Твинаксиальный кабель , или твинаксиальный , представляет собой тип кабеля, похожий на коаксиальный кабель , но с двумя внутренними проводниками в витой паре вместо одного. [3] Благодаря экономической эффективности он становится распространенным в современных (2013 г.) приложениях для сверхкороткой высокоскоростной дифференциальной передачи сигналов .
Исторически твинаксиальный кабель был указан для терминалов и принтеров IBM 5250 , используемых с хостами IBM System/34 , System/36 , System/38 и IBM AS/400 среднего уровня, а также с машинами IBM Power Systems, работающими под управлением IBM i . Передача данных является полудуплексной, сбалансированной передачей со скоростью 1 Мбит/с по одной экранированной витой паре сопротивлением 110 Ом. [4]
С помощью твинаксиального кабеля можно адресовать семь устройств, от адреса рабочей станции 0 до 6. Устройства не обязательно должны быть последовательными.
Twinax — это топология шины, которая требует терминирования для правильной работы. Большинство твинаксиальных Т-образных соединителей имеют функцию автоматического терминирования. Для использования в зданиях, подключенных с помощью витой пары категории 3 или выше, существуют симметрирующие трансформаторы , преобразующие Twinax в витую пару, и концентраторы, преобразующие топологию шины в топологию звезды.
Twinax был разработан IBM. Его основными преимуществами были высокая скорость (1 Мбит/с против 9600 бит/с) и несколько адресуемых устройств на одно соединение. Главным недостатком была необходимость в фирменных кабелях twinax с громоздкими винтовыми разъемами.
Сигналы передаются дифференциально по проводам со скоростью 1 Мбит/с (1 мкс/бит ± 2%), кодируются по манчестерскому коду с предыскажением . [5] Кодирование сигнала является лишь приблизительно дифференциальным и не полностью дифференциально сбалансированным. В общем случае одна из двух сигнальных линий приводится в состояние −0,32 В ± 20%, в то время как другая несет 0 В. Это само по себе может рассматриваться как два дифференциальных сигнала ±0,16 В, наложенных на уровень синфазного сигнала −0,16 В. Однако для обеспечения предыскажения в течение первых 250 нс (1/4 времени бита) после того, как сигнал переводится на низкий уровень, отрицательная сигнальная линия приводится в состояние −1,6 В. В течение этого времени синфазное напряжение составляет −0,8 В.
Этот сигнал рассчитан на обеспечение минимум ±100 мВ на конце 152 м (500 футов) кабеля.
Два провода обозначены A и B. Для кодирования 0-бита, A>B для первой половины времени бита и A<B для второй половины. 1-бит — наоборот. Таким образом, каждая сигнальная линия приводится в состояние низкого уровня в течение 500 или 1000 нс за раз, из которых первые 250 нс подчеркиваются.
Вилка состоит из двух штырей одного пола. [1]
Сообщение начинается с пяти обычных битов 1 (A приводится в состояние низкого уровня в течение 500 нс, затем B приводится в состояние низкого уровня в течение 500 нс) для синхронизации битов, за которыми следует специальный шаблон синхронизации кадра, длиной в три битовых времени, что нарушает обычные правила кодирования Манчестера. A приводится в состояние низкого уровня в течение 1500 нс, затем B приводится в состояние низкого уровня в течение 1500 нс. Это похоже на бит 1, отправленный на 1/3 нормальной скорости (хотя импульсы предыскажения остаются длиной 250 нс). [5] [6]
За этим шаблоном следуют до 256 16-битных кадров данных. Каждый кадр данных состоит из стартового бита 1, 8-битного поля данных, 3-битного адреса станции и бита четности (который включает стартовый бит, поэтому он эквивалентен нечетной четности только для полей данных и адреса). Затем следуют три или более заполняющих бита 0. Необычно для протокола IBM, биты внутри каждого кадра отправляются lsbit-first . [6]
Все сообщения отправляются между контроллером (главным) и одним подчиненным 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 адрес 7 (все единицы) в качестве индикатора конца сообщения (EOM). Сообщение с одним кадром не имеет индикатора EOM.
Когда команда требует ответа, ожидается, что устройство ответит в течение 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.
Обычно первый кадр в сообщении представляет собой командный байт, а последующие кадры — связанные данные. [6] [7]
MIL-STD-1553 определяет, что шина данных должна иметь характеристическое сопротивление от 70 до 85 Ом, в то время как промышленность стандартизировала 78 Ом. Аналогично промышленность в целом стандартизировала кабель, известный как твинаксиальный кабель, который имеет характеристическое сопротивление 78 Ом.
