Cableado twinaxial

Tapón twinaxial

El cableado Twinaxial , o "Twinax" , es un tipo de cable similar al cable coaxial , pero con dos conductores internos en lugar de uno. Debido a la rentabilidad, se está volviendo común en las aplicaciones modernas de señalización diferencial de alta velocidad de muy corto alcance (2013) .

Aplicaciones de legado

IBM

Históricamente, Twinax era el cable especificado para los terminales e impresoras IBM 5250 , utilizado con los hosts de rango medio System / 34 , System / 36 , System / 38 e IBM System i (anteriormente conocido como AS / 400) de IBM , y con IBM Power Systems máquinas que ejecutan IBM i . La transmisión de datos es semidúplex, balanceada, a 1 Mbit / s, en un solo par trenzado blindado de 110 Ω. ^[1]

Con Twinax se pueden direccionar siete dispositivos, desde la dirección de la estación de trabajo 0 a la 6. No es necesario que los dispositivos sean secuenciales.

Twinax es una topología de bus que requiere terminación para funcionar correctamente. La mayoría de los conectores en T Twinax tienen una función de terminación automática. Para su uso en edificios cableados con par trenzado de Categoría 3 o superior, existen baluns que convierten Twinax en par trenzado y concentradores que se convierten de una topología de bus a una topología en estrella.

Twinax fue diseñado por IBM. Sus principales ventajas fueron la alta velocidad (1 Mbit / s frente a 9600 bit / s) y múltiples dispositivos direccionables por conexión. La principal desventaja fue el requisito de cableado Twinax patentado con conectores voluminosos de rosca.

Capa fisica

Las señales se envían diferencialmente a través de los cables a 1 Mbit / s (1 μs / bit ± 2%), codificado en Manchester , con prioridad . ^[2] La codificación de la señal es solo aproximadamente diferencial y no completamente equilibrada diferencialmente. En general, una de las dos líneas de señal se conduce a −0,32 V ± 20%, mientras que la otra lleva 0 V. Esto, en sí mismo, podría considerarse como dos señales diferenciales de ± 0,16 V superpuestas a un nivel de modo común de −0,16 V . Sin embargo, para proporcionar énfasis, durante los primeros 250 ns (tiempo de 1/4 de bit) después de que una señal es baja, la línea de señal negativa se conduce a −1,6 V.Durante este tiempo, el voltaje de modo común es −0,8 V.

Esta señal está diseñada para proporcionar un mínimo de ± 100 mV al final de 152 m (500 pies) de cable.

Los dos cables se denominan A y B. Para codificar un bit 0, A> B para la primera mitad del tiempo de bit y A <B para la segunda mitad. Un 1 bit es lo contrario. Por lo tanto, cada línea de señal es baja durante 500 o 1000 ns a la vez, de los cuales se enfatizan los primeros 250 ns.

Capa de enlace de datos

Un mensaje comienza con cinco 1 bits normales (A impulsado a nivel bajo durante 500 ns, luego B controlado a nivel bajo durante 500 ns) para la sincronización de bits, seguido de un patrón de sincronización de cuadro especial, de tres bits de duración, que viola las reglas de codificación de Manchester habituales. A se baja durante 1500 ns, luego B se baja durante 1500 ns. Esto es como un 1 bit enviado a 1/3 de la velocidad normal (aunque los pulsos de pre-énfasis permanecen 250 ns de largo). ^{[2] [3]}

Este patrón es seguido por hasta 256 tramas de datos de 16 bits. Cada trama de datos consta de un bit de inicio de 1, un campo de datos de 8 bits, una dirección de estación de 3 bits y un bit de paridad par (que incluye el bit de inicio, por lo que equivale a una paridad impar sobre los campos de datos y direcciones solamente). ). Esto es seguido por tres o más bits de relleno de 0. Inusualmente para un protocolo IBM, los bits dentro de cada trama se envían primero en lsbit . ^[3]

Todos los mensajes se envían entre el controlador (maestro) y un dispositivo esclavo. La primera trama en un mensaje del controlador contiene la dirección del dispositivo, de 0 a 6. El campo de dirección de las tramas siguientes puede tener cualquier valor de 0 a 6, aunque generalmente también se establece en la dirección del dispositivo. La trama final de un mensaje incluye una dirección de 7 (todas unas) como indicador de fin de mensaje (EOM). Un mensaje de un solo cuadro no tiene un indicador de EOM.

Cuando un comando requiere una respuesta, se espera que el dispositivo responda en 30 a 80 μs. La respuesta de un dispositivo también consta de hasta 256 fotogramas e incluye su dirección en todos los fotogramas excepto en el último. En este caso, una respuesta de un solo cuadro incluye la dirección EOM y el controlador asume que proviene del dispositivo al que se dirigió más recientemente.

Generalmente, la primera trama de un mensaje es un byte de comando y las tramas siguientes son datos asociados. ^{[3] [4]}

MIL-STD-1553

MIL-STD-1553 especifica que el bus de datos debe tener una impedancia característica entre 70 y 85 ohmios, mientras que la industria ha estandarizado en 78 ohmios. Asimismo, la industria se ha estandarizado en general en el cable conocido como cable Twinax que tiene una impedancia característica de 78 ohmios.

Aplicaciones actuales

Cobre de conexión directa SFP + (10GSFP + Cu)

Un cable DAC tiene enchufes SFP + en cada extremo integrados.

