Cavo parallelo vs coassiale: Compromessi tra banda e immunità al rumore
I cavi paralleli (multi-conduttore) e coassiali risolvono problemi diversi. Il parallelo eccelle a breve distanza, alto numero di canali. Il coassiale vince su distanza, immunità al rumore e prestazioni RF.
Vantaggi cavo parallelo
- Banda aggregata: N conduttori × velocità simbolo = alto throughput totale (es. PCIe 64-lane, IDE 80-conduttore, bus memoria DDR).
- Tensione per linea inferiore: Coppie differenziali (LVDS, DDR) a 0,3-1,2V vs coassiale 1-5V. Meno potenza, meno EMI per linea.
- Terminazione a bassa velocità più semplice: Logica TTL/CMOS, reti resistenti. Nessun abbinamento 50/75Ω di precisione.
- Densità: Cavi nastro piatti/flex packano 100+ segnali in mm di altezza.
- Costo (tratte corte): Connettori stampati, terminazione di massa (IDC). Economico per scheda-scheda.
Svantaggi cavo parallelo (La fisica)
- Diafonia: NEXT (vicino) e FEXT (lontano) tra linee adiacenti. Limita lunghezza e velocità.
- Skew: Disallineamento ritardo propagazione tra conduttori. Limita parallelismo ad alti GHz.
- Suscettibilità EMI: Nessuno schermo per conduttore. Agisce come array di antenne.
- Controllo impedenza difficile: L'accoppiamento varia con la geometria. Le coppie differenziali aiutano ma aggiungono complessità.
- Numero pin connettore: Alto numero pin = connettori grandi, costosi, fragili (DB25, Centronics, SCSI, PCIe).
Vantaggi cavo coassiale
- Auto-schermatura: Conduttore esterno = gabbia di Faraday. Immune a EMI esterna, contiene il proprio campo.
- Impedenza controllata: 50Ω (RF/dati), 75Ω (video). Precisa, ripetibile.
- Distanza: RG-6: 100m+ a 1 GHz. RG-11: 200m+. Dielettrici a bassa perdita (PE schiumato).
- Semplicità singola estremità: Un segnale + riferimento massa. Facile da pilotare, terminare, risolvere problemi.
- Gestione potenza: Livelli kW (broadcast). Parallelo: mW-W.
Applicazioni tipiche
| Parallelo | Coassiale |
|---|---|
| Bus interni (PCIe, DDR, SATA, IDE, SCSI) | Distribuzione TV via cavo / Satellitare (RG-6/11) |
| Scheda-scheda (FPC, mezzanine) | Linee alimentazione antenne radio (RG-58, LMR-400) |
| Stampante parallela (Centronics) - legacy | Ethernet 10BASE2/5 (Thin/Thicknet) - legacy |
| GPIO / Array LED / Matrici pulsanti | Video SDI/HD-SDI/3G-SDI (BNC) |
| Interconnessione alta densità (HDI) PCB | Strumentazione / Attrezzatura test (BNC/SMA) |
Evoluzione moderna
- Il seriale ha sostituito il parallelo per alta velocità: PCIe (corsi seriali), SATA, USB, SCSI→SAS, Parallel ATA→SATA. Skew/diafonia hanno ucciso lo scaling parallelo.
- Coppie differenziali (coppia ritorta) colmano il divario: Ethernet (Cat6A 10G), USB 3/4, HDMI, DisplayPort. Coppie schermate = segnali paralleli + immunità simile al coassiale.
- Il coassiale rimane re per RF > 1 GHz, tratte lunghe, alta potenza.
Scegli parallelo per denso, corto, molti canali. Scegli coassiale per RF, distanza, rumore, potenza. Alta velocità moderna = coppie differenziali seriali (il meglio di entrambi).