Samtec虎家大咖说 | 硬核分享：什么是线缆的Skew？

前言

本次的文章来源于Samtec首席技术专家兼总监布兰登・戈尔（Brandon Gore）博士对线缆Skew的一次深入分享探讨。

我们截取了部分讨论的重点内容。一如既往，分享给大家，希望抛砖引玉，带来一些不一样的思考。

 

让我们以一问一答，进入今天的硬核技术分享~

电缆线对内Skew有哪些类型？

我们一般依据屏蔽层内的内导体数量来对电缆进行分类。在高速数字测试场景中，会用到同轴电缆（只有一根中心导体）；而在高速数字应用里，则会采用双同轴电缆（有两根导体），以此来适配差分信号。

传统观念里的skew指的是，同轴电缆由于物理长度不匹配而产生的相位延迟差异。这种情况主要出现在精密射频测试电缆的应用中，在这类应用里，电缆之间的物理几何匹配能够得到很好的控制。就拿Samtec的Bulls Eye® 精密射频布线系统在差分对中的应用来说，此时的skew主要是由长度不匹配造成的，并且和频率没有关系。如果测试设备没有对这种与频率无关的恒定延迟skew进行校正，那么随着频率的升高，会造成严重的差分信号损耗。这就是为什么在测试应用中，相位匹配的线对如此重要（Samtec的标准配置能够实现低至2皮秒的相位匹配）。

和未耦合的同轴电缆相比，双同轴电缆（其绝缘导体被包裹在屏蔽层内）会产生非常高的线对内耦合系数。这个耦合系数会随着频率的升高而增大，从而在频率升高时，限制由延迟skew导致的信号损耗。此外，高耦合系数对导体和屏蔽层之间几何形状的对称性提出了更高的要求。任何不对称的情况都会表现为与频率相关的skew，而且在较低频率时，这种skew往往会更明显。

为什么理解Skew很重要？

理解skew产生的原因（从本质上来说，就是差分对内存在任何物理上的不匹配），并且从系统层面量化这种影响，不仅有助于设计出最优的电缆结构，还能为系统内的管理提供指导原则。要充分发挥差分信号的优势，根本在于确保线对内的每个信号都能在合适的时序窗口内到达，并且具有对称的失真。

并不是所有的双同轴电缆构造都一样，所以动态移动、温度、skew或者延迟对信号的影响不能一概而论。例如，Samtec的Eye Speed®电缆技术采用了先进的共挤工艺，将导体在同一电介质中一起挤出，这样就几乎不存在相位延迟不匹配的问题，同时在导体和屏蔽层之间实现了行业领先的对称性。

另外，因为电缆不是刚性结构，所以它们的构造方式在使用过程中对skew性能起着重要的作用。电缆的弯曲，尤其是小半径的弯曲，可能会引入不对称性，从而给系统带来不利的skew。

除了线对内Skew，是否有其他类型？他们是什么？

是的。线对内skew是比较同一线对中的两个信号（例如双同轴电缆内的差分对信号），而线对间skew则是比较两个差分对（双同轴电缆与双同轴电缆之间）

 

在如今的高速率环境下，哪种Skew个具挑战性？

两者都很重要，并且都会对系统性能产生影响。不过，线对内skew是在电缆层面进行管理的，而线对间skew则是在组件层面进行管理的。决定线对间skew重要性的，更多是信号协议，而不是信号速率。系统设计必须为这两种类型的skew做好规划。然而，随着系统速度朝着224 Gbps及更高的方向发展，将线对内skew控制在极低且可预测的水平尤为重要。

 

哪些因素会影响电缆线对内Skew？

电缆的构造、制造过程中使用的材料以及工艺，都会影响电缆最终的skew性能（也就是电缆的skew能达到多低的水平）。

 

Samtec能提供哪些帮助？

Samtec的Eye Speed® 双同轴电缆技术是专门为管理skew而设计的，它采用了先进的共挤技术，实现了信号导体之间的紧密耦合，能够提供行业领先的性能。我们新的224 Gbps 双同轴电缆技术可以实现极低的skew，最大skew仅为 1.75 皮秒。

Eye Speed® 电缆技术能够支持下一代应用的超高密度和高性能需求，它与Samtec的高性能连接器结合使用，可以打造出行业领先的Flyover® 电缆解决方案。Flyover® 技术通过高性能电缆组件对信号进行路由，从而延长了信号的传输距离，提高了整个系统的信号完整性和散热性能。