Твинаксиальный кабель - Twinaxial cabling

Двухосный штекер

Твинаксиальный кабель, или же «Твинакс», представляет собой тип кабеля, аналогичный коаксиальный кабель, но с двумя внутренними проводниками вместо одного. Из-за рентабельности это становится обычным явлением в современных (2013 г.) сверхмалых скоростных дифференциальная сигнализация Приложения.

Устаревшие приложения

IBM

Исторически Twinax был кабелем, предназначенным для IBM 5250 терминалы и принтеры, используемые с IBM Система / 34, Система / 36, Система / 38, и IBM System i (ранее известная как AS / 400) хосты среднего уровня, а также IBM Power Systems машины работают IBM i. Передача данных является полудуплексной, сбалансированной, со скоростью 1 Мбит / с, по одной экранированной витой паре 110 Ом.[1]

С Twinax можно адресовать семь устройств, от адреса рабочей станции от 0 до 6. Устройства не обязательно должны быть последовательными.

Twinax - это шинная топология, для правильной работы которой требуется терминирование. Большинство Т-образных соединителей Twinax имеют функцию автоматического подключения. Для использования в зданиях с витой парой категории 3 или выше имеются балуны которые преобразуют Twinax в витую пару и концентраторы, которые преобразуют топологию шины в топологию звезды.

Twinax был разработан IBM. Его основными преимуществами были высокая скорость (1 Мбит / с против 9600 бит / с) и наличие нескольких адресуемых устройств на одно соединение. Основным недостатком было требование использовать проприетарные кабели Twinax с громоздкими винтовыми разъемами.

Физический слой

Сигналы передаются дифференциально по проводам со скоростью 1 Мбит / с (1 мкс / бит ± 2%), Манчестер закодирован, с упреждение.[2] Кодирование сигнала является приблизительно дифференциальным и не полностью дифференциально сбалансированным. Как правило, на одну из двух сигнальных линий подается напряжение -0,32 В ± 20%, а на другой - 0 В. Это само по себе можно рассматривать как два дифференциальных сигнала ± 0,16 В, наложенных на синфазный уровень -0,16 В. . Однако, чтобы сделать упор, в течение первых 250 нс (время 1/4 бита) после того, как сигнал переходит в низкий уровень, отрицательная сигнальная линия приводится к значению -1,6 В. В это время синфазное напряжение составляет -0,8 В.

Этот сигнал предназначен для обеспечения минимального напряжения ± 100 мВ на конце кабеля длиной 152 м (500 футов).

Два провода обозначены A и B. Для кодирования бита 0 A> B для первой половины битового времени и A

Уровень канала передачи данных

Сообщение начинается с пяти обычных 1 битов (A, управляемых низким уровнем в течение 500 нс, затем B, управляемым низким в течение 500 нс) для битовой синхронизации, за которым следует специальный шаблон кадровой синхронизации, трехбитный, который нарушает обычные правила манчестерского кодирования. На A устанавливается низкий уровень на 1500 нс, затем на B устанавливается низкий уровень на 1500 нс. Это похоже на отправку 1 бита с 1/3 нормальной скорости (хотя длительность импульсов с предварительным выделением остается 250 нс).[2][3]

За этим шаблоном следует до 256 16-битных кадров данных. Каждый кадр данных состоит из начального бита 1, 8-битного поля данных, 3-битного адреса станции и бита четности (который включает в себя стартовый бит, поэтому он эквивалентен нечетной четности только по полям данных и адреса). ). Затем следуют три или более бита заполнения 0. В необычном для протокола IBM случае биты в каждом кадре отправляются. lsbit-first.[3]

Все сообщения отправляются между контроллером (ведущим) и одним ведомым устройством. Первый кадр в сообщении от контроллера содержит адрес устройства от 0 до 6. Поле адреса следующих кадров может иметь любое значение от 0 до 6, хотя обычно также устанавливается на адрес устройства. Последний кадр в сообщении включает в себя адрес 7 (все единицы) в качестве индикатора конца сообщения (EOM). Однокадровое сообщение не имеет индикатора EOM.

Когда команда требует ответа, ожидается, что устройство ответит через 30–80 мкс. Ответ устройства также состоит из 256 кадров и включает его адрес во все кадры, кроме последнего. В этом случае однокадровый ответ включает адрес EOM, и контроллер предполагает, что он исходит от устройства, к которому он обращался последним.

Как правило, первый кадр в сообщении - это командный байт, а следующие кадры - это связанные данные.[3][4]

MIL-STD-1553

MIL-STD-1553 указывает, что шина данных должна иметь характеристическое сопротивление между 70 и 85 Ом, в то время как в промышленности стандартное значение составляет 78 Ом. Аналогичным образом, в промышленности обычно стандартизован кабель, известный как твинаксиальный кабель, с характеристическим импедансом 78 Ом.

Текущие приложения

SFP + Медь с прямым подключением (10GSFP + Cu)

Кабель ЦАП имеет разъемы SFP + на каждом конце.

