|
Die SCSI Schnittstelle teilweise zu Unrecht gilt als problematisch. Richtig ist, daß die "SCSI 2" und "SCSI 3" schon sehr dicht an den physikalischen Grenzen betrieben werden. Doch die meisten Störungen beruhen auf der Nichtbeachtung einiger Grundregeln und dem Einsatz ungeeigneter Komponenten.
1. Technische Ursachen von Übertragungsproblemen
Es wird hier viel spekuliert und geschwafelt. Die SCSI geht in vielen Aspekten bis an die Grenze des physikalisch Machbaren und das Signal-Timing wird bei hohen Übertragungsraten (Bus-Takt) extrem kritisch. Dabei sind die Kabel die kritischste Komponente. Man ging in den Gremien lange Zeit etwas blauäugig von fast idealen Kabeln aus. Die Hauptursachen für Störungen bei der Übertragung sind im Folgenden aufgelistet. Die Fehler verursachende Wirkung steigt bei allen mit der Länge des Kabels und der Bus-Takt Frequenz.
Reflexion
Die Hauptursache von Übertragungsproblemen liegt in Signalreflexionen und damit verminderter Signalqualität infolge von Fehlanpassungen oder Sprüngen in der Kabelimpedanz. Verursacher sind:
- Kabel mit falscher Impedanz
- Unterbrechung des Schirms
- zwischengesteckte Adapter
- falsche oder unzureichende Terminierungng
Hinzu kommt, dass die klassischen Stecker (25-pol D-SUB und 50-Pol CENTRONICS) schon "per se" durch ihre Bauform eine falsche Impedanz haben und damit Reflexionen erzeugen. Die neueren Steckertypen (MD und VHD) sind hier schon deutlich besser.
Signal-Übersprechen im Kabel
Die zweitwichtigste Ursache von Problemen entsteht durch Übersprechen zwischen bestimmten Aderpaaren, insbesondere zwischen den Handshake-Signalen und den Daten. Besonders Kritisch ist das Übersprechen von ACK und REQ auf die Daten. Darum werden bei guten Kabeln die Handshakeleitungen durch Anordnung im Inneren des Kabels von den Datenleitungen "entkoppelt" oder sogar nochmals separat geschirmt. Übersprechen passiert meist im Kabel selbst, kann aber bei unfachmännischer Verarbeitung auch in den Steckern passieren.
Laufzeitunterschiede
Die Laufzeit selbst ist nicht so sehr eine Quelle von Störungen. Sie vermindert lediglich die Übertragungsrate. Laufzeitunterschiede (Skew) sind jedoch wichtig. Sie enstehen durch unterschiedliche Verdrillung der Aderpaare und damit unterschiedliche Länge. Sie entstehen auch durch die geometrische Anordnung im Kabel selbst. Sie wirken sich nur bei größeren Längen und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten aus.
Signaldämpfung
Sie führt zu einem Abflachen der Signalflanken und damit zu erhöhter Störempfindlichkeit. Die Signaldämpfung ist hauptsächlich abhängig vom verwendeten Aderisolationsmaterial des Kabels (Granite verwendet hier Teflon bei den ganz schnellen Kabeln). Weiterhin hängt die Dämpfung vom verwendeten Aderleiter ab (Granite verwendet hier teilweise Silber).
25-Pol D-Sub - eine Mischung aus Allem
Dieser Stecker war eigentlich ein Alleingang von Apple. Er wurde aus Platzgründen eingesetzt, was aber schon zu Zeiten SCSI-1 eine unglückliche Wahl war, weil er a) die falsche Impedanz hat und b) nicht genügend Pins für die Twisted Pair Grounds hat. Man ließ also diese Grounds einfach weg. Das hatte ungünstige Einflüsse für alle oben erwähnten Stör-Parameter. Erst mit der SCSI-2 wurde dieser Stecker dann ausdrücklich gerügt.
