Promovendus Jan-Rutger Schrader van de Universiteit Twente heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om vooraf rekening te houden met de beperkingen van de verbinding. Hij haalt daarmee het uiterste uit een slechte verbinding. Schrader verdedigt zijn proefschrift op 11 oktober aan de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica.
De nieuwe techniek is vooral geschikt voor korte-afstandsverbindingen: van de volgende generatie USB- en FireWire-verbindingen tot aan de verbindingen op een chip, die ook centimeters lang kunnen zijn. Bij steeds hogere snelheden gaan zelfs deze korte verbindingen een echte bottleneck vormen. Investeren in beter geleidende materialen zou een optie zijn, het maximale halen uit bestáánde verbindingen, met een slim chip-ontwerp, is de benadering die Schrader kiest.
Hij doet dit door het signaal van de zender iets te veranderen; aan de kant van de ontvanger verandert niets. Op die manier kan hij verbindingen aan die beduidend slechter zijn dan tot nu toe mogelijk is: verbindingen met maar liefst 30 decibel verlies, waar 20 decibel tot nu toe de limiet was. De nu behaalde snelheid van 5 Gigabit per seconde is al in lijn met de toekomstige USB3.0-standaard, die over enkele jaren zal verschijnen. De techniek is daarvoor uitermate geschikt, aldus Schrader.
Eén instelknop
De methode pakt vooral het probleem aan dat slechte verbindingen snelle overgangen niet kunnen bijbenen. Een abrupte overgang in de elektrische spanning van ‘één’ naar ‘nul’ verschijnt aan de andere kant van de kabel als een heel geleidelijke: het is een ‘één met een lange staart’. Dat is ongewenst, want intussen kan alweer een nieuwe ‘één’ onderweg zijn, die dan last ondervindt van de vorige: de ontvanger kan daar al gauw geen wijs meer uit worden. Schrader kapt de staart af door direct na iedere ‘één’ kortdurend een negatieve spanning te versturen. Het enige dat ingesteld hoeft te worden is de zg. duty-cycle: de tijd dat het signaal positief is, afgezet tegen de tijd dat het negatief is. De optimale instelling hangt af van de kwaliteit van de verbinding, en is met ‘één knop’ in te stellen.
De aanpak heeft grote voordelen vergeleken met andere filters. Zo werkt Schrader met slechts twee spanningsniveaus, waar andere methoden een trucje uithalen met meerdere spanningsniveaus. Daarmee speelt de promovendus in op de trend dat chips werken op steeds lagere voedingsspanningen: de ruimte om te ‘spelen’ met meerdere niveaus ontbreekt dan simpelweg. De methode van Schrader is voorbereid op de trend dat de schakelsnelheden nog steeds stijgen en heeft het grote voordeel van slecht één instelparameter. De oplossing is bovendien te realiseren met een eenvoudige schakeling die weinig ruimte in beslag neemt op een chip.