Este es un cable de cobre de 10 Gigabit Ethernet que viene en un conjunto de cable Twinax (twinaxial) activo o pasivo y se conecta directamente a una carcasa SFP + . Un cable Twinax activo tiene componentes electrónicos activos en la carcasa SFP + para mejorar la calidad de la señal; un cable Twinax pasivo es principalmente un "cable" recto y contiene pocos componentes. Generalmente, los cables Twinax de menos de 7 metros son pasivos y los de más de 7 metros están activos, pero esto puede variar de un proveedor a otro. SFP + Direct Attach Copper (DAC) es una opción popular para 10G Ethernet que alcanza hasta 10 m ^[5] debido a su baja latencia y bajo costo.

Una aplicación importante es la conexión de hardware de red a través de sus interfaces SFP +. Este tipo de conexión puede transmitir a una velocidad de dúplex completo de 10 gigabits / segundo en distancias de 5 metros. Además, esta configuración ofrece una latencia de transceptor de 15 a 25 veces menor que los sistemas de cableado 10GBASE-T Cat 6 / Cat 6a / Cat 7 actuales: 0,1 μs para Twinax con SFP + frente a 1,5 a 2,5 μs para la especificación 10GBASE-T actual. El consumo de energía de Twinax con SFP + es de alrededor de 0,1 vatios, que también es mucho mejor que 4-8 vatios para 10GBASE-T.

Como siempre ocurre con el cableado, uno de los puntos a considerar es la tasa de errores de bits (BER). El cableado de cobre Twinax tiene una BER mejor que ^10-18 según Cisco y, por lo tanto, es aceptable para aplicaciones en entornos críticos.

Tamaño del cable AWG	Radio de curvatura sostenido
24	1,5 pulgadas (38 mm)
26	1,3 pulgadas (33 mm)
28	1,0 pulgada (25 mm)
30	0,9 pulg. (23 mm)

Los cables no deben doblarse por debajo de su radio de curvatura mínimo , ^{[6] [7]} que depende del tamaño del cable expresado en AWG . La tabla de la derecha resume los valores mínimos admitidos típicamente para los radios de curvatura sostenida SFP + .

Algunos fabricantes también se refieren a este SFP + Twinax DAC como "10GBASE-CR", ^[8] aunque no existe IEEE u otro estándar con ese nombre.

Ethernet de 100 Gbit

El grupo de trabajo IEEE 802.3bj está desarrollando capas físicas de 40GBASE-CR4 y 100GBASE-CR10 que utilizan un cable biaxial de 7 m como parte de las especificaciones de Ethernet de 100 Gbit ; 100G QSFP28 DAC es el tipo principal para esta aplicación.

Cables SATA 3.0

Sección transversal de un cable SATA 3.0, que muestra los conductores dobles Twinax para los pares diferenciales.

Los cables SATA 3.0 se implementan mediante Twinax (cable twinaxial).

DisplayPort

Muchos fabricantes de cableado DisplayPort también están utilizando configuraciones Twinax para adaptarse a los estrictos requisitos de pérdida de inserción, pérdida de retorno y diafonía para la velocidad de señalización de 2,7 Gbit / s.

MIL-STD-1553

El cable utilizado para conectar el bus MIL-STD-1553 y los dispositivos de conexión tiene una impedancia característica de 78 ohmios a 1 MHz. Se utiliza un cable de par trenzado de 2 conductores conocido como Twinax para conectar el bus y los dispositivos de conexión. Los pares aislados están equilibrados y tienen una trenza de blindaje general alrededor de los pares. La torsión de los pares portadores de señales cancela teóricamente cualquier ruido inducido aleatorio causado por el par. Los dos rellenos dieléctricos internos separan la trenza de los pares para minimizar la capacitancia de fuga a tierra. Los rellenos también ayudan a la torsión uniforme de los pares. La cobertura trenzada del 90% protege al par del ruido externo. El cable con cubierta exterior de PVC es adecuado para uso en laboratorio, mientras que el cable con cubierta exterior con clasificación de alta temperatura es aplicable para uso en vehículos.

Ver también

• Cable coaxial
• IBM 5250
• Cable triaxial

Referencias

1. "Tecnologías NLynx: ¿qué es Twinax?" . NLynx. 2006. Archivado desde el original el 6 de octubre de 2007.
2. Quigley, Thomas J. (marzo de 1988), Interfaz del DP8344 a Twinax (PDF) , National Semiconductor, AN-516, archivado desde el original (PDF) el 15 de junio de 2011
3. Twinax Cable Información , Anzac Computer Equipment Corporation, 2004-07-22, archivada desde el original, el 4 de marzo, 2011 , recuperado 2009-01-30
4. Norcross, Thomas; Patchen, Paul J .; Quigley, Thomas J .; Corto, Tim; Worsley, Debra; Johnson, Laura (abril de 1995), MPA-II: un adaptador de emulación de terminal multiprotocolo que utiliza DP8344 (PDF) , National Semiconductor, AN-641, archivado desde el original (PDF) el 5 de marzo de 2012
5. "Ethernet de 10 gigabits: la sopa de letras nunca supo tan bien" . Archivado desde el original el 17 de agosto de 2009 . Consultado el 13 de agosto de 2009 .
6. "Radios de curvatura mínimos recomendados para cables QSFP + y SFP +" . Archivado desde el original el 24 de abril de 2014 . Consultado el 24 de abril de 2014 .
7. "Radios de curvatura temporales y sostenidos para cables GORE ™ SFP +" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 24 de abril de 2014 . Consultado el 24 de abril de 2014 .
8. "Cables y transceptores de Arista Networks" . Archivado desde el original el 12 de mayo de 2014 . Consultado el 28 de marzo de 2012 .

enlaces externos

• Módulos Cisco 10GBASE SFP +
• MIL-STD-1553B Conceptos y consideraciones de MilesTek Corporation ( Archivado el 24 de febrero de 2012 en Wayback Machine