoretisch kann USB4 stranded KabelAber im eigentlichen Produktionsprozess wird es für die stranded Kabel, um den Anforderungen gerecht zu werden
1. Das Koaxialkabel ist superweich;
2. Biegefestigkeit: Die Lebensdauer der Schaukel kann mehr als 5000 Mal betragen, und die sDer verspannte Draht ist etwa 3000 Mal;
3. Kleiner Durchmesser; Die traditionellen sDraht, eine Schleife wird durch zwei Drähte miteinander verdrillt, was fast zwei Drähten nebeneinander entspricht, aber der Koaxialdraht verwendet die Metall geflochtenAbschirmschicht als seinund der Durchmesser ist nur geringfügig größer als ein einzelner Draht. Der Durchmesser ist viel kleiner als bei der Litzendraht mit zwei Drähten nebeneinander;
Nachteile von Koaxialkabeln:
1. Teuer: Da jeder Hochfrequenz-Signaldraht eine separate geflochtene Abschirmschicht benötigt, ist die Produktionseffizienz gering und das teurere Teflon wird verwendet, um das ursprüngliche PE-Isoliermaterial zu ersetzen.
2. Die Verarbeitungstechnik ist kompliziert: da der Leiter sehr dünn ist, wird beim Abisolieren der inneren und äußeren Isolationsschicht und des Metallgeflechtsdes Kerndrahtess , keine herkömmlichen Maschinen verwenden können, sondern Laserschneiden verwenden können;
Mit dem Aufkommen von 5G und sogar 6G Big Data-Ära erfordert die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung eine hohe Bandbreite und eine hohe Geschwindigkeit. Nur Koaxialkabel können diese Anforderung erfüllen. Koaxialkabel werden der Trend der nächsten Generation von Hochgeschwindigkeitskabeln sein.
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