TE Connectivity (TE) ofrece productos de placa base cableada que proporcionan la máxima flexibilidad y rendimiento con una integridad de señal excepcional.
A medida que las velocidades de los equipos del centro de datos continúan aumentando, es posible que los sustratos tradicionales de la placa de circuito impreso (PCB) FR4 ya no proporcionen un rendimiento de transmisión aceptable, especialmente a 25 Gb/s y más. Los interruptores y enrutadores centrales necesitan el máximo rendimiento con una integridad de señal superior y a medida que estos sistemas logran una mayor potencia computacional, las placas base y el número de tarjetas hijas que admiten aumentan en tamaño, número y complejidad. Muchos fabricantes de equipos están buscando alternativas de conectividad a los sustratos de PCB y la tecnología de placa base cableada de alta velocidad se ha convertido en una opción principal. En este informe, examinaremos la necesidad de conectividad de placa base cableada de alta velocidad, sus ventajas sobre las alternativas basadas en PCB, sus posibles inconvenientes y cómo TE Connectivity ofrece productos de placa base cableada que proporcionan la máxima flexibilidad y rendimiento con una integridad de señal excepcional.
La tecnología de placa base cableada existe desde hace más de 10 años. La reciente migración del ecosistema de placa base de 10 Gb/s al de 25 Gb/s y más allá está haciendo que la tecnología de placa base cableada sea una solución más atractiva para los arquitectos de sistemas actuales. Una placa base cableada puede resolver tres problemas: aumenta el rendimiento, permite comunicaciones de baja pérdida a través de canales largos y permite flexibilidad de enrutamiento.
Mayor rendimiento
El uso de placas base cableadas de alta velocidad mejora significativamente el rendimiento eléctrico a 25 Gb/s y más. Además de utilizar la tecnología de fibra óptica, el enfoque cableado es una de las pocas alternativas para sistemas informáticos y de conmutación más grandes. Los principales proveedores de fabricación de PCB han desarrollado estructuras HDI (interconexión de alta densidad) para ayudar a mitigar los desafíos de enrutamiento de trazas, pero se necesitan de 20 a 30 pasos del proceso de fabricación para construir estas placas base de conteo de capas muy altas y son 5-10 veces más caros que los sustratos de PCB tradicionales.
Comunicaciones de pérdida mínima
Los presupuestos de pérdida para todo un canal son cada vez más ajustados, por lo que los diseñadores deben reducir la pérdida de inserción tanto como sea posible en la conexión física. Los PCB tienen pérdida de inserción asociada con ellos. Por ejemplo, los PCB típicos de Meg 6 tienen una pérdida de 0.75 dB/in a 12.5 GHz. Por el contrario, las soluciones de placa base cableada STRADA Whisper de TE tienen una pérdida de 0.11 dB/in. El cable de placa base de alta velocidad permite a los diseñadores mantener la pérdida de inserción y retorno, inclinación, la diafonía y otros atributos de integridad de la señal dentro de las especificaciones de rendimiento OEM a 25 Gb/s y más. La reducción de la pérdida de inserción lograda por el cable de alta velocidad también puede permitir que la integridad de la señal se mantenga a distancias de dos a cuatro veces mayores que un diseño de placa base de PCB convencional. Esta tecnología es de vital importancia, ya que puede habilitar canales de datos de tres pies o más en sistemas de rack completo.
Flexibilidad de enrutamiento
Con un sistema cableado, los fabricantes de interconexión tienen la flexibilidad de diseño para ofrecer al OEM una variedad de configuraciones de sistema. La configuración de la placa base con tarjetas hijas montadas paralelamente entre sí es un enfoque popular. Además, una configuración de plano medio u ortogonal monta tarjetas en una orientación de 90 grados. El cableado de esta manera normalmente conecta las tarjetas en el espacio del plano medio, lo que permite una gestión térmica más eficiente. Las mejoras en el rendimiento eléctrico y la integridad de la señal se mejoran utilizando el cable en estas diversas configuraciones.