Это медь 10 Гбит Ethernet кабель, который входит в состав активного или пассивного твинаксиального (твинаксиального) кабеля и подключается непосредственно к SFP + Корпус. Активный кабель Twinax имеет активные электронные компоненты в корпусе SFP + для улучшения качества сигнала; Пассивный кабель Twinax в основном представляет собой прямой «провод» и содержит несколько компонентов. Как правило, твинаксиальные кабели короче 7 метров являются пассивными, а кабели длиной более 7 метров - активными, но это может варьироваться от поставщика к поставщику. SFP + Direct Attach Copper (DAC) - популярный выбор для сетей 10G Ethernet, длина которых достигает 10 м.[5] за счет малой задержки и невысокой стоимости.

Одно из основных приложений - подключение сетевого оборудования через интерфейсы SFP +. Этот тип соединения позволяет передавать со скоростью полнодуплексного режима 10 гигабит / с на расстояние 5 метров. Более того, эта установка предлагает в 15-25 раз меньшую задержку трансивера, чем текущий 10GBASE-T. Кошка 6 /Cat 6a /Кошка 7 кабельные системы: 0,1 мкс для Twinax с SFP + по сравнению с 1,5–2,5 мкс для текущей спецификации 10GBASE-T. Потребляемая мощность Twinax с SFP + составляет около 0,1 Вт, что также намного лучше, чем 4–8 Вт для 10GBASE-T.

Как всегда с кабельной разводкой, одним из важных моментов является коэффициент битовых ошибок (BER). BER для медных кабелей Twinax составляет более 10−18 согласно Cisco, и поэтому приемлемо для приложений в критических средах.

AWG размер кабеляУстойчивый радиус изгиба
241,5 дюйма (38 мм)
261,3 дюйма (33 мм)
281,0 дюйма (25 мм)
300,9 дюйма (23 мм)

Кабели не должны изгибаться ниже минимального радиус изгиба,[6][7] который зависит от размера кабеля, указанного в AWG. В таблице справа приведены минимальные значения, обычно допускаемые для SFP + радиусы изгиба.

Этот SFP + Twinax DAC также упоминается некоторыми производителями как «10GBASE-CR»,[8] даже если нет IEEE или другого стандарта с таким названием.

100 Гбит Ethernet

Физические уровни 40GBASE-CR4 и 100GBASE-CR10 с использованием двухосевого кабеля длиной 7 м разрабатываются как часть 100 Гбит Ethernet спецификации рабочей группы IEEE 802.3bj; ЦАП 100G QSFP28 является основным типом для этого приложения.

Кабели SATA 3.0

Поперечное сечение кабеля SATA 3.0, показывающее двойные проводники Twinax для дифференциальных пар.

SATA 3.0 кабели реализованы с использованием Twinax (твинаксиальный кабель).

DisplayPort

Многие производители DisplayPort В кабельной разводке также используются конфигурации Twinax для соответствия строгим требованиям вносимых потерь, возвратных потерь и перекрестных помех для скорости передачи сигналов 2,7 Гбит / с.

MIL-STD-1553

Кабель, используемый для подключения MIL-STD-1553 шины и шлейфы имеют волновое сопротивление 78 Ом на частоте 1 МГц. Двухжильный кабель с витой парой, известный как Twinax, используется для соединения шины и оконечных устройств. Изолированные пары сбалансированы и имеют общую экранирующую оплетку вокруг пар. Скручивание пар, несущих сигнал, теоретически устраняет любой случайный наведенный шум, вызванный парой. Два внутренних диэлектрических наполнителя отделяют оплетку от пар, чтобы минимизировать емкость утечки на землю. Наполнители также способствуют равномерному скручиванию пар. Покрытие оплеткой 90% защищает пару от внешнего шума. Кабель с внешней оболочкой из ПВХ подходит для использования в лаборатории, а кабель с внешней оболочкой, рассчитанный на высокие температуры, - для использования в транспортных средствах.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «NLynx Technologies - что такое Twinax?». NLynx. 2006. Архивировано с оригинал 6 октября 2007 г.
  2. ^ а б Куигли, Томас Дж. (Март 1988 г.), Подключение DP8344 к Twinax (PDF), National Semiconductor, AN-516, архивировано из оригинал (PDF) 15 июня 2011 г.
  3. ^ а б c Информация о твинаксиальном кабеле, Anzac Computer Equipment Corporation, 2004-07-22, в архиве из оригинала 4 марта 2011 г., получено 2009-01-30
  4. ^ Норкросс, Томас; Патчен, Пол Дж .; Куигли, Томас Дж .; Коротко, Тим; Уорсли, Дебра; Джонсон, Лаура (апрель 1995 г.), MPA-II - многопротокольный адаптер эмуляции терминала, использующий DP8344 (PDF), National Semiconductor, AN-641, архивировано из оригинал (PDF) 5 марта 2012 г.
  5. ^ «10-гигабитный Ethernet - еще никогда не было так вкусно». Архивировано 17 августа 2009 года.. Получено 2009-08-13.CS1 maint: неподходящий URL (связь)
  6. ^ «Рекомендуемый минимальный радиус изгиба для кабелей QSFP + и SFP +». В архиве из оригинала от 24.04.2014. Получено 2014-04-24.
  7. ^ «Временные и устойчивые радиусы изгиба для кабелей GORE ™ SFP +» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-04-24. Получено 2014-04-24.
  8. ^ "Трансиверы и кабели Arista Networks". В архиве из оригинала 12 мая 2014 г.. Получено 2012-03-28.

внешняя ссылка