最大動作周波数

Maximum operating frequency determines how fast and how much of the data can be transmitted in a high speed interface of communication system. Newer modulation techniques like PAM4 can send the data at the rate of 4 times the fundamental frequency offering a faster communication at the same base frequency. 
CABLINE® series of products can support maximum frequency of 16GHz and data rates up to 64Gbps using PAM4 signalling. USB, eDP, Display Port and PCIe are some of the commonly supported proctocols.

 

With ever increasing data rates in new applications like high definition video streaming, internet of things and machine learning etc, there is a need to use high performance interconnect medium that is both low loss and high density to allow high fidelity data transmission with low latency. Specified max operating frequnecy  of an interconnect determines the maximum data rate in an interface at which the there is no significant loss of data and system Bit Error Rate is minimal for reliable data communication at all times.
 A coaxial cable includes a center conductor that is insulated and single or double shielded by construction. Most of the high speed data communication in both Enterprise and Portable consumer electronics uses differential data signals. When used for differential signals, coaxial cable provides an advantage of balanced signaling, rejecting common mode noise and restricts the electric and magnetic fields to inside of the coaxial cable, with little leakage outside the shield as shown in the figure 1 below.

Maximum Operating Frequency_1

Further, electric and magnetic fields outside the cable are largely kept from interfering with signals inside the cable, if unequal currents are filtered out at the receiving end of the line This property makes coaxial cable a good choice both for carrying weak signals that cannot tolerate interference from the environment, and for stronger electrical signals that must not be allowed to radiate  or couple into adjacent structures or circuits. This property also helps to minimize the cross talk between high speed signals in a compact system with many electronic components in a tight space. 

Impedance Matching in a Micro-coaxial Cable Assembly means that all of the components of a coaxial system including the connectors, cables and any interposer PCBs  should have the same impedance to avoid internal reflections at connections between components.  Such reflections may cause signal attenuation. They introduce standing waves, which increase losses and affect the signal integrty. This effect is specified as Voltage Standing Wave Ratio in data sheets . Impedance mismatch and high losses results in closed Signal Eye in high speed signal transmission leading to high Bit Error Rate and data loss on receiving end. For this reason, it becomes even more important to use a high performance, low loss cable interconnect with well matched impedance so that the high speed signals can be transmitted with high fidelity. 

Max Operating Frequency_2
Max Operating Frequency_3

Contents

最大動作周波数は、通信システムの高速インターフェースにおいて、どれだけの速さでどれだけの量のデータを送信できるかを決定します。PAM4のような新しい変調技術は、基本周波数の4倍のレートでデータを送信することができ、同じ基本周波数でより高速な通信を実現します。
CABLINE®シリーズでは、PAM4信号により最大周波数16GHz、最大64Gbpsのデータ転送が可能です。USB、eDP、Display Port、PCIeは、CABLINE®シリーズで一般的にサポートされているプロトコルです。

 

HD動画ストリーミング、IoT、eラーニングなど、新しいアプリケーションのデータレートが増加の一途を辿る中、低遅延で忠実度の高いデータ伝送を可能にする低損失かつ高密度の高性能伝送媒体を使用する必要があります。伝送媒体の指定最大動作周波数は、信頼性の高いデータ通信を常に行うために、データの重大な損失がなく、システムのビットエラーレートが最小となるインターフェースの最大データレートを決定します。
 同軸ケーブルには、絶縁し、一重または二重にシールドされた中心導体が含まれます。サーバー機器やポータブル家電の高速データ通信のほとんどは差動データ信号を使用します。差動信号に使用される場合、同軸ケーブルは平衡信号の利点を提供し、コモンモードノイズを除去し、電界と磁界を同軸ケーブルの内部に制限し、下の図1に示すようにシールドの外にはほとんど漏れません。

 

Max Operating Freq_1
図1.同軸ケーブル内の電場と磁場

 

Max Operating Freq_2
同軸ケーブル上の差動信号

 

この特性により、同軸ケーブルは、環境からの干渉を許容できない弱い信号の伝送にも、隣接する構造物や回路への放射や結合を許されない強い電気信号の伝送にも適しています。この特性は、狭いスペースに多くの電子部品を配置したコンパクトなシステムにおいて、高速信号間のクロストークを最小限に抑えるのに役立ちます。

 

細線同軸ケーブルアッセンブリにおけるインピーダンス整合とは、コネクタ、ケーブル、インターポーザPCBを含む同軸システムのすべてのコンポーネントが、コンポーネント間の接続における内部反射を避けるために同じインピーダンスを持つことを意味します。 このような反射は信号の減衰の原因となります。定在波が発生すると損失が増加し、信号の完全性に影響を与えます。この影響は、データシートでは電圧定在波比として規定されています。インピーダンスの不整合と高い損失は、高速信号伝送において閉じた信号アイダイアグラムを引き起こし、受信側で高いビットエラー率とデータ損失につながります。このため、高速信号を忠実に伝送するためには、インピーダンスの整った高性能で低損失のケーブル相互接続を使用することが重要になります。

 

Max Operating Freq_3
サイズが同じ場合におけるケーブル長のデータレート/帯域幅への影響
Max Operating Freq_4
ケーブル長が同じ場合におけるサイズやゲージのデータレート/帯域幅への影響
Max Operating Freq_5
開いたアイダイアグラム:高性能同軸相互接続による高忠実度デジタルデータ信号
Max Operating Freq_6
閉じたアイダイアグラム:同軸相互接続によるデジタル・データの歪みとビットエラー

 

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