Desafíos de la placa base cableada
A pesar de estas ventajas, existen desafíos potenciales para el uso de la tecnología de placa base cableada. El primero es la gran cantidad de conexiones que pueden ser necesarias. Los sistemas de comunicaciones más grandes generalmente requieren el enfoque cableado debido a las mayores longitudes de datos que involucran un mayor número de tarjetas hijas, tarjetas de conmutación, etc. Cada tarjeta normalmente se conectará a todas las demás tarjetas del sistema, lo que dará como resultado muchas conexiones de punta a punta. Cada conexión requiere un cable twinax con una configuración de par diferencial, por lo que pueden ser necesarios muchos cabezales y receptáculos cableados de acoplamiento a lo largo del borde de una tarjeta hija.
El uso de placas base cableadas también requiere el uso de complicados esquemas de mapeo de pines para comprender cómo se enruta cada uno de los cables de placa a placa. Esto requiere una estrecha colaboración entre el OEM y el fabricante de la solución de interconexión. Con la posibilidad de miles de conexiones de punta a punta requeridas en algunos sistemas, es fácil imaginar la complejidad del enrutamiento de cables. El enrutamiento de cables a veces puede requerir una gestión de cables desafiante que involucre múltiples longitudes y curvas de cable y esto podría afectar el rendimiento eléctrico y mecánico. La integridad del rendimiento antes y después de las pruebas de verificación del producto debe garantizarse tanto en el nivel de conjunto de cable como en el nivel del sistema.
Otro desafío es la considerable cantidad de cable requerido. Algunos sistemas podrían incluir miles de canales de par diferencial, por lo que es posible que miles de pies de cable twinax sean un requisito. Todo ese cable agrega peso a un sistema en comparación con una solución de placa base convencional. Esto se convierte en una preocupación no solo en el embalaje y el transporte, sino que es una consideración importante en las pruebas de choque y vibración y otras pruebas de validación. El daño a estos sistemas puede ser difícil de detectar, especialmente después del envío del fabricante. La reparación después de la instalación puede ser uno de los aspectos más desafiantes del sistema de placa base cableada.
Además, es importante mantener la terminación del cable al conector mientras se mantiene una impedancia característica adecuada (típicamente de 85 a 100 ohmios) para garantizar la integridad de la señal a velocidades de 25 Gb/s y superiores. Las técnicas de terminación de alambre comúnmente utilizadas son la soldadura (láser, ultrasonido o soldadura por resistencia) o la soldadura. Los procesos de fabricación deben ser precisos y supervisados continuamente para mantener los objetivos de calidad y rendimiento.
En general, el principal desafío para decidir si usar una placa base cableada se reduce al costo. Si una PCB cumple con el presupuesto del canal, entonces normalmente no es necesario la placa base cableada. Sin embargo, si la flexibilidad de la arquitectura es el principal impulsor en el diseño del sistema, entonces la placa base cableada puede ser la mejor opción disponible. El desarrollo de tamaños de sistemas y longitudes de canal está permitiendo que la placa base cableada sea competitiva en costos en el mercado.
Por qué asociarse con TE
La demanda de una placa base cableada solo aumentará a medida que las velocidades de datos del equipo pasen de 25 Gb/s NRZ y 56 Gb/s PAM-4 a 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4. Los nuevos requisitos de integridad de la señal probablemente harán que la placa base cableada sea una necesidad en los grandes sistemas para los mercados de redes centrales y computación de alto rendimiento en particular. A medida que los costos de PCB se vuelven prohibitivos a velocidades de datos más altas, los conectores STRADA Whisper cableados de TE proporcionan una solución flexible.
El conector STRADA Whisper de TE tiene una pérdida de inserción de cable extremadamente baja (0.11 dB/in frente a una pérdida de PCB de 0.75 dB/in a 12.5 GHz), lo que permite mantener la integridad de la señal a distancias 2 o 4 veces mayores que un diseño de placa base de PCB convencional. La reducción de la pérdida de inserción conseguida por el cable de alta velocidad mejora el margen de canal y admite posibilidades de diseño de arquitectura de sistemas más creativas
Los conectores STRADA Whisper cableados siguen ofreciendo la misma robustez mecánica y el mejor rendimiento eléctrico y de integridad de señal de su clase de la familia de productos STRADA Whisper de TE. Pueden admitir PAM-4 de 25 hasta 56 Gb/s, con una futura expansión a 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4.
