Warum muss der Thunderbolt-Kabel ein extrem dünnes Koaxialkabelbündel verwenden?

Mit der stetigen Iteration der Thunderbolt-Technologie treten die schnellen Übertragungsanschlüsse in Richtung höherer Bandbreiten und stärkerer Multi-Protokoll-Kombinationsfähigkeit vor. Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 und der neueste Thunderbolt 5 übertragen Daten, Video und Strom gleichzeitig über ein einziges Kabel, was neue Anforderungen an die Leistung der Kabel stellt. Um die schnellen Übertragungsgeschwindigkeiten von 40Gbps bis 80Gbps zu erfüllen, wird in der Industrie weit verbreitet extrem dünne koaxiale Kabelbündel (micro coaxial cable harness) als zentrale Lösung ausgewählt. Warum ist es zur bevorzugten Wahl für Thunderbolt-Kabel geworden? Nachfolgend wird eine umfassende Analyse aus den Perspektiven der Struktur, der Leistung und der Anwendung vorgenommen.

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Erste Stufe: Schlüsselmerkmale von Thunderbolt-Hochgeschwindigkeitsübertragung

Thunderbolt-Technologie stellt hohe Anforderungen an die Kabel, da sie ihre einzigartige Geschwindigkeit und die Kombination aus Protokollen erfordert:

1.1 Hohe Bandbreitenauslastung erforderlich. Thunderbolt 3/4 erreichen bis zu 40Gbps, und Thunderbolt 5 erhöht die Geschwindigkeit auf bis zu 80Gbps, was zu den typischen extrem schnellen Differentialsignalanwendungen gehört.

1.2 Multiprotocol Overlay. Thunderbolt überträgt gleichzeitig PCIe, USB und DisplayPort-Videosignale und erfordert eine sehr hohe Signalintegrität und Störfestigkeit.

1.3 Bedürfnisse für lange Übertragungen. Der Benutzer möchte in einem Bereich von 0,5 bis 2 Metern und länger eine hohe Geschwindigkeit beibehalten, und das Kabel muss eine extrem geringe Absorption und eine hohe Stabilität aufweisen.

Hochgeschwindigkeit, mehrprotokollfähig und langstreckig - dies stellt Thunderbolt neue Herausforderungen an die physische Struktur der Kabel dar.

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Warum kann Thunderbolt nicht weiterhin mit Koaxialkabeln verwendet werden?

Bei USB-, HDMI- und anderen Schnittstellen ist das Twisted Pair das dominierende Struktur, aber bei Geschwindigkeiten von 20 Gbps bis 80 Gbps beginnen seine Einschränkungen zu zeigen:

2.1 Hochfrequente Insertionsverluste nehmen erheblich zu, das Signal neigt dazu, abzunehmen;

2.2 Die Impedanz lässt sich schwer konstant steuern, der Schlingenaufbau ist instabil und führt leicht zu Reflexionen.

2.3 Schlechte Abschirmungsleistung, schwer zu den Störungsanforderungen bei paralleler Nutzung mehrerer Protokolle gerecht zu werden.

2.4 Um die Leistung zu gewährleisten, muss der Drahtdurchmesser erhöht werden, was sich nachteilig auf die Flexibilität der Kabelverlegung und die Miniaturisierung der Struktur auswirkt.

Daher kann in superschnellen Systemen wie Thunderbolt das Twisted Pair nicht mehr gleichzeitig die vielfältigen Anforderungen an Verluste, Impedanz, Abschirmung und Flexibilität erfüllen.

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Drei, die extrem feinen Koaxialkabelbündel sind ein zentraler Grund für Thunderbolt.

Thunderbolt-Kabel werden in großem Umfang mit einer Mikrokoaxialstruktur verwendet, um eine bessere Leistung in schnellen Übertragungen zu erreichen:

3.1 Impedanzkontrolle präzise. Koaxialer Design ermöglicht die präzise Kontrolle der Impedanz von 85Ω / 90Ω, um das Problem der Hochgeschwindigkeitsreflexion zu reduzieren.

3.2 Geringe Einbauschäden. Selbst bei Frequenzen über 10 GHz bleiben extrem dünne Koaxkabel stabil, was sie für den hochgeschwindigen Fernverkehr über lange Strecken geeignet macht.

3.3 Starkes Abschirmvermögen. 360°-umfassende Abschirmung reduziert effektiv äußere EMI-Interferenzen und vermeidet auch interne Störungen, ist für den mehrprotokolligen Thunderbolt von großer Bedeutung.

Weich, klein und einfach zu verlegen. Der Durchmesser beträgt nur 0,3 mm bis 0,6 mm, was den Kabeln Flexibilität und Leichtigkeit verleiht und sie besonders für dichte und enge Strukturen geeignet macht.

3.5 Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit. Durch Kombination mehrerer coaxialer Strahlfedern kann den Anforderungen verschiedener Versionen, Längen und Anwendungen entsprochen werden.

Daher kann gesagt werden, dass das extrem dünne Koaxialkabel das beste physische Medium für die schnelle und stabile Übertragung von Thunderbolt ist.

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Vier, typische Anwendungsszenarien

4.1 Thunderbolt 3/4 aktiv Kabel: Verwendung extrem dünner Koaxialkabel zur Verringerung des Abfallens und Kombination mit einem Retiming-Chip für schnelle Langstreckenverbindungen.

4.2 Thunderbolt 5 Hochgeschwindigkeitskabel: 80Gbps Bandbreite erfordert höhere Anforderungen an das Kabelmaterial, derzeit werden fast ausschließlich micro koaxiale Strukturen verwendet, um die leistungsmäßigen Anforderungen zu erfüllen.

Man kann sagen, ohne extrem feine Koaxialkabelbündel ist es nicht möglich, eine echte Thunderbolt Ultrahochgeschwindigkeitsverbindung zu realisieren.

Die hohen Bandbreiten-, Mehrprotokoll-, Langstrecken- und Stabilitätsanforderungen von Thunderbolt 3/4/5 machen es herkömmlichen Twisted Pair-Kabeln unmöglich, diese zu erfüllen. Die extrem dünnen Koaxialkabelbündel zeichnen sich durch ihre präzise Impedanz, geringe Insertionsverluste, hohes Abschirmvermögen, Flexibilität und Zuverlässigkeit aus und sind zum Kernkonzept der Thunderbolt-Kabel geworden, das die Grundlage für den nächsten Generation von superschnellen Schnittstellen gelegt hat. Mit der Fortsetzung der technologischen Entwicklung wird das micro Koaxialkabel eine noch wichtigere Rolle im Bereich der schnellen Vernetzung spielen.

Ich bin[Suzhou Huichengyuan Electronic Technology]Langfristig auf die Gestaltung und Anpassung von hochgeschwindigkeitsigen Signal-Leitungsbündeln und extrem dünnen Koaxialkabelbündeln spezialisiert, bestrebt, den Kunden stabile und zuverlässige Lösungen für hochgeschwindige Verbindungen bereitzustellen. Falls Sie weitere Informationen wünschen oder nach einer spezifischen Anfrage sind, freue ich mich auf Ihre Kontaktaufnahme:Yin Manager 18913280527（WeChat same number）。