2. Elektrische Übertragungsmethoden
Single Ended SCSI (SE)
Dies ist die klassische Übertragungsmethode und auch heute noch die Verbreitetste. Hier wird auf jedem Adernpärchen nur ein Signal (0-5 Volt, unsymmetrisch) übertragen, die zweite Ader liegt auf Masse (Ground). Dies ist die technisch einfachste und preiswerteste Methode.
Differential SCSI
Während bei normalem "Single Ended" SCSI ein verdrilltes Aderpärchen nur eine Signal- und eine Masse-Ader enthält, werden bei "Differential SCSI" beide Adern eines Pärchens mit einem gegenläufigen Signal betrieben (symmetrisch). Dadurch verringert sich die Störempfindlichkeit und das Übersprechen und die Kabellänge kann deutlich erhöht werden. Das klassische Differential SCSI wird heute High Voltage Differential (HVD) genannt. Es ist nicht mit anderen Modi kompatibel. HVD bedeutet eine Verdoppelung der Treiberbausteine und einen nicht unerheblichen Stromverbrauch. Darum wird es langfristig von Low Voltage Differential SCSI (LVD) abgelöst. HVD wurde in der SCSI-2 bereits abgegkündigt.
Low Voltage Differential SCSI (LVD)
LVD ist eine Weiterentwicklung von Differential SCSI. Eine umfassende technische Erklärung würde hier zu weit führen. Die technologischen Grundlagen sind auch nicht ganz neu. Wie der Name schon sagt, wird hier mit differentiellen (symmetrischen) Signalen gearbeitet. Hinzu kommt, dass die Signale mehr durch Strom als durch (üblicherweise) Spannung übertragen werden. Der Spannungshub ist deutlich geringer. Dies hat eine Menge Vorteile, die die Schwächen der Kabel kompensieren (Es ist also reines Marketing-Geschwafel, ein LVD-Kabel als besonders hochwertig darzustellen).
Auch hier muss die Anzahl der Treiber verdoppelt werden. Aber der Stromverbrauch ist deutlich geringer als bei HVD. Dadurch können externe Treiber eingespart und die Signale ggf. direkt aus dem SCSI-Chip getrieben werden. Tatsache ist, dass man reine LVD-Technologie mit anderen Technologien nicht kombinieren kann.
Multimode Low Voltage Differential SCSI (LVD/MSE)
Darum wurde das Multimode LVD entwickelt. Hier schaltet der Treiber automatisch auf Single Ended um, sobald ein Busteilnehmer Single Ended ist. MSE heißt "Multimode Single Ended". LVD/MSE ist also kompatibel zu Sigle Ended. Aber man bedenke immer, dass alle Teilnehmer auf Single Ended zurückschalten, wenn auch nur ein einziges Gerät am Bus Single Ended ist! Die Vorteile der LVD-Übertragung werden damit obsolet. Noch schlimmer: wenn vorher (im Vertauen auf LVD) Geräte mit überlangem Kabel angeschlossen waren, wird damit der gesamte Bus wahrscheinlich nicht mehr funktionieren. Insgesamt wird sich LVD/MSE durchsetzen, denn es hat die Vorteile der Kompatibilität mit SE und der Mehraufwand wird dadurch ausgeglichen, dass die Hersteller nur noch eine Variante produzieren und lagern müssen.
3. Tipps und Tricks zur SCSI-Verkabelung
Grundsätzlich gilt:
1) Je schneller die Übertragung, um so wichtiger wird die Beachtung dieser Hinweise. Sünden, die die SCSI 1 noch verzeiht, sind bei Fast SCSI problematisch und bei Ultra Fast SCSI katastrophal.
2) Auch für SCSI gilt: Die Kette ist nur so stark wie Ihr schwächstes Glied.
Terminierung nur an beiden Enden des Busses
Ein SCSI Bus muß an beiden Enden mit einem Abschlußwiderstand terminiert werden. Eine Terminierung in der Mitte, oder das Fehlen eines Terminators führt mit großer Sicherheit zu Problemen.