TE es el socio de diseño adecuado para ayudar a mitigar los desafíos asociados con la arquitectura de placa base cableada. Cuando se trata de la complejidad del mapeo de pares, la experiencia en ingeniería de TE puede ayudar a diseñar las asignaciones más óptimas y las extensas pruebas de TE aseguran que el conjunto sea tan confiable como un proveedor de fabricación de PCB. TE tiene métodos de moldeo, creación de prototipos y desarrollo para montar, cargar, formar y enrutar cables para adaptarse a la mayoría de los tamaños de sistemas o necesidades de enrutamiento. Se pueden presentar múltiples soluciones a cualquier problema individual para definir la mejor arquitectura personalizada para cualquier necesidad del cliente. Nuestro proceso de fabricación incluye extensos controles de calidad eléctricos y visuales con tolerancias extremadamente estrictas que impulsan la precisión para ofrecer el mejor producto de calidad posible.
TE ofrece tres soluciones principales de conectores STRADA Whisper cableados: cable de punta a punta, conjuntos de valor agregado y diseño completo de placa base o plano medio. El uso por parte de TE de su propio producto MADISON CABLE, el diseño interno junto con capacidades avanzadas de ingeniería de cables, permite a TE mantener el costo de su producto STRADA Whisper cableado lo más bajo posible.
La marcha hacia velocidades de datos más altas en equipos de comunicaciones continúa creciendo. La conectividad de PCB convencional tiene limitaciones de integridad de señal a velocidades de 25 Gb/s y superiores, lo que requiere el uso de sustratos más caros que pueden aumentar significativamente el costo total de un sistema. Las interconexiones cableadas de TE ayudan a abordar el rendimiento de la integridad de la señal y promueven la flexibilidad del diseño, llevando los sistemas de próxima generación sólidamente hacia el futuro de la capacidad 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4.
TE Connectivity (TE) ofrece productos de placa base cableada que proporcionan la máxima flexibilidad y rendimiento con una integridad de señal excepcional.
A medida que las velocidades de los equipos del centro de datos continúan aumentando, es posible que los sustratos tradicionales de la placa de circuito impreso (PCB) FR4 ya no proporcionen un rendimiento de transmisión aceptable, especialmente a 25 Gb/s y más. Los interruptores y enrutadores centrales necesitan el máximo rendimiento con una integridad de señal superior y a medida que estos sistemas logran una mayor potencia computacional, las placas base y el número de tarjetas hijas que admiten aumentan en tamaño, número y complejidad. Muchos fabricantes de equipos están buscando alternativas de conectividad a los sustratos de PCB y la tecnología de placa base cableada de alta velocidad se ha convertido en una opción principal. En este informe, examinaremos la necesidad de conectividad de placa base cableada de alta velocidad, sus ventajas sobre las alternativas basadas en PCB, sus posibles inconvenientes y cómo TE Connectivity ofrece productos de placa base cableada que proporcionan la máxima flexibilidad y rendimiento con una integridad de señal excepcional.
La tecnología de placa base cableada existe desde hace más de 10 años. La reciente migración del ecosistema de placa base de 10 Gb/s al de 25 Gb/s y más allá está haciendo que la tecnología de placa base cableada sea una solución más atractiva para los arquitectos de sistemas actuales. Una placa base cableada puede resolver tres problemas: aumenta el rendimiento, permite comunicaciones de baja pérdida a través de canales largos y permite flexibilidad de enrutamiento.
Mayor rendimiento
El uso de placas base cableadas de alta velocidad mejora significativamente el rendimiento eléctrico a 25 Gb/s y más. Además de utilizar la tecnología de fibra óptica, el enfoque cableado es una de las pocas alternativas para sistemas informáticos y de conmutación más grandes. Los principales proveedores de fabricación de PCB han desarrollado estructuras HDI (interconexión de alta densidad) para ayudar a mitigar los desafíos de enrutamiento de trazas, pero se necesitan de 20 a 30 pasos del proceso de fabricación para construir estas placas base de conteo de capas muy altas y son 5-10 veces más caros que los sustratos de PCB tradicionales.