Медный кабель прямого подключения (DAC) — это тип стандартного кабеля, используемого в Ethernet с малым форм-фактором подключаемого кабеля (SFP), изначально определенный какSFP+ Direct-Attach Copper (10GSFP+Cu) , который обеспечивает 10 Gigabit Ethernet через активную или пассивную твинаксиальную кабельную сборку и подключается напрямую в корпус SFP+ . Активный твинаксиальный кабель имеет активные электронные компоненты в корпусе SFP+ для улучшения качества сигнала; пассивный твинаксиальный кабель в основном представляет собой просто прямой «провод» и содержит несколько компонентов. Как правило, твинаксиальные кабели короче 7 метров являются пассивными, а длиннее 7 метров — активными, но это может варьироваться от поставщика к поставщику. SFP+ Direct Attach Copper (DAC) является популярным выбором для 10G Ethernet, достигает до 10 м [8] из-за низкой задержки и низкой стоимости.
Одним из основных применений является подключение сетевого оборудования через интерфейсы SFP+. Этот тип соединения способен передавать данные со скоростью 10 гигабит/с в полнодуплексном режиме на расстояние до 5 метров. Более того, эта установка обеспечивает задержку трансивера в 15–25 раз ниже, чем текущие кабельные системы 10GBASE-T Cat 6 / Cat 6A / Cat 7 : 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 кабелями, одним из моментов рассмотрения является коэффициент ошибок по битам (BER). Твинаксиальный медный кабель имеет BER лучше 10 −18 по данным Cisco и, следовательно, приемлем для приложений в критических средах.
Кабели не должны изгибаться ниже минимального радиуса изгиба , [9] [10] , который зависит от размера кабеля, выраженного в AWG. Таблица справа суммирует минимальные значения, обычно допускаемые для SFP+ устойчивых радиусов изгиба .
Некоторые производители также называют этот твинаксиальный ЦАП SFP+ «10GBASE-CR» или «10GBASE-CR1» [11] , хотя стандарта IEEE или другого с таким названием нет.
В 2012 году был определен QSFP+ (Quad SFP+) на 40 Гбит/с. [12] 802.3ba-2010 определяет 40-гигабитный Ethernet по этому соединению как «40GBASE-CR4», а 100-гигабитное соединение по трем из этих соединений называется 100GBASE-CR10 (в настоящее время не поддерживается).
SFP28, работающий на скорости 28 Гбит/с для 25 Gigabit Ethernet (25GBASE-CR1), был определен в 2014 году; также была определена четырехканальная версия (QSFP28), способная работать на скорости 100 Гбит/с. [13] Новое соединение QSFP28 работает на скорости 100GBASE-CR4 Ethernet (802.3bj-2010).
SFP112 был определен в 2018 году, со скоростью 100 Гбит/с на пару. Все эти версии сохраняют тот же предел длины.
Кабели SATA 3.0 реализованы с использованием твинаксиальных кабелей. [14]
Многие производители кабелей DisplayPort также используют твинаксиальные конфигурации для соответствия строгим требованиям по вносимым потерям, обратным потерям и перекрестным помехам для скорости передачи сигнала 2,7 Гбит/с.
Кабель, используемый для соединения шины MIL-STD-1553 и шлейфовых устройств, имеет характеристическое сопротивление 78 Ом на частоте 1 МГц. Для соединения шины и шлейфовых устройств используется двухпроводной витой кабель, известный как твинаксиальный. Изолированные пары сбалансированы и имеют общую экранирующую оплетку вокруг пар. Скручивание пар, передающих сигнал, теоретически устраняет любые случайные наведенные шумы, вызванные парой. Два внутренних диэлектрических наполнителя отделяют оплетку от пар, чтобы минимизировать емкость утечки на землю. Наполнители также способствуют равномерному скручиванию пар. 90% покрытие оплеткой защищает пару от внешнего шума. Кабель с внешней оболочкой из ПВХ подходит для лабораторного использования, в то время как кабель с внешней оболочкой, рассчитанный на высокие температуры, применим для использования в транспортных средствах.
Используется концентрический штыковой разъем, известный как «TRB». [15]
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )Провод сигнального кабеля состоит из двух твинаксиальных секций в общей внешней оболочке.