USB4高速傳輸帶來諸多挑戰，包括訊號干擾與傳輸損耗，電路板設計布局、連接器與纜線設計均更加要求，透過嚴謹的系統化整合設計，可強化高速訊號完整性，並解決干擾、衰減、串音問題。
高速傳輸是USB4的重要功能之一，透過雙工雙通道的方式達成最高40Gbps的傳輸速率，目前業界預期Thunderbolt 5傳輸速率將達80Gbps，因此傳輸速率在可見的未來將持續提升，而高速傳輸也帶來諸多挑戰，包括訊號干擾與傳輸損耗，因此在電路板設計布局、連接器與纜線設計等都更為要求，希望透過嚴謹的系統化整合設計，協助維持高速傳輸訊號的完整性。
纜線/連接器/電路板整合設計有解
現今有線高速傳輸提速的技術大多透過多通道與差分訊號來達成，差分訊號對的傳輸也由低頻傳輸升級為高頻傳輸。維將科技總經理鍾軒禾(圖1)表示，高頻差動訊號對訊號品質的好壞，最直接的影響是訊號對本身的粗細厚薄與距離，而間接的影響是共模雜訊，若電路設計不良，將因此產生電磁輻射造成電磁干擾(EMI)，甚至是與其他無線電訊號發生共振而造成射頻干擾(RFI)。
圖1 維將科技總經理鍾軒禾表示現今有線介面傳輸提速的技術大多透過多通道與差分訊號尤其採高頻傳輸來達成。
鍾軒禾形容，連接器是有線通訊中重要的「水閥」，要改善有線連接中的干擾狀況甚至訊號傳輸損失，需要將纜線、連接器、電路板當作一個系統，當中的線路進行整合設計，讓訊號傳輸的過程更加順暢，透過破壞式的創新，追求價值、不追求價格，以解決問題為首要考量，而不是降低成本。甚至只要透過機構設計的調整，就可以有效解決訊號的干擾與耗損問題，無須用到重計時器(Retimer)與中繼器(Redriver)，整體系統成本不升反降。
過去纜線、連接器、電路板是由不同的廠商負責，不僅各做各的，在遭遇問題時也容易互踢皮球，但在高速傳輸中，每一段的匹配與連續性都非常重要，只要一個部分出現問題，整體系統的效能就會大打折扣，所以不僅纜線、連接器、電路板，甚至控制晶片都需要整體性的設計，才有助於問題的解決。
干擾戕害訊號完整性 而在訊號干擾的解決上，維將科技訊號分析經理林永常(圖2)指出，干擾源分為三類：電磁干擾、串音(Cross Talk)與射頻干擾，這些干擾通常因為高低頻與電源之間，在同一個空間、時間同時作動，而產生電磁場的干涉，所以在設計上會透過幾個原則去解決，一是盡量讓控制器的訊號到電路板與連接器、纜線的線路不要有交叉，電路訊號可以順暢傳輸，二是讓電源與接地之間的迴路越短、越小越好，可以降低干擾。
圖2 維將科技訊號分析經理林永常提出訊號干擾源分為三類：電磁干擾(EMI)、串音(Cross Talk)與射頻干擾(RFI)。
另外，在電路板、連接器與纜線的設計上，電路板的重點是疊構，連接器的重點則是機構，纜線則是講求電路線的排列方式、疊構與對地之間的關係，透過這樣的設計讓訊號在傳輸的過程中不會互相干擾，以維持訊號的完整性。
機構設計優化訊號表現
而在機構的設計上，過去USB IF的相關規範並不嚴謹，在連接器上只要遵照建議的方式，在接觸端與焊接端的排列依照規範即可。但礙於各連接器介面的制定協會參考規範限制並不明確，而使得理論速度與實際量測速度有顯著的落差降速，維將科技協理林昱宏(圖3)提到，目前業界的連接器電性腳位排列順序，未依照高頻訊號的方式排序，縱然在高頻測試板上的特性優異，但放上電路板後的高頻特性卻會有極大落差，為了解決與優化高頻訊號本身的問題，連接器與電纜線的原生結構就必需改變設計。
圖3 維將科技協理林昱宏認為為解決與優化高頻訊號本身的問題，連接器與電纜線的原生結構需改變設計。
而只要高頻連接器引腳的電性排序位置重新設計定義，透過單排設計，高頻差分訊號對兩側有參考邊以避免串音干擾其他訊號，並將高頻訊號對的導體加粗來減少訊號衰減，從接觸端一直到控制晶片的引腳都有參考邊，所以訊號完整性就會更好。雖然在纜線、連接器與電路板上的成本會較高，但因為少了重計時器與中繼器，整體系統成本並不會增加。
連接器設計採用單排引腳的排列為主，應用共面波導與集膚效應優化設計連接器，可使SMT製程打件貼焊簡易。鍾軒禾強調在策略上將與控制晶片與終端品牌廠商合作，希望可以尋求與重視整體性能的廠商合作，並透過不斷的仿真模擬、分析與機構簡化設計，解決大電流應用的溫昇、壓降問題，與高速高頻產生的干擾、衰減、串音問題，使用更少的元件，提升整體系統效能。