用串行總線（Universal Serial Bus，簡稱USB）可能是這個世界上通用的接口之一，它初是由英特爾與微軟倡導發起，特點是盡可能實現熱插拔和即插即用。USB接口自1994年推出以來，經過26年的發展，經過USB 1.0/1.1、USB2.0、USB 3.x，發展到了現在的USB4；傳輸速率也從開始的1.5Mbps，大幅提高到了40Gbps；目前不僅新推出的智能手機基本上都支持Type-C接口了，還有筆記本電腦、數碼相機、智能音箱、移動電源等等設備也都開始采用Type-C規格的USB接口了，到如今的汽車領域也成功導入，取代 USB-A,特斯拉新型 Model 3 也是采用 USB-C 端口，另外蘋果也已經完全將旗下的MacBook，AirPods Pro改為了純USB Type-C接口來讓用戶傳輸數據或充電。而且根據歐盟的要求，蘋果將會在未來的iPhone15上也采用USB Type-C接口，USB4將是未來市場主要產品接口是無須質疑。

USB4線纜產品的要求

新的USB4的改變是引入了英特爾此前分享給USB-IF的Thunderbolt雷電協議規范，通過雙鏈路運行，傳輸帶寬又翻了一番，達到了40Gbps，而且可通過隧道（Tunnelling）傳輸技術支持多種數據和顯示協議，例如PCI Express和DisplayPort。此外，USB4在引入新的底層協議的同時，仍然保持了良好的兼容性，可向下兼容USB3.2/3.1/3.0/2.0，以及雷電3。也正是如此，USB4成為了迄今為止復雜的USB標準，從而要求設計者必須要了解USB4、USB3.2、USB2.0、USB Type-C和USB Power Delivery技術規范。此外，設計者還必須了解PCI Express和DisplayPort規范，以及與USB4 DisplayPort模式 適配的高清內容保護（HDCP）技術，而我們熟之的線纜和連接器都提出了更高的要求才能滿足USB4線纜成品電氣性能的需求。

同軸版本USB4橫空出世

在USB3.1 10G時代，就有眾多廠商采用同軸結構來滿足高頻性能的要求， 同軸版本在沒有應用在USB系列之前，其應用場景主要為Notebook，移動電話，GPS，量測儀器，藍牙技術等，一般應用的線纜描述為，醫療同軸線，鐵氟龍同軸電子線，無線射頻同軸線材等，隨著市場批量成本的控制要求，在USB3.1時代對絞線滿足性能的產品迅速占領市場，但隨著USB4市場對高頻傳輸的要求越來越趨于嚴謹，而高速傳輸需要線材擁有極強的抗干擾能力及電氣性能穩定性，為了保證高頻傳輸的穩定性,其目前主流的USB4仍然是同軸版本為主，同軸的生產制造工藝是一個復雜的過程，解決高頻高速應用需要有合適的生產設備及成熟穩定的生產工藝。在生產高速產品時，材料選擇，工藝參數和過程控制，電氣參數的專門的實驗室檢測都發揮關鍵作用，縱觀同軸結構的發展瓶頸，除了貴（材料成本貴，加工成本貴）其它都很好，但市場的發展永遠圍繞著如何實現批量時候的性價比，對絞版本始終在同軸發展的間隙里面研發和突破。

從同軸線的結構中可看到，從內到外分別為：中心導線、絕緣層、外層導電層（金屬網）、線材外皮。同軸電纜是一種由兩個導體組成的合成物，同軸電纜的中心導線用于傳輸信號，金屬屏蔽網起了兩個作用：一是作為信號的公共地線為信號提供電流回路，二是作為信號的屏蔽網，抑制電磁噪音對信號的干擾。中心導線與屏蔽網介于半發泡的聚丙烯絕緣層之間，絕緣層決定了電纜的傳輸特性，而且有效保護了中間的導線，貴有貴的道理。

USB4對絞版本來了？

當電子電路的操作頻率愈來愈高，電子組件的電氣特性就愈難掌握。當組件尺寸或整體電路尺寸與操作頻率所對應的波長相比大于一比十時，線路的電感電容值，或是組件的寄生效應甚至材料特性等，我們在用對絞線結構的時候，基本高頻參數測試是根本無法滿足客戶的要求，而且其外徑和柔軟度比同軸版本結構相差甚遠，為何USB采用對絞版本的無法批量應用？通常情況下，電纜的使用頻率越高，信號的波長就越短，絞對節距越小時平衡效果才好。但過小的絞合節距又會帶來生產效率低和絕緣芯線扭傷的問題；線對節距很小，扭轉的次數很多，截面上的扭轉應力集中嚴重，造成絕緣層的嚴重變形和損傷，終造成電磁場的畸變，影響一些電氣指標如SRL值、衰減。當絕緣偏心存在時，由于絕緣單線的公轉和自轉造成導體間的距離周期性變化帶來阻抗的周期性波動，波動周期比較長，在高頻傳輸時這種緩慢變化能被電磁波覺察，影響回損值。USB4對絞版本無法批量使用。

差分對USB4版本來了

不用對絞，但又不想用死貴的同軸，于是開始有人開始驗證差分屏蔽方式來做USB4產品，對絞的缺點就是容易扭傷芯線，而差分對就直接用平行包帶進行作業，避免芯線扭傷，我們都知道，目前采用差分對的有SAS，SFP+等高速線都在應用， 足以說明其性能一定高于對絞線版本，高頻數據線的一個重要作用是傳輸數據信號，但我們在使用時周圍卻可能出現各種雜亂的干擾信息。我們想一想假如這些干擾信號進入數據線的內層導體，疊加到本來傳輸的信號上，是不是有可能干擾或改變原來傳輸的信號，從而造成有用信號損耗或出現問題？而差分對的鋁箔層則對我們要傳輸的信息起著防護和屏蔽的作用，用來減少外界無關信號對傳輸信號的干擾，主要的包帶材料鋁箔麥拉是利用鋁箔的密閉性和屏蔽性，單面或雙面涂敷上塑膜后，構成的鋁塑復合箔，用作電纜的護罩。電纜箔要求表面帶油量少，無孔洞，具有較高的力學性能，包帶的過程就是通過繞包機就是將2根絕緣芯線及地線在一起，同時在外面包上一層鋁箔拉和一層自粘聚酯帶，用于屏蔽線對及穩定繞包芯線結構。此過程對線材性能有著重要影響，包括阻抗、延時差、衰減等，因此必須嚴格按工藝要求生產，并對電性能進行測試，以確保繞包芯線是符合要求的。當然并不是所有的數據線都有兩層屏蔽，有些有多個屏蔽層，有的只有一層，或者甚至沒有。屏蔽是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將導體線芯包圍起來，防止他們受到外界電磁場/干擾信號的影響，同時也能阻止線內的干擾電磁場/信號向外擴散。USB差分對的高頻訊號測試可以和同軸想媲美，差分對USB4線纜來啦。