Comunicaciones de pérdida mínima
Los presupuestos de pérdida para todo un canal son cada vez más ajustados, por lo que los diseñadores deben reducir la pérdida de inserción tanto como sea posible en la conexión física. Los PCB tienen pérdida de inserción asociada con ellos. Por ejemplo, los PCB típicos de Meg 6 tienen una pérdida de 0.75 dB/in a 12.5 GHz. Por el contrario, las soluciones de placa base cableada STRADA Whisper de TE tienen una pérdida de 0.11 dB/in. El cable de placa base de alta velocidad permite a los diseñadores mantener la pérdida de inserción y retorno, inclinación, la diafonía y otros atributos de integridad de la señal dentro de las especificaciones de rendimiento OEM a 25 Gb/s y más. La reducción de la pérdida de inserción lograda por el cable de alta velocidad también puede permitir que la integridad de la señal se mantenga a distancias de dos a cuatro veces mayores que un diseño de placa base de PCB convencional. Esta tecnología es de vital importancia, ya que puede habilitar canales de datos de tres pies o más en sistemas de rack completo.
Flexibilidad de enrutamiento
Con un sistema cableado, los fabricantes de interconexión tienen la flexibilidad de diseño para ofrecer al OEM una variedad de configuraciones de sistema. La configuración de la placa base con tarjetas hijas montadas paralelamente entre sí es un enfoque popular. Además, una configuración de plano medio u ortogonal monta tarjetas en una orientación de 90 grados. El cableado de esta manera normalmente conecta las tarjetas en el espacio del plano medio, lo que permite una gestión térmica más eficiente. Las mejoras en el rendimiento eléctrico y la integridad de la señal se mejoran utilizando el cable en estas diversas configuraciones.
Desafíos de la placa base cableada
A pesar de estas ventajas, existen desafíos potenciales para el uso de la tecnología de placa base cableada. El primero es la gran cantidad de conexiones que pueden ser necesarias. Los sistemas de comunicaciones más grandes generalmente requieren el enfoque cableado debido a las mayores longitudes de datos que involucran un mayor número de tarjetas hijas, tarjetas de conmutación, etc. Cada tarjeta normalmente se conectará a todas las demás tarjetas del sistema, lo que dará como resultado muchas conexiones de punta a punta. Cada conexión requiere un cable twinax con una configuración de par diferencial, por lo que pueden ser necesarios muchos cabezales y receptáculos cableados de acoplamiento a lo largo del borde de una tarjeta hija.
El uso de placas base cableadas también requiere el uso de complicados esquemas de mapeo de pines para comprender cómo se enruta cada uno de los cables de placa a placa. Esto requiere una estrecha colaboración entre el OEM y el fabricante de la solución de interconexión. Con la posibilidad de miles de conexiones de punta a punta requeridas en algunos sistemas, es fácil imaginar la complejidad del enrutamiento de cables. El enrutamiento de cables a veces puede requerir una gestión de cables desafiante que involucre múltiples longitudes y curvas de cable y esto podría afectar el rendimiento eléctrico y mecánico. La integridad del rendimiento antes y después de las pruebas de verificación del producto debe garantizarse tanto en el nivel de conjunto de cable como en el nivel del sistema.
Otro desafío es la considerable cantidad de cable requerido. Algunos sistemas podrían incluir miles de canales de par diferencial, por lo que es posible que miles de pies de cable twinax sean un requisito. Todo ese cable agrega peso a un sistema en comparación con una solución de placa base convencional. Esto se convierte en una preocupación no solo en el embalaje y el transporte, sino que es una consideración importante en las pruebas de choque y vibración y otras pruebas de validación. El daño a estos sistemas puede ser difícil de detectar, especialmente después del envío del fabricante. La reparación después de la instalación puede ser uno de los aspectos más desafiantes del sistema de placa base cableada.