Kabel kurz halten - aber nicht zu kurz - 30 cm ist die Mindestlänge
Richtig ist es, die Gesamtlänge so kurz wie möglich zu halten. Völlig falsch ist es, die einzelnen Kabel kürzer als ca. 30 cm zu machen. Hier kommt es zu einer Addition der Port-Kapazitäten und damit zu Reflexionen. Die Mindestlänge von 30 cm gilt auch für alle Stichleitungen und auch für interne Kabel.
Gesamte Buslänge beachten
Je nach verwendeter SCSI, gibt es eine maximal empfohlene Buslänge. Dabei wird oft vergessen, die internen Kabel mit zu berücksichtigen. Sie müssen zu der externen Länge hinzugezählt werden. Im Schnitt sollte man pro Busteilnehmer ca. 21 Zentimeter rechnen.
Bei Installationstests - Hohen Durchsatz erzeugen
Zum schlechten Ruf der SCSI hat beigetragen, daß Probleme scheinbar aus heiterem Himmel auftauchen und wieder verschwinden. Grund: Erst bei hoher Datenrate kommen manche Fehler zum tragen. Darum: Nach der Installation mit möglichst hohem Durchsatz testen.
Adapter vermeiden
Adapter-Stecker oder -Kabel zur Anpasssung der unterschiedlichen Steckerformen sind äußerst fragwürdig. Sie können - je nach Qualität - den Schirm schwächen. In jedem Fall stellen sie eine zusätzliche Kapazität dar und sind damit eine Quelle von Reflexionen.
Kombination von "Alt" und "Neu" meiden
Es mag zwar verlockend sein, ein altes Gerät mit 50-pol CENTRONICS (oder gar 25-pol DSUB) noch irgendwie in den High-End Bus mit einzubinden. Wenn Sie nicht gerade Probleme suchen, vergessen Sie es einfach und spendieren solchen Geräten einen eigenen Controller.
Externe Kabel - Nicht biegen, nicht deformieren
Vermeiden Sie unnötiges Biegen der externen Rundkabel. Hierbei wird der empfindliche Innenaufbau des Kabels verändert oder sogar dauerhaft zerstört. Auswirkungen: Veränderung der Impedanz und erhöhtes Übersprechen.
Externe und Interne Kabel - Nicht aufrollen - Von Metallteilen fernhalten
Weitgehend unbekannt ist der Einfluß von Metallteilen und anderen Kabeln auf die Impedanz des SCSI Kabels. Es sieht zwar ordentlicher aus, ist aber falsch, Kabel aufzurollen, zu bündeln oder gar mit Kabelbindern an Metallgehäusen zu befestigen. Dies gilt für Außenkabel und noch extremer für die internen Flachkabel. Dort kann die Berührung mit einem Metallblech (Gehäuse) die Impedanz fast halbieren. Störungen sind damit schon vorprogrammiert. Wenn Sie ein Kabel mit einem anderen Kabel bündeln oder an einem Metallteil festmachen müssen, sorgen Sie durch einen zwischengelegten Isolator für einen Mindestabstand von 2-3 Millimeter.Zurren Sie den Kabelbinder nicht zu fest (Deformation des Kabels).
Terminatoren
Terminatoren sind nötig, um den Bus an beiden Enden mit seiner Nennimpedanz abzuschließen und damit Reflexionen zu vermeiden. Passive Terminatoren sind preiswerter aber aktive Terminatoren dämpfen das Signal weniger und ergeben damit eine höherere Toleranz des Systems gegen Signalstörungen. Viele Adapterkarten und Peripheriegeräte haben abschaltbare Terminatoren schon eingebaut. Laut einer Studie von Hewlett Packard können aktive und passive Terminatoren ohne weiteres gemischt eingesetzt werden. Bei Fast SCSI und Ultra-Fast SCSI sollten jedoch aktive Terminatoren bevorzugt werden.
Weiterführende Links:
 Roadmap der SCSI-3
SCSI-FAQs von Paralan - sehr ausführlich
|