Además, es importante mantener la terminación del cable al conector mientras se mantiene una impedancia característica adecuada (típicamente de 85 a 100 ohmios) para garantizar la integridad de la señal a velocidades de 25 Gb/s y superiores. Las técnicas de terminación de alambre comúnmente utilizadas son la soldadura (láser, ultrasonido o soldadura por resistencia) o la soldadura. Los procesos de fabricación deben ser precisos y supervisados continuamente para mantener los objetivos de calidad y rendimiento.
En general, el principal desafío para decidir si usar una placa base cableada se reduce al costo. Si una PCB cumple con el presupuesto del canal, entonces normalmente no es necesario la placa base cableada. Sin embargo, si la flexibilidad de la arquitectura es el principal impulsor en el diseño del sistema, entonces la placa base cableada puede ser la mejor opción disponible. El desarrollo de tamaños de sistemas y longitudes de canal está permitiendo que la placa base cableada sea competitiva en costos en el mercado.
Por qué asociarse con TE
La demanda de una placa base cableada solo aumentará a medida que las velocidades de datos del equipo pasen de 25 Gb/s NRZ y 56 Gb/s PAM-4 a 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4. Los nuevos requisitos de integridad de la señal probablemente harán que la placa base cableada sea una necesidad en los grandes sistemas para los mercados de redes centrales y computación de alto rendimiento en particular. A medida que los costos de PCB se vuelven prohibitivos a velocidades de datos más altas, los conectores STRADA Whisper cableados de TE proporcionan una solución flexible.
El conector STRADA Whisper de TE tiene una pérdida de inserción de cable extremadamente baja (0.11 dB/in frente a una pérdida de PCB de 0.75 dB/in a 12.5 GHz), lo que permite mantener la integridad de la señal a distancias 2 o 4 veces mayores que un diseño de placa base de PCB convencional. La reducción de la pérdida de inserción conseguida por el cable de alta velocidad mejora el margen de canal y admite posibilidades de diseño de arquitectura de sistemas más creativas
Los conectores STRADA Whisper cableados siguen ofreciendo la misma robustez mecánica y el mejor rendimiento eléctrico y de integridad de señal de su clase de la familia de productos STRADA Whisper de TE. Pueden admitir PAM-4 de 25 hasta 56 Gb/s, con una futura expansión a 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4.
TE es el socio de diseño adecuado para ayudar a mitigar los desafíos asociados con la arquitectura de placa base cableada. Cuando se trata de la complejidad del mapeo de pares, la experiencia en ingeniería de TE puede ayudar a diseñar las asignaciones más óptimas y las extensas pruebas de TE aseguran que el conjunto sea tan confiable como un proveedor de fabricación de PCB. TE tiene métodos de moldeo, creación de prototipos y desarrollo para montar, cargar, formar y enrutar cables para adaptarse a la mayoría de los tamaños de sistemas o necesidades de enrutamiento. Se pueden presentar múltiples soluciones a cualquier problema individual para definir la mejor arquitectura personalizada para cualquier necesidad del cliente. Nuestro proceso de fabricación incluye extensos controles de calidad eléctricos y visuales con tolerancias extremadamente estrictas que impulsan la precisión para ofrecer el mejor producto de calidad posible.
TE ofrece tres soluciones principales de conectores STRADA Whisper cableados: cable de punta a punta, conjuntos de valor agregado y diseño completo de placa base o plano medio. El uso por parte de TE de su propio producto MADISON CABLE, el diseño interno junto con capacidades avanzadas de ingeniería de cables, permite a TE mantener el costo de su producto STRADA Whisper cableado lo más bajo posible.
La marcha hacia velocidades de datos más altas en equipos de comunicaciones continúa creciendo. La conectividad de PCB convencional tiene limitaciones de integridad de señal a velocidades de 25 Gb/s y superiores, lo que requiere el uso de sustratos más caros que pueden aumentar significativamente el costo total de un sistema. Las interconexiones cableadas de TE ayudan a abordar el rendimiento de la integridad de la señal y promueven la flexibilidad del diseño, llevando los sistemas de próxima generación sólidamente hacia el futuro de la capacidad 56 Gb/s NRZ y 112 Gb/s PAM-4.
